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6.3 定时器 / 计数器的应用

6.3 定时器 / 计数器的应用. 6.3.1 初始化 初始化的内容如下： (1) 根据设计需要先确定定时器 / 计数器的工作模式及工作方式，然后将相应的控制字送入 TMOD 寄存器中。. (2) 计算出计数初始值并写入 TH0 、 TL0 、 TH1 、 TL1 中。 (3) 通过对中断优先级寄存器 IP 和中断允许寄存器 IE 的设置，确定计数器的中断优先级和是否开放中断。 (4) 给定时器控制寄存器 TCON 送命令字，控制定时器 / 计数器的启动和停止。. 6.3.2 初值的计算

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6.3 定时器 / 计数器的应用

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  1. 6.3 定时器/计数器的应用 • 6.3.1 初始化 • 初始化的内容如下： • (1) 根据设计需要先确定定时器/计数器的工作模式及工作方式，然后将相应的控制字送入TMOD寄存器中。

  2. (2) 计算出计数初始值并写入TH0、TL0、TH1、TL1中。 • (3) 通过对中断优先级寄存器IP和中断允许寄存器IE的设置，确定计数器的中断优先级和是否开放中断。 • (4) 给定时器控制寄存器TCON送命令字，控制定时器/计数器的启动和停止。

  3. 6.3.2 初值的计算 • 定时器/计数器T0、T1不论是工作在计数器模式还是定时器模式下，都是加1计数器，因而写入计数器的初始值和实际计数值并不相同，两者的换算关系如下：设实际计数值为C，计数最大值为M，计数初始值为X，则X=M-C。其中计数最大值在不同工作方式下的值不同，具体如下：

  4. (1) 工作方式0：M=213=8192。 • (2) 工作方式1：M=216=65 536。 • (3) 工作方式2：M=28=256。 • (4) 工作方式3：M=28=256。 • 这样，在计数器模式和定时器模式下，计数初值都是X=M-C(十六进制数)。 • 定时器模式下对应的定时时间为 • T=C·T机=(M-X)T机 • 式中，T机为单片机的机器周期(T机为晶振时钟周期的12倍)。

  5. 6.3.3 应用举例 • [例6.1] 单片机晶振fosc=6 MHz，利用定时器T1定时中断方法产生周期为4 ms的方波，并由P1.0端输出。 • 时间常数2 ms对应的计数初值X为 • T机=12/fosc=(12/6)×10-6 s=2 μs • X=M-T/T机=213-2×10-3/(2×10-6)=7192 • 转化为十六进制为 • X=1C18H=11100000011000B

  6. 主程序及中断服务程序如下： • ORG 0000H • AJMP INITZ ；转主程序 • NOP • ORG 001BH ；T1中断入口 • MOV TL1， #18H • ；中断服务程序送定时初值 • MOV TH1，#0E0H

  7. CPL P1.0 ；R1.0取反 • RETI ；中断返回 • ORG 0052H • INITZ： MOV SP，#15H ；建立堆栈指针 • MOV TMOD，#00H ；设置T1工作方式 • MOV TL1，#18H ；置T1初值

  8. MOV TH1， #0E0H • SETB EA ；CPU开中断 • SETB ET1 ；允许T1中断 • SETB TR1 ；启动T1 • AD1：MOV A，#00H • AJMP AD1

  9. [例6.2] 单片机晶振fosc=12 MHZ，利用定时器T0、T1产生周期为200 ms的方波，并由P1.0端输出。 • 方法1：由要求可知，只要使P1.0每隔100 ms取反一次即得周期为200 ms的方波信号。这样就需要一个100 ms的定时器。

  10. 当fosc=12 MHZ时，T0(或T1)在工作方式1下的最大定时时间为65.536 ms，所以一个定时器不能满足需要，采用T0、T1各定时50 ms，顺序定时的方法可达到100 ms的要求，因而我们选T0、T1为定时器模式，工作在方式1下，启/停控制由TR0、TR1完成。GATE=0，这样TMOD的控制字为11H。对应50 ms计数初值X为 即TL0=TL1=0B0H，TH0=TH1=3CH。

  11. T0、T1顺序定时可采用中断方法实现，也可采用查询方式实现，这里假定CPU不做其它工作，采用查询法编写程序如下： • ORG 0052H • STI：MOV TMOD，#11H • ；设置T0、T1为定时器，方式1工作 • AD1：MOV TL0，#0B0H ；送T0初值 • MOV TH0，#3CH

