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第六章　 MCS-51 单片机定时器 / 计数器

第六章　 MCS-51 单片机定时器 / 计数器. 概述 第一节　定时器 / 计数器结构和工作方式 第二节 定时器 / 计数器的编程应用举例. 概 述. 定时器／计数器是 MCS － 51 单片机的重要功能模块之一。在检测、控制及智能仪器等应用中，常用定时器作实时时钟，实现定时检测、定时控制。还可用定时器产生毫秒宽的脉冲，驱动步进电动机一类的电气机械。计数器主要用于外部事件的计数。 MCS － 51 单片机内有 3 个定时器／计 数器 T0 、 T1 和 T2 ；本章主要介绍 MCS － 51 的原理、结构、工作方式及应用。. 脉冲. +1 计数器. 溢出.

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第六章　 MCS-51 单片机定时器 / 计数器

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  1. 第六章　MCS-51单片机定时器/计数器 • 概述 • 第一节　定时器/计数器结构和工作方式 • 第二节 定时器/计数器的编程应用举例

  2. 概 述 • 定时器／计数器是MCS－51单片机的重要功能模块之一。在检测、控制及智能仪器等应用中，常用定时器作实时时钟，实现定时检测、定时控制。还可用定时器产生毫秒宽的脉冲，驱动步进电动机一类的电气机械。计数器主要用于外部事件的计数。MCS－51单片机内有3个定时器／计 • 数器T0、T1和T2；本章主要介绍MCS－ • 51的原理、结构、工作方式及应用。

  3. 脉冲 +1计数器 溢出 中断 控制 开关 实质是计数器，脉冲每一次下降沿，计数寄存器数值将加1。 计数的脉冲如果来源于单片机内部的晶振,由于其周期极为准确，这时称为定时器。计数的脉冲如果来源于单片机外部的引脚，由于其周期一般不准确，这时称为计数器。 • MCS-51 计数/定时器的原理

  4. P3.4 P3.5 第一节 定时器/计数器结构 和工作方式 • 一、定时器／计数器0，1的结构

  5. T0 T1 • 一、定时器方式控制寄存器TMOD 1）功能选择位C/T： =0，定时功能，计数内部机器周期脉冲； =1，计数功能，计数引脚T0(T1)输入的负脉冲。 2）方式选择位M1、M0： 3）门控方式选择位GATE 计数器启动方式的选择 确定定时器工作方式指令： MOV TMOD，#方式字 例：设T0用方式2非门控定时，T1用方式1门控计数。 MOV TMOD，#0D2H ; 1101 0010 B

  6. 三．定时器／计数器控制寄存器TCON （1）定时器／计数器1运行控制位TR1（TCON.6） （2）定时器／计数器溢出中断标志TF1（TCON.7），当定时器／计数器1溢出时由硬件自动置TF1＝1，在中断允许的条件下，便向CPU发出定时器／计数器1的中断请求信号，CPU响应后TF1由硬件自动清零。在中断屏蔽条件下，TF1可作查询测试用。 TF1也可以用程序置位或清零，例如执行指令SETB TF1后TF＝1。这就是说，定时器／计数器1的中断请求还能用程序安排产生，这称为软件中断。 在定时器／计数器1工作时，CPU可以随时查询TF1的状态。 （3）定时器／计数器0运行控制位TR0（TCON.4） （4）定时器／计数器0溢出中断标志TF0（TCON.5）

  7. 四、工作方式 一、方式0 • 13位定时/计数器。 THx 8位和TLx低5位组成13位加1计数器，此种方式与MCS－48系列兼容，如果不是为了兼容的目的，一般不用方式0.方式0的全部功能，方式1都可以代替。

  8. 可用程序将0－8191（213－1）的某一数送入TH0、TL0作为初值。TH0、TL0从初值开始加法计数，直至溢出，所以设置的初值不同，定时时间或计数值也不同。可用程序将0－8191（213－1）的某一数送入TH0、TL0作为初值。TH0、TL0从初值开始加法计数，直至溢出，所以设置的初值不同，定时时间或计数值也不同。 • 当对外部事件计数时,外部计数脉冲的频率应小于fosc/24，且高电平与你电平的延续时间均不得小1个机器周期。计数值由式 N＝8192－x 计算(x为初值) • 对内部机器周期计数即为定时,定时时间由式 • T＝（8192－x）Tcy计算

