MCS51單片機(jī)的定時(shí)器.ppt

以MCS-51單片機(jī)為例講解 通信工程學(xué)院自動(dòng)化系 主講人：張志成,單片機(jī)原理及應(yīng)用,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 2,課程安排,第一章 MCS-51單片機(jī)概述 第二章 MCS-51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu) 第三章 單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 第四章 MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng) 第五章 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 第六章 MCS-51單片機(jī)的串行通信 第七章 MCS-51單片機(jī)的外圍器件及擴(kuò)展,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 3,第五章 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,5.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理 5.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式 5.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 4,5.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理,一、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的概念 定時(shí)器計(jì)數(shù)頻率：晶振頻率的1/12 計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)頻率：晶振頻率的1/24,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 5,二、MCS-51的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)介 2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，有多種工作方式。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作在定時(shí)模式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)來(lái)自單片機(jī)的內(nèi)部，計(jì)數(shù)速率是晶振頻率的1/12，當(dāng)計(jì)數(shù)器啟動(dòng)后，每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作在計(jì)數(shù)模式時(shí)，計(jì)數(shù)器對(duì)外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器計(jì)P3.4(T0腳）P3.5(T1腳）負(fù)跳變次數(shù)。每產(chǎn)生一次負(fù)跳變，計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1。,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 6,MCS-51定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的邏輯結(jié)構(gòu),2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 7,定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器（TMOD，89H）,TMOD,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 8,定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器（TCON，88H）,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 9,5.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式,一、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式選擇,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 10,二、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式 1、方式0,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 11,在方式0下，當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是：18192（213）； 當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：（213一計(jì)數(shù)初值）晶振周期12或（213計(jì)數(shù)初值）機(jī)器周期。其時(shí)間單位分別與晶振周期或機(jī)器周期相同。 例 單片機(jī)晶振頻率為12MHz，使用定時(shí)器T0以方式0產(chǎn)生周期為1ms的等寬正方波連續(xù)脈沖，并由P1.0輸出，以查詢方式完成。,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 12,2、方式1,定時(shí)器計(jì)數(shù)器T0工作方式1的邏輯結(jié)構(gòu),2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 13,在方式1下，當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是：165536（216）； 當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：（216一計(jì)數(shù)初值）晶振周期12或（216計(jì)數(shù)初值）機(jī)器周期。其時(shí)間單位分別與晶振周期或機(jī)器周期相同。 例 單片機(jī)晶振頻率為12MHz，使用定時(shí)器T1以方式1產(chǎn)生頻率為500Hz的等寬正方波連續(xù)脈沖，并由P1.0輸出，以中斷方式完成。,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 14,3、方式2,定時(shí)器計(jì)數(shù)器0在工作方式2的邏輯結(jié)構(gòu),2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 15,在方式1下，當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是：1256（28）； 當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：（28一計(jì)數(shù)初值）晶振周期12或（28計(jì)數(shù)初值）機(jī)器周期。其時(shí)間單位分別與晶振周期或機(jī)器周期相同。,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 16,4、方式3,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 17,T0方式3情況下的T1 （1）T1可以選擇方式0、1或2。 此時(shí)計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位TF1及T1中斷矢量(地址為001BH)已被TH0所占用，所以T1僅能作為波特率發(fā)生器或其它不用中斷的地方。 （2）T1作串行口波特率發(fā)生器時(shí)，其計(jì)數(shù)溢出直接送至串行口。只需設(shè)置好工作方式，串行口波特率發(fā)生器自動(dòng)開(kāi)始運(yùn)行。 （3）如果要停止T1，只需編程將TMOD中T1的M1、M0位設(shè)置為1、1即可。,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 18,(c)T1方式2,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 19,例 設(shè)單片機(jī)晶振頻率為12MHz，利用定時(shí)器工作于方式3的T0分別產(chǎn)生周期為100s和200s的定時(shí)等寬正方波連續(xù)脈沖，并分別由P1.0和P1.1口輸出，以查詢方式完成。,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 20,使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： （1）MCS51的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為加1計(jì)數(shù)器。 （2）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的工作方式?jīng)]有方式3，如果設(shè)置它為方式3（M1M0=11），定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1停止工作。 （3）一般情況下，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1溢出后，TF1自動(dòng)置1，可以以此為判斷標(biāo)志，檢測(cè)定時(shí)或計(jì)數(shù)是否完成，但在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0設(shè)置為方式3時(shí)， TF1為1時(shí)意味著8位計(jì)數(shù)器TH0溢出，TF0為1表示8位計(jì)數(shù)器TL0溢出。 （4）在計(jì)數(shù)器模式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖的頻率不高于振蕩器頻率的1/24。,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 21,5.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,一、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化 （1）確定工作方式 （2）裝載定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的初值 （3）根據(jù)要求是否采用中斷方式 （4）啟動(dòng)定時(shí)器工作,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 22,二、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用舉例 1、利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器擴(kuò)展外部中斷 具體實(shí)現(xiàn)方法為： （1）置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為工作方式2，即自動(dòng)裝載8位計(jì)數(shù)方式，以便在一次中斷響應(yīng)后，自動(dòng)為下一次中斷請(qǐng)求作好準(zhǔn)備。 （2）高低8位計(jì)數(shù)器（TH和TL）均置為0FFH。 （3）擴(kuò)展的外部中斷請(qǐng)求信號(hào)接計(jì)數(shù)輸入端（T0或T1）。 （4）把擴(kuò)展外中斷服務(wù)程序存放在所用的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷入口地址。,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 23,例 將定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0擴(kuò)展為一個(gè)外部中斷源，采用工作方式2，TH0和TL0初值均為0FFH，允許T0中斷，CPU開(kāi)發(fā)中斷。其初始化程序?yàn)椋?MOV TMOD，#06H；置計(jì)數(shù)器0為工作方式2 MOV TH0，#0FFH；置計(jì)數(shù)初值 MOV TL0，#0FFH； SETB EA；開(kāi)中斷 SETB ET0；計(jì)數(shù)器0允許中斷 SETB TR0；計(jì)數(shù)啟動(dòng),2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 24,2、測(cè)量脈沖寬度或周期 例 某一應(yīng)用系統(tǒng)需要對(duì)INT0引腳的正脈沖測(cè)試其脈沖寬度。 分析：可以設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0為定時(shí)方式，工作在模式1，且置位GATE位為1，將外部需測(cè)試的脈沖從INT0引腳輸入，設(shè)機(jī)器周期為1s。,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 25,sbit P3_2=P32; unsigned int_test( ) TMOD=0x09; TL0=0x00; TH0=0x00; while(P3_2); TR0=1; while(!P3_2); while(P3_2); TR0= 0; return (TH0*256+TL0); ,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 26,3、工業(yè)控制系統(tǒng)計(jì)數(shù),控制系統(tǒng)原理,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 27,三、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用總結(jié) MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有2個(gè)可編程的16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1，它們既可以作為定時(shí)器，又可以作為外部事件的計(jì)數(shù)器，還可以作為串行口的波特率發(fā)生器。T0有4種工作方式，而T1有3種工作方式。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0的計(jì)數(shù)器由TL0和TH0構(gòu)成；定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1的計(jì)數(shù)器由TL1和TH1構(gòu)成。T0和T1有多種工作方式，由定時(shí)/計(jì)數(shù)器方式寄存器TMOD設(shè)置。,2019/9/17,吉林大學(xué)通信工程學(xué)院,Page 28,T0和T1的啟動(dòng)和停止由定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON控制，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出時(shí)，其溢出標(biāo)志位TF0和TF1被置1，并可以以此標(biāo)志向CPU提