高中信息技術(shù)課件：定時(shí)器(共19張PPT)

1、定時(shí)器5.3 80C51的定時(shí)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，比較方便的辦法是利用單比較方便的辦法是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器。也可以采用下面三。也可以采用下面三種方法：種方法：v軟件定時(shí)軟件定時(shí)：軟件定時(shí)不占用硬件資源，但占用了：軟件定時(shí)不占用硬件資源，但占用了CPU時(shí)間，降低了時(shí)間，降低了CPU的利用率。的利用率。v采用時(shí)基電路定時(shí)采用時(shí)基電路定時(shí)：例如采用：例如采用555電路，外接必要電路，外接必要的元器件（電阻和電容），即可構(gòu)成硬件定時(shí)電路。的元器件（電阻和電容），即可構(gòu)成硬件定時(shí)電路。但在硬件連接好以后，定時(shí)值與定時(shí)范圍不能由軟但在硬件連接好以

2、后，定時(shí)值與定時(shí)范圍不能由軟件進(jìn)行控制和修改，即不可編程。件進(jìn)行控制和修改，即不可編程。v采用可編程芯片定時(shí)采用可編程芯片定時(shí)：這種定時(shí)芯片的定時(shí)值及：這種定時(shí)芯片的定時(shí)值及定時(shí)范圍很容易用軟件來(lái)確定和修改，此種芯片定定時(shí)范圍很容易用軟件來(lái)確定和修改，此種芯片定時(shí)功能強(qiáng)，使用靈活。在單片機(jī)的定時(shí)時(shí)功能強(qiáng)，使用靈活。在單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器不夠計(jì)數(shù)器不夠用時(shí)，可以考慮進(jìn)行擴(kuò)展。用時(shí)，可以考慮進(jìn)行擴(kuò)展。5.3.1 5.3.1 定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理 一、定時(shí)一、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的實(shí)質(zhì)是加計(jì)數(shù)器的實(shí)質(zhì)是加1計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（16位），由

3、高位），由高8位和低位和低8位兩個(gè)寄存器組成。位兩個(gè)寄存器組成。TMOD是定時(shí)是定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式寄存計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；器，確定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制是控制寄存器，控制T0、T1的啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志的啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。 二、定時(shí)二、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理計(jì)數(shù)器的工作原理 加加1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器輸入的計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來(lái)源輸入的計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來(lái)源,一個(gè)是由一個(gè)是由系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來(lái)；一個(gè)分頻后送來(lái)；一個(gè)是是T0或或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來(lái)一個(gè)脈沖引腳輸入的外部脈沖源。每來(lái)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加

4、計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全1時(shí)，再輸入一個(gè)脈時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零，且計(jì)數(shù)器的溢出使沖就使計(jì)數(shù)器回零，且計(jì)數(shù)器的溢出使TCON中中TF0或或TF1置置1，向，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí)/計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）。如果定時(shí)器中斷允許時(shí)）。如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)模計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)模式，則表示定時(shí)時(shí)間已到；如果工作于計(jì)數(shù)模式，式，則表示定時(shí)時(shí)間已到；如果工作于計(jì)數(shù)模式，則表示計(jì)數(shù)值已滿(mǎn)。則表示計(jì)數(shù)值已滿(mǎn)。 可見(jiàn)，由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加可見(jiàn)，由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。 v設(shè)置為定時(shí)器模式時(shí)設(shè)置為定

5、時(shí)器模式時(shí)，加，加1計(jì)數(shù)器是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù)器是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù)（計(jì)數(shù)（1個(gè)機(jī)器周期等于個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，即計(jì)數(shù)頻率個(gè)振蕩周期，即計(jì)數(shù)頻率為晶振頻率的為晶振頻率的1/12）。）。計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值N乘以機(jī)器周期乘以機(jī)器周期Tcy就就是定時(shí)時(shí)間是定時(shí)時(shí)間t 。v設(shè)置為設(shè)置為計(jì)數(shù)器模式時(shí)計(jì)數(shù)器模式時(shí)，外部事件計(jì)數(shù)脈沖由，外部事件計(jì)數(shù)脈沖由T0或或T1引腳輸入到計(jì)數(shù)器。在每個(gè)機(jī)器周期的引腳輸入到計(jì)數(shù)器。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采期間采樣樣T0、T1引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時(shí)，則計(jì)數(shù)器加而下一周期又采樣到一低電

