單片微型計算機c第11講(機械)課件

1、上節(jié)內(nèi)容回顧 MCS51單片機的中斷系統(tǒng) 中斷的概念及中斷的處理過程 中斷源、中斷的觸發(fā)方式、中斷屏蔽、中斷優(yōu)先級 中斷服務(wù)程序的編寫 76543210TCONTF1TR1 TF0TR0IE1IT1IE0IT0字節(jié)地址：88H 76543210IEEAESET1 EX1 ET0 EX0 字節(jié)地址：A8H 76543210IPPSPT1PX1PT0PX0 字節(jié)地址：B8H第11講教學(xué)目的和要求【教學(xué)目標】通過講述MCS-51單片機的定時器/計數(shù)器系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器及功能和使用方法，使學(xué)生對定時、計數(shù)的使用和編程?！窘虒W(xué)重點】定時器/計數(shù)器的工作原理； 使用和編程方法；【教學(xué)難點】定時

2、和計數(shù)的應(yīng)用第七章 MCS-51的定時器/計數(shù)器7.1定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理單片機的應(yīng)用中，工業(yè)檢測、控制的許多場合需要用到計數(shù)或定時的功能。如生產(chǎn)過程中的計件、產(chǎn)生精確的定時時間等。采用軟件延時的方法較難產(chǎn)生精確的定時；另外容易被中斷等事件打斷，精確度與及時性難以保證。MCS51單片機提供兩個16位可編程的定時器/計數(shù)器T1和T0，當計數(shù)/定時值滿時，可采用中斷的方式通知單片機及時處理，實時性得到保證。計數(shù)與定時的區(qū)別 計數(shù)功能指的是對外來脈沖進行計數(shù)。脈沖頻率可不固定，寬度可以不一致。脈沖由T0(P3.4)或T1(P3.5)引腳輸入。 定時功能指的是對內(nèi)部脈沖計數(shù)。故對固定頻率的脈沖

3、計數(shù)即可完成定時的功能。每經(jīng)過1個機器周期，計數(shù)值加1。如單片機采用12MHZ的晶振，則計數(shù)頻率為1MHZ。一個計數(shù)周期一個定時周期定時器/計數(shù)器的硬件結(jié)構(gòu) TH1、TL1、TH0、TL0:8位寄存器，用于存放計數(shù)器1、0計數(shù)初值的高、低位。 TCON：定時器/計數(shù)器控制寄存器 TMOD：工作方式控制寄存器計數(shù)器/定時器的工作原理振蕩器 定時器模式 對內(nèi)部機器周期計數(shù)。計數(shù)值乘以機器周期就是定時時間。 引腳C/#T(為1計數(shù)，為0定時)為0。C/ T=0控制器T1/T0TF中斷加1計數(shù)溢出位&TRX+GATEX/INTX TRX=1，GATEX=0時，軟件方式啟動定時器。工作模式不同，

4、計數(shù)數(shù)據(jù)的位數(shù)不同 12計數(shù)器/定時器的工作原理TX引腳 計數(shù)器模式 是對外部事件計數(shù)。脈沖由T0（P3.4）或T1(P3.5)引腳輸入。 引腳C/#T(為1計數(shù)，為0定時)為1。C/ T=1控制器T1/T0TF中斷加1計數(shù)溢出位&TRX+GATEX/INTX TRX=1，GATEX=1，且，且/INT=1時，硬件啟動定時器工作模式不同，計數(shù)數(shù)據(jù)的位數(shù)不同7.2定時/計數(shù)器的控制TCON:計數(shù)器控制寄存器。字節(jié)當中的位可以進行位尋址，也可通過字節(jié)地址訪問。pTF1、TF0：計數(shù)溢出標志位。當計數(shù)值滿后，該位置1；使用查詢方式時，可查詢該位狀態(tài)后，由用戶程序清零。使用中斷方式時，進入中斷

