微機(jī)原理與應(yīng)用：第二十九講 定時(shí)器-計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)原理

1、第二十九講,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)原理,1,第六章定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,由于控制是單片機(jī)應(yīng)用的基本定位，而在控制過程中，定時(shí)和計(jì)數(shù)是其基本要素，所以定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是單片機(jī)配備的最常見的功能部件。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器不僅能用于定時(shí)和計(jì)數(shù)，而且它還具有很多衍生功能,2,定時(shí)和計(jì)數(shù),1定時(shí)方式：產(chǎn)生精確的定時(shí)信號。通過對內(nèi)部信號進(jìn)行計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)。由于內(nèi)部信號的頻率/周期是已知的，所以就可以根據(jù)計(jì)下的信號數(shù)求出時(shí)間,2計(jì)數(shù)方式：對外部信號進(jìn)行計(jì)數(shù),定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的簡稱叫CTC，即Counter and Timer Circuit。它的兩大基本功能就是定時(shí)和計(jì)數(shù),3,6.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理,98C52單

2、片機(jī)內(nèi)部有3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1和T2，T0和T1功能結(jié)構(gòu)比較簡單，而T2的功能結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,6.1.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1,圖6-1,4,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，其中核心部件是計(jì)數(shù)器。 K1是計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)的啟動開關(guān)，K1合上，計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)；K1斷開，計(jì)數(shù)器則停止計(jì)數(shù)。 K2是計(jì)數(shù)信號選擇開關(guān)，計(jì)數(shù)器可以選擇對內(nèi)部計(jì)數(shù)信號或?qū)ν獠坑?jì)數(shù)信號計(jì)數(shù)。 計(jì)數(shù)器的輸入端來一個(gè)脈沖信號，計(jì)數(shù)器就加1計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿回零時(shí)，計(jì)數(shù)滿標(biāo)志就為1,5,一、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作模式,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與前圖基本上是一致，只是用了

3、兩個(gè)8位的特殊功能寄存器TH0和TL0來組成計(jì)數(shù)器。TH0和TL0組成的方式不同，就形成了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0不同的工作模式。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0共有四種工作模式,6,1、工作模式0,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作模式0的結(jié)構(gòu)原理如圖6-2所示,圖6-2,7,工作模式0續(xù),計(jì)數(shù)器由特殊功能寄存器TL0和TH0組成，其中TL0只用了它的低5位，即TL040。計(jì)數(shù)器二進(jìn)制數(shù)的排列序列為TH07TH00TL04TL00，組成了一個(gè)13位的計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)時(shí)，先進(jìn)行TL0的低5位計(jì)數(shù)，計(jì)滿向TH0進(jìn)位。 內(nèi)部計(jì)數(shù)信號由“系統(tǒng)時(shí)鐘信號/12”提供?！跋到y(tǒng)時(shí)鐘信號/12”是指將系統(tǒng)時(shí)鐘信號的頻率降低12倍形成的信號作為內(nèi)

4、部計(jì)數(shù)信號。外部計(jì)數(shù)信號端由T0引腳（P3.4）引入外部計(jì)數(shù)信號。 K2由控制位 控制， =0，T0工作在定時(shí)器方式； =1，T0工作在計(jì)數(shù)器方式。 計(jì)數(shù)滿標(biāo)志位由特殊功能寄存器TCON內(nèi)標(biāo)志位TF0充當(dāng),8,工作模式0啟動方式,內(nèi)部啟動信號端由特殊功能寄存器TCON內(nèi)控制位TR0控制。 外部啟動信號端由一個(gè)簡單的邏輯電路（一個(gè)“或門”、一個(gè)反相器組成）控制。 如果采用內(nèi)部啟動，則預(yù)先將控制位GATE置0，使“或門”的輸出端為1，然后通過程序?qū)⒖刂莆籘R0置1，即可啟動計(jì)數(shù)器工作。 如果采用外部啟動，預(yù)先將控制位GATE置1，使“或門”的輸出由外部啟動信號端INT0控制?？刂莆籘R0也預(yù)先被置

5、1，這樣“與門”的輸出由“或門”的輸出端控制，也就是由外部啟動信號端INT0控制。這時(shí)外部啟動信號端INT0只要輸入一個(gè)高電平，就會啟動計(jì)數(shù)器工作,9,工作模式0定時(shí)的計(jì)算,由T0結(jié)構(gòu)原理可知，計(jì)數(shù)器是13位，則計(jì)數(shù)器的模是213。設(shè)定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為T，計(jì)數(shù)器預(yù)置的初值為a，系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為fosc，那么計(jì)算T的公式如下,6-1,式（7-1）中12/fosc是內(nèi)部計(jì)數(shù)信號的周期。（213-a）是計(jì)數(shù)器從初值a開始計(jì)數(shù)，一直到計(jì)數(shù)器計(jì)滿回零時(shí)計(jì)數(shù)器需要計(jì)入的計(jì)數(shù)信號的個(gè)數(shù),10,例6-1,若某單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12Mhz，要求T0采用模式0進(jìn)行5ms的定時(shí)，求計(jì)數(shù)器的初值a，并對它進(jìn)行編程,

6、解：根據(jù)題意，變換公式（6-1），得,將已知條件代入上式，得,上式計(jì)算時(shí)需注意時(shí)間和頻率的單位，時(shí)間用秒，頻率用赫茲,11,工作模式0計(jì)數(shù)器初值的設(shè)置,根據(jù)模式0的計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)，初值a的低5位(11000B)作為特殊功能寄存器TL0的初值，a的高8位(01100011B)作為TH0的初值。注意TL0和TH0的取值，先取a的最低五位作為TL0的值，a剩下的其余位作為TH0的值。于是設(shè)置計(jì)數(shù)器初值的編程如下,MOVTH0,#63H MOVTL0,#18H,12,63H=01100011 18H=00011000,2、工作模式1,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作模式1的結(jié)構(gòu)原理如下圖6-3所示,圖6-3,13,工作模式1定時(shí)的計(jì)算,圖6-3與圖6-2相比，只有一個(gè)地方不同，即計(jì)數(shù)器是16位的，由TH0和TL0組成。計(jì)數(shù)器二進(jìn)制數(shù)的排列序列為TH07TH00TL07TL00，這樣計(jì)算定時(shí)的公式就變成,6-2,計(jì)數(shù)器的位數(shù)增加了，當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率一定時(shí)，它的定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間就可以延長,14,例6-2,若某單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為6Mhz，比較T0采用模式0和模式1時(shí)，