教学情景四定时器计数器PPT讲稿.ppt

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1、教学情景四定时器计数器第1页，共46页，编辑于2022年，星期日（3 3）定时的其它方法）定时的其它方法 软软件件定定时时：利利用用执执行行一一个个循循环环程程序序进进行行时时间间延延迟迟。其其特特点点是是定定时时时时间间精精确确，不不需需外外加加硬硬件件电电路路，但但占占用用CPU时时间间。因因此此软软件件定时的时间不宜过长。定时的时间不宜过长。硬硬件件定定时时：利利用用硬硬件件电电路路实实现现定定时时。其其特特点点是是不不占占用用CPU时时间间，通通过过改改变变电电路路元元器器件件参参数数来来调调节节定定时时，但但使使用用不不够够灵灵活活方方便便。对于时间较长的定时，常用硬件电路来实现。对

2、于时间较长的定时，常用硬件电路来实现。可可编编程程定定时时器器：通通过过专专用用的的定定时时器器/计计数数器器芯芯片片实实现现。其其特特点点是是通通过过对对系系统统时时钟钟脉脉冲冲进进行行计计数数实实现现定定时时，定定时时时时间间可可通通过过程程序序设设定定的的方方法法改改变变，使使用用灵灵活活方方便便。也也可可实实现现对对外外部部脉脉冲冲的的计计数数功能。功能。第2页，共46页，编辑于2022年，星期日 MCS-51单片机内部有两个单片机内部有两个16位可编程的定时器位可编程的定时器/计数器，简称为计数器，简称为T0和和T1，均可作定时器用也可计数器，它们均是二进制加法计数器，当计数器计满，

3、均可作定时器用也可计数器，它们均是二进制加法计数器，当计数器计满回零时能自动产生溢出申请中断，表明定时时间已到或计数已终止。适用于回零时能自动产生溢出申请中断，表明定时时间已到或计数已终止。适用于定时控制、延时、外部计数和检测等。定时控制、延时、外部计数和检测等。计数器：计数器：对引脚对引脚T0（P 3.4）和）和T1（P3.5.）输入的外部脉冲信号计数，当输）输入的外部脉冲信号计数，当输入脉冲信号从入脉冲信号从1到到0的负跳变时，计数器就自动加的负跳变时，计数器就自动加1。计数的最高频率一般为振。计数的最高频率一般为振荡频率的荡频率的1/24。定时器：定时器：对系统晶振振荡脉冲的对系统晶振振

4、荡脉冲的12分频输出进行计数。分频输出进行计数。（1 1）定时器）定时器/计数器的结构计数器的结构组成：组成：16位加法计数器、工作方式寄存器位加法计数器、工作方式寄存器TMOD和控制寄存器和控制寄存器TCON。T0：TL0（低（低8位）和位）和TH0（高（高8位）位）T1：TL1（低（低8位）和位）和TH1（高（高8位）位）2MCS-51内部定时器/计数器第3页，共46页，编辑于2022年，星期日 8051单片机内部的定时器单片机内部的定时器/计数器的结构如下图所示。计数器的结构如下图所示。第4页，共46页，编辑于2022年，星期日（2）控制寄存器TCON(88H)TF1 TR1 TF0 T

5、R0 IE1 IT1 IE0 IT0TF0/TF1：T0/1计数器溢出标志位计数器溢出标志位。可用于。可用于申请中断申请中断或或供供CPU查询查询。在进。在进入中断服务程序时会入中断服务程序时会自动清零自动清零；但在；但在查询方式时必须软件清零查询方式时必须软件清零。=1：计数溢出计数溢出；=0：计数未满。计数未满。TR0/TR1：T0/1计数器运行控制位计数器运行控制位。=1：启动计数；启动计数；=0：停止计数。停止计数。IE0/IE1和和IT0/IT1：用于管理外部中断（下章介绍）。用于管理外部中断（下章介绍）。第5页，共46页，编辑于2022年，星期日 M1,M0：工作方式选择位工作方式

6、选择位。=00：13位定时器位定时器/计数器；计数器；=01：16位定时器位定时器/计数器（常用）；计数器（常用）；=10：可自动重装初值的：可自动重装初值的8位定时器位定时器/计数器（常用）；计数器（常用）；=11：T0 分为分为2个个8位定时器位定时器/计数器；仅适用于计数器；仅适用于T0。C/：定时方式：定时方式/计数方式选择位。计数方式选择位。=1：选择计数器工作方式，对：选择计数器工作方式，对T0/T1引脚输入的外部的周期脉冲计数；引脚输入的外部的周期脉冲计数；=0：选择定时器工作方式，对机器周期脉冲计数定时。：选择定时器工作方式，对机器周期脉冲计数定时。如下页图所示。如下页图所示。