5、服務(wù)程序后，由硬件清零。pTR1、TR0：計數(shù)運行控制位。置1/清0可以啟動/停止計數(shù)器工作?？赏ㄟ^軟件設(shè)置。 76543210TCONTF1TR1 TF0TR0IE1IT1IE0IT0字節(jié)地址：88H工作方式寄存器TMODTMOD:計數(shù)器工作方式寄存器。字節(jié)當中的位不能進行位尋址。GATE：門控位pGATE=0時，僅依靠運行控制位TRX來啟動定時器；pGATE=1時，除TRX=1外，還需用用外中斷引腳/INTX上的高電平來啟動定時器。 76543210TMODGATEC/#TM1M0GATEC/#TM1M0字節(jié)地址：89HT1方式字段T0方式字段工作方式寄存器TMODC/#T：模式選擇位pC

6、/#T=0時，定時模式；pC/#T=1時，計數(shù)模式。M1M0：工作方式選擇位。 76543210TMODGATEC/#TM1M0GATEC/#TM1M0字節(jié)地址：89HT1方式字段T0方式字段組合值工作方式M1M0=00方式0，為13位定時器/計數(shù)器M1M0=01方式1，為16位定時器/計數(shù)器M1M0=10方式2，8位自動重裝的定時器/計數(shù)器M1M0=11方式3，僅適用于T0，T0分成兩個8位計數(shù)器，T1停止計數(shù)。7.3 定時/計數(shù)器的工作方式T0有方式0、1、2、3；T1有方式0、1、2。方式0：13位計數(shù)器/定時器，計數(shù)范圍1213計數(shù)初值的計算 若T0工作在方式0，當計滿20次時向CPU

7、發(fā)出中斷申請，其計數(shù)初值X應(yīng)為多少？置入后TH0與TL0的值分別為多少？ 問題：13位計數(shù)器何時產(chǎn)生溢出？111113個1+1 計數(shù)1次，初值應(yīng)為213-1 計數(shù)2次，初值應(yīng)為213-2 計數(shù)初值的計算 若T0工作在方式0，當計滿20次時向CPU發(fā)出中斷申請，其計數(shù)初值X應(yīng)為多少？置入后TH0與TL0的值分別為多少？ 方式1：公式法 由計數(shù)量程(28、213、216)減去計數(shù)值，將其轉(zhuǎn)換成二進制即可。 上題中，計數(shù)值為20，根據(jù)方法，計數(shù)初值X=213-20D=8192-20=8172，再轉(zhuǎn)換成十六進制1FECH，即TH0=0FFH，TL0=0CH。麻麻 煩煩改進 若T0工作在方式0，當計滿2

8、0次時向CPU發(fā)出中斷申請，其計數(shù)初值X應(yīng)為多少？置入后TH0與TL0的值分別為多少？ 上式中X=213-20D 方法2：求補法取計數(shù)值的二進制形式，逐位取反，最低位加1即可+1 0 0000 0001 01001 1111 1111 1111+1 0 0000 0001 01001 1111 1111 1111親，你可曾想起了我？計數(shù)/定時初值的計算總結(jié) 根據(jù)計數(shù)器的工作方式，確定計數(shù)的位數(shù)(13、16、8) 對給定的計數(shù)值，轉(zhuǎn)換成二進制形式 位數(shù)不足的情況下，前面補足0 從后數(shù)第一個1，該1及后面的0保持不變，該1前面的均取反即可計數(shù)初值。 【例】方式0下，計數(shù)130，求其初值。13010

9、000010B0 0000 1000 0010B1 1111 0111 1110BTH0=0FBH,TL0=1EH方式1(*)方式1：16位計數(shù)器/定時器，計數(shù)范圍1216注意：方式0的計數(shù)初值高8位和低5位確定麻煩 ，實際應(yīng)用中常由16位的方式1取代。舉例 若要求定時器T0工作于方式1，定時時間為1ms，當晶振為6 MHz時，求送入TH0和TL0的計數(shù)初值各為多少？應(yīng)怎樣送入TH0和TL0？ 【解】機器周期頻率為6MHZ/12=0.5MHZ，Tcy為2us。 定時時間為1ms，則需要的時鐘周期數(shù)為1ms/2us=500。 計數(shù)器的計數(shù)值為500=1 1111 0100 B 根據(jù)求補法，得到的