  12. SETB TR0 ；启动T0进行50 ms定时 • AD2： JBC TF0，AD3 ；查询TF0是否溢出 • SJMP AD2 • AD3： CLR TR0 ；停止T0定时 • CLR TF0 • MOV TL1，#0B0H ；送T1定时初值(50 ms) • MOV TH1，#3CH

  13. SETB TR1 ；启动T1 • AD4：JBC TF1，AD5 • STMP AD4 • AD5： CLR TR1 ；停止T1 • CLR TF1 ；清溢出标志 • CPL P1.0 ； P1.0取反 • AJMP AD1

  14. 方法2：用一个定时器T0(或T1)，通过软件控制完成。即将定时器T0定时50 ms，定时器溢出两次，P1.0被取反一次。 • ORG 0052H • MOV R7， #02H • STI： MOV TM0D，#01H • ；设置T0、T1为定时器，方式1工作 • AD1： MOV TL0，#0B0H ；送T0初值 • MOV TH0，#3CH

  15. SETB TR0 ；启动T0进行50 ms定时 • AD2： JBC TF0，AD3 ；查询TF0是否溢出 • SJMP AD2 • AD3：DJNZ R7，AD1 • CLR TR0 ；停止T0定时 • CPL P1.0 ；P1.0取反 • MOV R7，#02H • AJMP AD1

  16. [例6.3] 单片机晶振fosc=12 MHZ，利用定时器/计数器测量某一外部脉冲信号频率，要求连续测量五次，取其平均值作为实测值。 • 主程序及中断服务程序如下： • ORG 0000H • AJMP MAINT • ORG 000BH • AJMP INTZ1 • ORG 0100H • MAINT： MOV SP，#15H

  17. MOV TMOD，#16H • MOV TH0，#0F5H • MOV TL0，#0F5H • MOV R2， #05H • MOV R1， #20H • SETB EA • SETB ET0 • ORL TCON，#50H ；启动T0，T1

  18. AD1： MOV A， R2 • JNZ AD2 • 计算频率值并输出显示 • AD2： STMP AD1 • ORG 0052H • INTZ1： ANL TCON，#0AFH ；停止T0，T1

  19. MOV @R1， TL1 • INC R1 • MOV @R1，TH1 • MOV TL1，#00H • MOV TH1，#00H • DJNZ R2， L1 • RETI • L1： ORL TCON，#50H • INC R1 • RETI

  20. [例6.4] 单片机晶振fosc=6 MHz，设定时器T0工作在方式3，利用TL0和TH0两个独立的定时器在P1.0端产生一个占空比为200 μs/400 μs的矩形脉冲波。 • 根据题意，让TL0和TH0分别定时200 μs和400 μs，采用中断方式交替启动TL0和TH0定时，并对P1.0端交替取反就可实现题中要求。

  21. 因fosc=6 MHz，则200 μs定时初值为9CH，400 μs定时初值为38H。TH0的启/停由TR1控制，溢出标志为TF1。主程序和中断服务程序如下： • ORG 0000H • AJMP ZCXK1 ；转主程序 • ORG 000BH • AJMP ZD0 ；转TL0中断程序

  22. ORG 001BH • AJMP ZD1 ；转TH0中断程序 • ORG 0100H • ZCXK1： MOV SP，#70H ；置堆栈栈底 • MOV TMOD，#03H ；设T0工作方式 • MOV TL0，#9CH ；置TL0、TH0初值 • MOV TH0，#38H • CLR P1.0 ；P1.0 端清零 • SETB ET0 ；开T0中断

  23. SETB ET1 ；开T1中断 • SETB EA ；开总中断 • SETB TR1 ；启动TH0定时开始 • DENG1： AJMP DENG1 ；等待中断 • ZD0：SETB TR0 ；启动TL0定时 • CLR TR1 ；关闭TH0定时 • CPL P1.0 ；P1.0取反 • MOV TH0，#38H ；重装TH0初值 • RETI ；中断返回

  24. ZD1：SETB TR1 ；启动TH0定时 • CLR TR0 ；关闭TL0定时 • CPL P1.0 ；P1.0取反 • MOV TL0，#9CH ；重装TL0初值 • RETI ；中断返回

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