7、（2）工作方式寄存器TMODGATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0T1T0第6页，共46页，编辑于2022年，星期日GATE：门控位，定时器门控位，定时器/计数器的启计数器的启/停可由软件或软、硬件结合控制两种停可由软件或软、硬件结合控制两种方式方式 =0：仅由软件控制仅由软件控制，只由，只由TCON中的启中的启/停控制位停控制位TR0/TR1控制定时器控制定时器/计数器的启计数器的启/停。停。=1：软、硬件结合控制软、硬件结合控制，由外部中断请求信号，由外部中断请求信号 /和和TCON中的启中的启/停控制位停控制位TR0/TR1组合状态控制定时器组合状态控制定时器/计数器

8、的启计数器的启/停。停。当当TR0=1时，外中断引脚信号引脚的时，外中断引脚信号引脚的高电平启动计数高电平启动计数，外中断引脚信号引脚的，外中断引脚信号引脚的低电平停止计数低电平停止计数。这。这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。第7页，共46页，编辑于2022年，星期日3.3.2 定时器/计数器的工作方式 8051单单片片机机的的定定时时器器/计计数数器器共共有有四四种种工工作作模模式式，现现以以T0为为例例加加以以介介绍绍，T1与与T0的的工工作原理相同，但方式作原理相同，但方式3下下T1停止计数。停止计数。1工作方式工作方式0（M1M0=0

9、0，13位定时器位定时器/计数器）计数器）由由TH0的的全全部部8位位和和TL0的的低低5位位（TL0的的高高3位位未未用用）构构成成13位位加加1计计数数器器，当当TL0低低5位位计计数数满满时时直直接接向向TH0进进位位，并并当当全全部部13位位计计数数满满溢溢出出时时，溢溢出出标标志志位位TF0置置“1”。（完全没用，只是为了与（完全没用，只是为了与48系列单片机兼容）系列单片机兼容）2工作方式工作方式1（M1M0=01，16位定时器位定时器/计数器）（最常用）计数器）（最常用）由由TH0和和TL0构成构成16位加位加1计数器，其他特性与工作方式计数器，其他特性与工作方式0相同。相同。3

10、工工作作方方式式2（M1M0=10，自自动动重重装装计计数数初初值值的的8位位定定时时器器/计计数数器器）（经常用到）（经常用到）16位位定定时时器器/计计数数器器被被拆拆成成两两个个8位位寄寄存存器器TH0和和TL0，CPU在在对对它它们们初初始始化化时时必必须须装装入入相相同同的的定定时时器器/计计数数器器初初值值。以以TL0作作计计数数器器，而而TH0作作为为预预置置寄寄存存器器。当当计计数数满满溢溢出出时时，TF0置置“1”，同同时时TH0将将计计数数初初值值以以硬硬件件方方法法自自动动装装入入TL0。这这种种工工作作方方式式很很适适合合于于那那些些重重复计数的应用场合复计数的应用场合

11、（如（如串行数据通信的波特率发生器串行数据通信的波特率发生器）。）。第8页，共46页，编辑于2022年，星期日4工作方式工作方式3（M1M0=11，2个个8位定时器位定时器/计数器，仅适用于计数器，仅适用于T0）TL0：8位位定定时时器器/计计数数器器，使使用用T0原原有有控控制制资资源源TR0和和TF0，其其功功能能和和操作与方式操作与方式0或方式或方式1完全相同。完全相同。TH0：只只能能作作为为8位位定定时时器器，借借用用T1的的控控制制位位TR1和和TF1，只只能能对对片片内内机机器器周期脉冲计数。周期脉冲计数。在在方方式式3模模式式下下，定定时时器器/计计数数器器0可可以以构构成成两