10、計數(shù)初值為0FE0CH 高位送TH0，低位送TL0，故TH0=0FEH，TL0=0CH。方式2(*)方式2：帶自動重裝功能的8位計數(shù)器/定時器，計數(shù)范圍1256 計數(shù)溢出的同時，自動重裝計數(shù)初值。 特別適合于脈沖信號發(fā)生器 賦初值時，高低8位需要同時賦值方式3 僅計數(shù)器T0可工作在方式3，計數(shù)器T1不允許工作在方式3 不要求掌握該方式的工作原理及應(yīng)用。定時器工作方式小結(jié)n 重點掌握方式1和方式2n 了解工作方式中總共有四種即可pTMOD控制字中M1M0位控制計數(shù)方式pT0可以工作在方式03pT1只能工作在方式02定時器工作方式小結(jié)n 賦初值p除方式2外，其它模式下定時器溢出后，如想重新計數(shù)必須

11、用軟件賦初值（若采用中斷方式，在中斷服務(wù)程序中要有賦初值語句）。定時器工作方式小結(jié)n 初始化編程p初始化程序應(yīng)完成：對TMOD賦值，以確定T0和T1的工作方式；求初值,并寫入TH0、TL0或TH1、TL1；中斷方式時，要對IE賦值，開放中斷；查詢方式時，檢測TF0或TF1，為1代表計時到，將其清0；使TR0或TR1置位，啟動定時/計數(shù)器工作。7.4 定時/計數(shù)器的應(yīng)用舉例p外部中斷擴展例：用T0擴展一個外部中斷源。將T0設(shè)置為計數(shù)器方式，按方式2工作，TH0、TL0的初值均為0FFH，T0允許中斷，CPU開放中斷，試完成其初始化編程。 76543210TMODGATEC/#TM1M0GATEC

12、/#TM1M0字節(jié)地址：89HT1方式字段T0方式字段 76543210IEEAESET1EX1ET0EX0字節(jié)地址：A8HMOV TMOD,#06H ;置T0為計數(shù)器方式2MOV TL0,#0FFH ;置計數(shù)初值MOV TH0,#0FFHSETB EA ;CPU開中斷SETB ET0 ;允許T0中斷 SETB TR0 ;啟動T0工作T0外部引腳上出現(xiàn)一個下降沿信號時，TL0計數(shù)加1，直到產(chǎn)生溢出，將TF0置1，向CPU發(fā)出中斷請求 應(yīng)用舉例計數(shù)應(yīng)用【例】有一包裝流水線，產(chǎn)品每計數(shù)24瓶時發(fā)出一個包裝控制信號。試編寫程序完成這一計數(shù)任務(wù)。用T0完成計數(shù)，用P1.0發(fā)出控制信號。 分析 流水線是

13、連續(xù)工作的，因此計數(shù)也非一次性的。選用方式2。 題中選定計數(shù)器為T0，則控制字為06H。即： M1M0=10，GATE=0 ，C/#T=1應(yīng)用舉例計數(shù)應(yīng)用【例】有一包裝流水線，產(chǎn)品每計數(shù)24瓶時發(fā)出一個包裝控制信號。試編寫程序完成這一計數(shù)任務(wù)。用T0完成計數(shù)，用P1.0發(fā)出控制信號。 初值的確定 工作在方式2，即8位重裝的計數(shù)器 計數(shù)值為24=11000B 求補可得11101000B=E8H。 將TH0和TL0均賦初值E8 MOV TH0/TL0,#E8H應(yīng)用舉例計數(shù)應(yīng)用【例】有一包裝流水線，產(chǎn)品每計數(shù)24瓶時發(fā)出一個包裝控制信號。試編寫程序完成這一計數(shù)任務(wù)。用T0完成計數(shù)，用P1.0發(fā)出控制

14、信號。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP DVT0 ORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#06H ;置T0計數(shù)方式2 MOV TH0,#0E8H;裝入計數(shù)初值 MOV TL0,#0E8H SETB ET0 ;T0開中斷SETB EA ;CPU開中斷SETB TR0 ;啟動T0SJMP $ ;等待中斷DVT0:SETB P1.0 NOP NOP CLR P1.0 RETI END應(yīng)用舉例定時應(yīng)用n定時時間較小時，一般直接采用方式1完成定時任務(wù)。若晶振頻率fosc=12MHZ，則采用方式1最大的延長時間為：65536/12M/12=65536us=65

