《单片机原理》第四章.ppt
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1、第4章 MCS-51单片机的定时/计数器原理及应用,4.1 MCS-51的定时/计数器概述 4.2 定时/计数器的四种工作模式 4.3 MCS-51对定时/计数器的控制 4.4 定时计数器的初始化 4.5 定时器应用举例(方式1) 4.6 定时器门控位GATE的应用,8031/8051内部带有两个16位的定时/计数器 8032/8052内部带有三个16位的定时/计数器,(1)是一个二进制的加法计数器,当计数器计满回零时刻自动产生溢出中断请求; (2)既可以用作定时器,也可用作计数器; (3)有四种工作模式:模式0、模式1、模式2和模式3; (4)定时时间和计数值均可通过程序设定,最大值与工作模
2、式和单片机的时钟频率有关; (5)它是硬件延时逻辑电路,与软件延时相比,可以提高CPU的工作效率。,4.1 MCS-51的定时/计数器概述,4.1.1 定时/计数器的特点,1、定时产生一个标准的时间间隔 例如单片机使用这种方式可以产生一个符合某一要求的脉冲方波(如下图)。,输出波形,4.1.2 定时/计数器的应用,4.1 MCS-51的定时/计数器概述,2、计数对外部的事件(脉冲)进行统计 外部事件的发生是随机的,单片机不可能预知外部事件何时发生,但可以进行统计(计数)。当达到所要求的计数值时,单片机进行相应的操作。,4.1 MCS-51的定时/计数器概述,单片机检测产品数量示意图,P0口 M
3、CS-51 T0,红外线 扫描 发射器,红外线 接收电路,产品包装 控制器,产品生产线,产品,传送带,4.1 MCS-51的定时/计数器概述,4.2 定时/计数器的四种工作模式,4.2.1 模式0 13位计数器模式 在某一个初值的基础上加1计数,当计数器计满为全“1”,再来一个计数脉冲时,就产生一个“溢出中断信号”TFi=1。,高三位弃用,图1 T1方式0控制逻辑,问题:(1)如何控制是定时还是计数? (2)如何控制定时/计数的长短? (3)如何启动定时/计数器工作?,P3口第2功能,(1)C/T: 计数器输入脉冲选择开关 (2)寄存器初值:该参数决定着定时或计数的周期。 (3)TR、GATE
4、、INT1控制定时/计数器的启动: GATE=0时, TR1=1开始工作;TR1=0:计数器T1停止计数; GATE=1时(门控方式),TR=1且/INT1=1时开始工作。此种方 式主要用于测量加在INT1脚上一个正脉冲的脉宽。 (4) TF=1 :计数或定时时间到,可采用查询或中断方式处理,4.2 定时/计数器的四种工作模式,计数值C=213-初值,定时时间T=(213-初值) Tosc 12,4.2 定时/计数器的四种工作模式,【注】 C/T、TR、GATE均可通过定时器控制寄存器设置,4.2.1 模式0 13位计数器模式,返回,4.2.2 模式116位计数器模式(以T1为例),定时时间=
5、(216-初值) Tosc 12,4.2 定时/计数器的四种工作模式,返回,由TL1做计数器,TH1做初值寄存器, 工作前TL1、TH1分别预置相同的初值。 TL1计数时,当产生溢出的同时,将TH1中的初值自动重装TL1。TL1继续计数。,4.2.3 模式28位自动重装初值模式,定时时间=(28-TH1初值) Tosc 12,4.2 定时/计数器的四种工作模式,用作串行口波特率发生器,在这种模式中,单片机将T0和T1重新进行“拆分、组合”, 将T0变为由TH0和TL0组成的两个独立的8位定时/计数器。,4.2.4 模式3 组合扩展模式(仅适用于T0),4.2 定时/计数器的四种工作模式,模式3
6、时定时器T0的结构图,(1)TH0计数脉冲来自内部fosc,所以只能处于“定时”方式; (2)TH0分别借用了定时器T1的TR1和TF1为自己服务,使TH0能象TL0那样用TR1启动定时,并用TF1来作为TH0的溢出中断的标志; (3)此时,T1缺少了启动控制信号TR1和溢出标志TF1,那么在模式3时,T1是如何启动和工作? 没有溢出标志TF1,则T1就不去查询; 没有启动控制信号TR1,可以让它在模式3之前就启动工作,并将设定为自动重装模式(模式2),作串行口的波特率发生器。 (4)模式3就是将单片机原有的T0、T1两个计数器变成三个独立的计数器。其中T1要事先设定为模式2(串行口的波特率发
7、生器)并启动起来。,结构图,4.2 定时/计数器的四种工作模式,模式3时T0(TH1、TH2)及T1的特点,定时/计数器4种模式比较,T=(M-TC) Tosc 12 其中,T: 定时时间,Tosc: 时钟周期。,C=M-TC 其中,C: 计数值,M: 计数器的模,TC:计数初值,4.2 定时/计数器的四种工作模式,返回,GATE 选通门: GATE=0时,只要TR=1,计数器就开始工作; GATE=1时,只有INT=TR=“1”时,计数器工作 (用来测量INT脚高电平脉冲的宽度)。 C/T 计数、定时方式选择位: C/T=1时,计数方式。 C/T=0时:定时方式。 M1 、M0 模式选择:
8、确定四种工作模式.,T1,T0,1、模式控制寄存器TMOD (SFR的地址:89H),结构图,4.3 MCS-51对定时/计数器的控制,MCS51通过控制寄存器TMOD和TCON实现对T0、T1的控制,返回,模式0、模式1:区别仅在于长度为13位和16位; 模式2:常用于单片机串行通讯时作“波特率”发生器。 模式3:仅T0可以工作于该模式,4.3 MCS-51对定时/计数器的控制,T1,T0,4.3.1 模式控制寄存器TMOD (SFR的地址:89H),TF0 定时器T0的溢出标志: 计数器溢出时硬件自动置位,即TF0=1。进入中断后硬件自动清除(TF0=0),若是查询方式则可由软件清除; T
9、R0 计数器T0的控制位: 由软件设定: TR0=1计数器开始工作; TR0=0计数器停止计数。 TF1、TR1同上。,T0、T1的启动和溢出标志 外部中断标志和触发方式选择,4.3 MCS-51对定时/计数器的控制,返回,4.3.2 控制寄存器TCON (SFR地址:88H),4.4 定时/计数器的初始化,(1)根据需要,设定工作方式(C/T位)计数或定时以及工作模式(M1、M0); (2)确定初值TC; (3)若用中断方式,则要设置相应的中断参数、优先级别; (4)送命令字,启动计数器。,4.4.1 定时器初始化的步骤,4.4.2 计数、定时初值的计算,(1)计数初值计算公式: TC=M
10、- C,计数器初值计算应用举例,【例】在模式0或模式1时,每接收100个外部事件,要求产生一个中断,确定计数初值。 (1)模式1:TC=65536-100=65436=FF9CH (2)模式0:TC=8192-100=8092=1F9CH(注意TH、TL),FFH,9CH,THi=FFH TLi=9CH,模式1,计算结果:1FH,9CH,实际初值:THi=FCH TLi=1CH,模式0,THi,TLi,模式0电路,4.4 定时/计数器的初始化,(2)定时器初值计算公式:TC= M T / T计数 其中:M 为计数模; T为定时时间; T计数为系统时钟周期的12倍,即12Tosc 设系统时钟为6
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- 单片机原理 单片机 原理 第四
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