12、两个个定定时时器器或或者者一一个个定时器和一个计数器。定时器和一个计数器。（几乎不用）（几乎不用）第9页，共46页，编辑于2022年，星期日 定定时时器器/计计数数器器可可按按片片内内机机器器周周期期定定时时，也也可可对对由由T0/T1引引脚脚输输入入一一个个负负脉脉冲冲进进行行加加法法计计数数。在在应应用用时时，其其工工作作方方式式和和工工作作过过程程均均可可通通过过程程序序设设定定和和控控制制，因此，定时器因此，定时器/计数器在工作前必须先对其进行计数器在工作前必须先对其进行初始化，计算和设置初值初始化，计算和设置初值。1.定时器定时器T0/T1 中断申请过程中断申请过程(这是中断方式，这

13、是中断方式，还有一种查询方式还有一种查询方式)（1）在已经开放）在已经开放T0/T1中断允许且已被启动的前提下，中断允许且已被启动的前提下，T0/T1加加1计满溢出时计满溢出时 TF0/TF1标志位自动置标志位自动置“1”；（2）CPU 检测到检测到TCON中中TF0/TF1变变“1”后后,将产生指令：将产生指令：LCALL 000BH/LCALL 001BH 执行中断服务程序；执行中断服务程序；（3）TF0/TF1标志位由硬件自动清标志位由硬件自动清“0”,以备下次中断申请。以备下次中断申请。3.3.3定时器/计数器的应用第10页，共46页，编辑于2022年，星期日2.定时器/计数器初始化的

14、步骤 （1）写）写TMOD，设置定时器，设置定时器/计数器的工作方式；计数器的工作方式；（2）计算定时器）计算定时器/计数器的初值，写入计数器的初值，写入TH0/TH1、TL0/TL1。（3）设置）设置IE、IP，以开放相应的中断和设定中断优先级。，以开放相应的中断和设定中断优先级。3.定时器定时器/计数器的定时器计数器的定时器/计数器范围计数器范围 （1 1）工作方式）工作方式0 0：13位定时器位定时器/计数器方式计数器方式 最大计数值最大计数值=213=8192 （2 2）工作方式）工作方式1 1：16位定时器位定时器/计数器方式计数器方式 最大计数值最大计数值=216=65536 （3

15、）工作方式工作方式2和工作方式和工作方式3：8位的定时器位的定时器/计数器方式计数器方式 最大计数值最大计数值=28=256 第11页，共46页，编辑于2022年，星期日3.计数器初值的计算计数器初值的计算方法：方法：用最大计数量减去需要的计数次数。即：用最大计数量减去需要的计数次数。即：TC=M C 其中：其中：TC计数器需要预置的初值；计数器需要预置的初值；M计数器的模值（最大计数值）；计数器的模值（最大计数值）；方式方式0时，时，M=213；方式；方式1时，时，M=216；方式；方式2,3时，时，M=28；C计数器计满回计数器计满回0所需的计数值，即设计任务要求的计数值。所需的计数值，即

16、设计任务要求的计数值。例如：例如：流水线上一个包装是流水线上一个包装是12盒，要求每到盒，要求每到12盒就产生一个动作，盒就产生一个动作，用单片机的工作方式用单片机的工作方式0来控制，则应当预置的初值为：来控制，则应当预置的初值为：TC=M C=213 12=8180第12页，共46页，编辑于2022年，星期日4.定时器初值的计算定时器初值的计算定时时间的计算公式为：定时时间的计算公式为：T=（M TC）T0（或或TC=M T/T0）其中：其中：T定时器的定时时间，即设计任务要求的定时时间；定时器的定时时间，即设计任务要求的定时时间；T0计数器计数脉冲的周期，即单片机系统主频周期的计数器计数脉

17、冲的周期，即单片机系统主频周期的12倍；倍；M计数器的模值；计数器的模值；TC定时器需要预置的初值。定时器需要预置的初值。若若设设初初值值TC=0，则则定定时时器器定定时时时时间间为为最最大大。若若设设单单片片机机系系统统主频为主频为12MHz，则各种工作方式定时器的最大定时时间为：，则各种工作方式定时器的最大定时时间为：工作方式工作方式0 0：Tmax=2131 s=8.192ms工作方式工作方式1 1：Tmax=2161 s=65.536ms工作方式工作方式2 2和和3 3：Tmax=281 s=0.256ms第13页，共46页，编辑于2022年，星期日5.5.定时器定时器/计数器应用举例