  9. 二、方式1 16位定时/计数器。 THx8位和TLx8位组成16位加1计数器 最大计数脉冲个数：1～65536(216)，最长定时时间(晶振12MHz T=1s)：1s ～ 65536×T= 65.54ms 非门控方式：当GATE＝0, 控制权由 TRx 决定 TRx＝1 计数开始 TRx ＝0 计数停止 门控方式：当GATE＝1、TRx＝1 控制权由 INTx 决定 INTx＝1 计数开始 INTx ＝0 计数停止

  10. 三、方式2 用于需要重复定时和计数的场合。 最大计数值：256 (28) 最大定时时间(晶振12MHz时 T=1s)： 256s • 自动恢复初值8位定时/计数器。TLx为8位加1计数器， • THx为8位初值暂存器。

  11. 四、方式3 • T0分成2个8位定时器：TL0定时/计数器和TH0定时器 • TL0占用T0控制位：C/T，TR0，GATE；TH0占用T1控制 • 位：TR1。T1不能使用方式3工作。

  12. 第二节 定时器/计数器的编程应用举例 • 一、定时器／计数器的初始化 • 1.初始化的步骤 • (1) 确定工作方式、操作模式、启动控制方式——写入TMOD寄存器。 • (2) 设置定时器或计数器的初值——可直接将初值送入TH0、TL0或TH1、TL1中，16位计数初值必须分两次写入对应的计数器。 • (3)根据要求是否采用中断方式——直接对I E寄存器赋值。开放中断时，将对应的中断允许位置1，采用程序查询方式IE应将对应的中断允许位清0，进行中断屏蔽。 • （4）启动定时器工作——可使用SETB TR0、SETB TR1和SETB TR2指令启动。对于T0和T2而言，可根据GATE的设置有两种启动。

  13. 2.计数初值的计算 • 当计数器使用时，初值X的计算式为： • X＝M－计数值 • 当定时器使用时，初值的计算式为： • X＝M－计数值＝M－T／TCY • 式中：TCY －－为机器周期， • T －－为要求定时的时间。 • M 由工作方式决定 • 例如：MCS－51的主频为6MHz，要求产生1ms的定时，试计算计数初值X。若设置定时器工作于操作模式1，定时1ms，则计数初值X等于：

  14. 3. 定时器初始化举例 • 例6－1 已知振荡器振荡频率fosc=12MHz，要求定时器／计数器0产生10ms定时，试编写初始化程序。 • 解：由于定时时间大于8192us，应选用工作方式1。 • （1）TH0、TL0初值的计算由于Tcy＝1μs，故有 • T＝（65536－x）Tcy＝（65536－x）×1μs＝10ms • 得x=55536=D8F0 即TH0＝D8H，TL0＝F0H • （2）方式寄存器TMOD的编程 • （3）初始化程序 • START：MOV TL0，＃0F0H • MOV TH0，＃0D8H • MOV TMOD，＃01H • SETB TR0

  15. 1ms 二、定时器的应用举例 源程序如下： ORG 8000H MOV TL0，＃06H MOV TH0，＃0F8H SETB TR0 LP1：JBC TF0，LP2 ； AJMP LP1 LP2：MOV TL0，＃06H MOV TH0，＃0F8H CPL P1.2 SJMP LP1 • 1． 模式0的应用 • 例6－3 选用T0操作模式0，用于定时，由P1.2输出周期为1ms的方波，设晶振fosc＝6MHz。采用查询方式编程。 • 解：确定用T0定时500μs。设X为时间初值 • X＝213－fosc×t／12＝8192－6×500／12＝7942＝1F06H • 由于作13位计数器使用，TL0的高3位未用，应填0，TH0占高8位，所以13位的二进制表示值应为： • X0＝1111100000110B， • TL0＝06H，只用到5位，TH0＝F8H • 设置模式控制字 • TMOD：00000000 00H 000

  16. 例P1.7驱动LED亮1秒灭1秒地闪烁，设时钟频率为12MHz。 长定时方法：增加一个软件计数器（如R7)， 记录中断 次数，计满n个中断为1秒。 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH AJMP PT1INT ORG 0030H START：MOV R7,#00H MOV TMOD，#10H MOV TL1， #0F0H MOV TH1， #0D8H SETB EA SETB ET1 SETB TR1 HERE： SJMP HERE PT1INT: MOV TL1，#0F0H MOV TH1，#0D8H INC R7 CJNE R7,#10, PEND MOV R7, #00H CPL P1.7 PEND: RETI

  17. 本章学习结束！

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