15、.536ms【例】利用定時/計數(shù)器T0的方式1，產(chǎn)生10ms的定時，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波，采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)的晶振頻率為12 MHz。P1.020ms每隔10ms的時間翻轉(zhuǎn)P1.0一次即可應(yīng)用舉例定時應(yīng)用【例】利用定時/計數(shù)器T0的方式1，產(chǎn)生10ms的定時，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波，采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)的晶振頻率為12 MHz。分析：設(shè)定初值，使T0每10ms發(fā)出一次中斷。中斷服務(wù)程序中將P1.0取反，重裝計數(shù)值，啟動計數(shù)器返回后重復(fù)上述步驟。應(yīng)用舉例定時應(yīng)用【例】利用定時/計數(shù)器T0的方式1，產(chǎn)生10ms的定時，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms

16、的方波，采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)的晶振頻率為12 MHz。確定工作方式控制字TMOD：T0定時C/#T=0，通過程序啟動計數(shù)，故GATE=0；方式1，則M1M0選擇01。故控制字為01H 。 76543210TMODGATEC/#TM1M0GATEC/#TM1M0字節(jié)地址：89H應(yīng)用舉例定時應(yīng)用【例】利用定時/計數(shù)器T0的方式1，產(chǎn)生10ms的定時，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波，采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)的晶振頻率為12 MHz。計算初值計數(shù)值=10ms/1us=10000=4*2500=16*625=16*(512+127-8-4-2)1001110001B10011100010000B

17、求補1101100011110000B=D8F0H應(yīng)用舉例定時應(yīng)用 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP DVT0 ORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#01H ;置T0方式1 MOV TH0,#0D8H;裝入計數(shù)初值 MOV TL0,#0F0H SETB ET0 ;T0開中斷 SETB EA ;CPU開中斷 SETB TR0 ;啟動T0 SJMP $ ;等待中斷DVT0:CPL P1.0 MOV TH0,#0D8H MOV TL0,#0F0H RETI END中斷服務(wù)程序 應(yīng)用舉例定時應(yīng)用【例】利用定時/計數(shù)器T0的方式1，產(chǎn)生10ms的定時，并使P

18、1.0引腳上輸出周期為20ms的方波，采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)的晶振頻率為12 MHz。此題若不采用中斷方式，采用程序查詢方式如何實現(xiàn)？ 7654TCON88HTF1TR1 TF0TR0開始設(shè)置計數(shù)初值啟動計數(shù)器設(shè)置TMODP1.0取反清除TF0TF0=1NY應(yīng)用舉例定時應(yīng)用 ORG 0000H LJMP MAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 0100H ;主程序MAIN:MOV TMOD,#01H ;置T0工作于方式1 LOOP:MOV TH0,#0D8H ;裝入計數(shù)初值 MOV TL0,#0F0H SETB TR0 ;啟動定時器T0 JNB TF0,$ ;TF0=0，查詢等待 CLR TF0 ;清TF0 CPL P1.0 ;P1.0取反輸出 SJMP LOOP END應(yīng)用舉例定時應(yīng)用n定時時間較大 (大于65ms)時，有兩種方法解決p一是采用1個定時器定時一定的間隔（如20ms），然后用軟件進行計數(shù)；p二是采用2個定時器級聯(lián)，其中一個定時器用來產(chǎn)生周期信號（如20ms為周期），然后將該信號送入另一個計數(shù)器的外部脈沖輸入端進行脈沖計數(shù)。應(yīng)用舉例較長時間定時應(yīng)用 編寫程序，實現(xiàn)用定時/計數(shù)器T0定時，使P1.7引腳輸出周期為2s的方波。設(shè)系統(tǒng)的晶振頻率為12MHz。分析： Tcy=1us，計數(shù)周期為2S，現(xiàn)有條件下計數(shù)值為2s/1us=2*106655