18、计数器应用举例 例例题题44 设设一一只只发发光光二二极极管管LED和和8051的的P1.0脚脚相相连连。当当P1.0脚脚是是低低电电平平时时，LED发发亮亮；当当P1.0脚脚是是高高电电平平时时，LED不不亮亮。编编制制程程序序用用定定时时器器来来实实现现发发光光二二极极管管LED的的闪闪烁烁功功能能，设设置置LED每每1s闪烁一次。已知单片机系统主频为闪烁一次。已知单片机系统主频为12MHz。解解：定定时时器器/计计数数器器的的最最长长的的定定时时是是65.536ms，无无法法实实现现1s的的定定时。可以采用软件计数器来进行设计。时。可以采用软件计数器来进行设计。第14页，共46页，编辑于

19、2022年，星期日设设计计思思想想：定定义义一一个个软软件件计计数数器器单单元元30H，先先用用定定时时器器/计计数数器器0做做一一个个50ms的的定定时时器器，定定时时时时间间到到了了以以后后将将软软件件计计数数器器中中的的值值加加1，如如果果软软件件计计数数器器计计到到了了20，取取反反P1.0，并并清清掉掉软软件件计计数数器器中中的的值值，否否则则直直接接返返回回。则则 完完 成成 了了 20次次 定定 时时 中中 断断 才才 取取 反反 一一 次次 P1.0，因因 此此 定定 时时 时时 间间 就就 为为2050=1000ms=1s。定时器定时器/计数器计数器0采用工作方式采用工作方式

20、1，其初值为：，其初值为：216 50ms/1 s=65536 50000=15536=3CB0H电路图如下：电路图如下：第15页，共46页，编辑于2022年，星期日程序如下：程序如下：ORG 0000H AJMP START ;转入主程序转入主程序 ORG 000BH ;定时器定时器/计数器计数器0的中断服务程序入口地址的中断服务程序入口地址 AJMP TIME0;跳转到真正的定时器中断服务程序处跳转到真正的定时器中断服务程序处 ORG 0030H START:MOV SP,#60H ;设置堆栈指针设置堆栈指针 MOV P1,#0FFH ;关发光二极管关发光二极管LED（使其灭）（使其灭）M

21、OV 30H,#00H ;软件计数器预清软件计数器预清0 MOV TMOD,#01H ;定时器定时器/计数器计数器0工作于方式工作于方式1 MOV TH0,#3CH ;设置定时器设置定时器/计数器的初值计数器的初值 MOV TL0,#0B0H SETB EA ;开总中断允许开总中断允许 SETB ET0 ;开定时器开定时器/计数器计数器0中断允许中断允许 SETB TR0;启动定时器启动定时器/计数器计数器0 LOOP:AJMP LOOP ;循环等待循环等待 （真正工作时，这里可写任意其他程序）（真正工作时，这里可写任意其他程序）第16页，共46页，编辑于2022年，星期日定时器定时器/计数器

22、计数器0 0的中断服务程序的中断服务程序1 1：TIME0:PUSH ACC ;将将PSW和和ACC推入堆栈保护推入堆栈保护 PUSH PSW INC 30H ;软件计数器加软件计数器加1 MOV A,30H CJNE A,#20,T_LP2;软件计数器单元中的值到了软件计数器单元中的值到了20了吗？了吗？到了，继续执行到了，继续执行;否则，转入否则，转入T_LP2 T_LP1:CPL P1.0 ;到了，到了，P1.0取反取反 MOV 30H,#00H;清软件计数器清软件计数器(或置初值或置初值20)T_LP2:MOV TH0,#3CH;重置定时器重置定时器/计数器的初值计数器的初值 MOV

23、TL0,#0B0H POP PSW ;恢复恢复PSW和和ACC POP ACC RETI;中断返回中断返回 END第17页，共46页，编辑于2022年，星期日定时器定时器/计数器计数器0 0的中断服务程序的中断服务程序2 2：TIME0:MOV TL0,#0B0H ;重置定时器重置定时器/计数器的初值计数器的初值 MOV TH0,#3CH DJNZ 30H,T_LP2 ;软件计数器单元中的值到了软件计数器单元中的值到了20了吗？了吗？;T_LP1:CPL P1.0 ;到了，到了，P1.0取反取反 MOV 30H,#20;重置软件计数器初值重置软件计数器初值 T_LP2:RETI;中断返回中断返

24、回 END第18页，共46页，编辑于2022年，星期日任务二、秒表任务要求：用单片机的定时/计数器T0产生一秒的定时时间，作为秒计数的时间，当一秒产生时，秒计数加1，秒计数到60时，自动从0开始。任务分析：需要的硬件？第19页，共46页，编辑于2022年，星期日第20页，共46页，编辑于2022年，星期日定时器的初始化工作对对TMOD的设置：？的设置：？第21页，共46页，编辑于2022年，星期日定时初值的设置为什么要赋初值？赋给谁？怎么算？第22页，共46页，编辑于2022年，星期日定时器的启动定时器的启动方式的选择？（停止方式？）查询方式？中断方式？第23页，共46页，编辑于2022年，星

25、期日程序框图？第24页，共46页，编辑于2022年，星期日第25页，共46页，编辑于2022年，星期日查询法程序设计第26页，共46页，编辑于2022年，星期日利用中断实现秒表的程序第27页，共46页，编辑于2022年，星期日计数器的例子实训任务：利用AT89S51单片机来制作一个手动计数器，在AT89S51单片机的P3.4管脚接一个按钮开关，作为手动计数的按钮，用单片机的P2.0P2.7接一个共阴数码管，作为0099计数的个位数显示，用单片机的P0.0P0.7接一个共阴数码管，作为0099计数的十位数显示；第28页，共46页，编辑于2022年，星期日共阴：Abcdefg直接接到引脚上，但公共

26、端要接电阻；共阳：公共端直接接在+5V上，ABCDEFG需通过电阻接到引脚上第29页，共46页，编辑于2022年，星期日第30页，共46页，编辑于2022年，星期日程序框图？第31页，共46页，编辑于2022年，星期日程序框图第32页，共46页，编辑于2022年，星期日数据的拆分单片机对计的数值要进行数码显示，计得的数是两位的十进数，含有十位和个位，我们要把十位和个位拆开分别送出这样的十位和个位数值到对应的数码管上显示。如何拆开十位和个位？第33页，共46页，编辑于2022年，星期日数据拆分我们可以把所计得的数值对10求余，即可个位数字，对10整除，即可得到十位数字了。数据怎么显示到7段数码管

27、上？第34页，共46页，编辑于2022年，星期日数据怎么显示？通过查表程序，查得某个数据的显示字，然后送给相应的I/O口怎么实现查表？1、建立表格2、把表头地址传给？3、哪个指令实现具体的查表操作？4、怎么实现？第35页，共46页，编辑于2022年，星期日2 程序设计内容程序设计内容通过查表方式，分别显示出个位和十位数字。第36页，共46页，编辑于2022年，星期日按键的去抖动过程为什么要去抖动？怎么去抖动？第37页，共46页，编辑于2022年，星期日为什么要去抖动？一般情况下，一个按键按下的时候，总是在按下的时刻存在着一定的干扰信号，第38页，共46页，编辑于2022年，星期日怎么消除抖动我

28、们在程序设计时，从按键被识别按下之后，延时5ms以上，从而避开了干扰信号区域，我们再来检测一次，看按键是否真得已经按下，若真得已经按下，这时肯定输出为低电平，若这时检测到的是高电平，证明刚才是由于干扰信号引起的误触发，CPU就认为是误触发信号而舍弃这次的按键识别过程。从而提高了系统的可靠性。第39页，共46页，编辑于2022年，星期日按键识别过程的软件实现WT:JNBSP1,WT;SP为0转移,SP为1继续WAIT:JBSP1,WAIT;SP为1转移,SP为0继续;蓝颜色的两行程序是判别按键按下的过程LCALLDELY10MS;调用延时程序,消除按键抖动JBSP1,WAIT;延时10ms再次判

29、断按键是否按下,若真的为0,则为真正的按下;若为1,则为干扰抖动.拓展：如果把前两个JNB与JB调整顺序结果会怎样？想想为什么？第40页，共46页，编辑于2022年，星期日源程序第41页，共46页，编辑于2022年，星期日拓展若把按钮从接到P3.4(T0)口改为接到P3.7口，可以么？怎么实现？软件怎么改？硬件怎么改？这个程序是否使用了定时器/计数器了么？这个例子你得到了什么启示？第42页，共46页，编辑于2022年，星期日任务三产生2ms周期的方波设定定时/计数器T1工作方式1，产生周期为2ms的方波，并经P1.0输出，采用中断方式或查询方式进行定时/计数器溢出处理。第43页，共46页，编辑于2022年，星期日第44页，共46页，编辑于2022年，星期日中断方式产生方波中断方式处理定时溢出第45页，共46页，编辑于2022年，星期日查询方式处理定时溢出第46页，共46页，编辑于2022年，星期日