6、平時(shí)，則計(jì)數(shù)器加1，更，更新的計(jì)數(shù)值在下一個(gè)機(jī)器周期的新的計(jì)數(shù)值在下一個(gè)機(jī)器周期的S3P1期間裝入計(jì)數(shù)期間裝入計(jì)數(shù)器。由于檢測(cè)一個(gè)從器。由于檢測(cè)一個(gè)從1到到0的下降沿需要的下降沿需要2個(gè)機(jī)器周期，個(gè)機(jī)器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)因此要求被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)器周期。當(dāng)晶振頻率為晶振頻率為12MHz時(shí)時(shí)，最高計(jì)數(shù)頻率不超過(guò)，最高計(jì)數(shù)頻率不超過(guò)1/2MHz，即計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于即計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于2 s。 5.3.2 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制計(jì)數(shù)器的控制 80C51單片機(jī)定時(shí)單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作由兩個(gè)特殊功計(jì)數(shù)器的工作由兩個(gè)特殊功能寄存器控制。能寄存器控制。T

7、MOD用于設(shè)置其工作方式；用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。用于控制其啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。一、工作方式寄存器一、工作方式寄存器TMOD 工作方式寄存器工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時(shí)用于設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器的工作方式，低四位用于工作方式，低四位用于T0，高四位用于，高四位用于T1。其格式。其格式如下：如下：GATE：門(mén)控位。：門(mén)控位。GATE0時(shí)，只要用軟件使時(shí)，只要用軟件使TCON中的中的TR0或或TR1為為1，就可以啟動(dòng)定時(shí)，就可以啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作；計(jì)數(shù)器工作；GATA1時(shí)，時(shí)，要用軟件使要用軟件使TR0或或TR1為為1，同時(shí)外部中斷引腳或也為高電，同時(shí)外部中斷引

8、腳或也為高電平時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí)平時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作。即此時(shí)定時(shí)器的啟動(dòng)條計(jì)數(shù)器工作。即此時(shí)定時(shí)器的啟動(dòng)條件，加上了或引腳為高電平這一條件。件，加上了或引腳為高電平這一條件。 :定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)模式選擇位。計(jì)數(shù)模式選擇位。 0為定時(shí)模式；為定時(shí)模式； =1為計(jì)數(shù)模式。為計(jì)數(shù)模式。M1M0：工作方式設(shè)置位。定時(shí)：工作方式設(shè)置位。定時(shí)/計(jì)數(shù)器有四種工作方式，計(jì)數(shù)器有四種工作方式，由由M1M0進(jìn)行設(shè)置。進(jìn)行設(shè)置。C /TC/TC/T 二、控制寄存器二、控制寄存器TCON TCON的低的低4位用于控制外部中斷位用于控制外部中斷,已在前面介紹。已在前面介紹。TCON的高的高4位用于位用于控制定時(shí)控

9、制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。其格式如下：計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。其格式如下：vTF1（TCON.7）：）：T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。T1計(jì)數(shù)溢出時(shí)由硬件自計(jì)數(shù)溢出時(shí)由硬件自動(dòng)置動(dòng)置TF1為為1。CPU響應(yīng)中斷后響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動(dòng)清由硬件自動(dòng)清0。T1工作時(shí)，工作時(shí)，CPU可隨時(shí)查詢(xún)可隨時(shí)查詢(xún)TF1的狀態(tài)。所以，的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢(xún)測(cè)試的標(biāo)志?？捎米鞑樵?xún)測(cè)試的標(biāo)志。TF1也可也可以用軟件置以用軟件置1或清或清0，同硬件置，同硬件置1或清或清0的效果一樣。的效果一樣。vTR1（TCON.6）：）：T1運(yùn)行控制位。運(yùn)行控制位。TR1置置1時(shí)，時(shí)，T1開(kāi)始工作；

10、開(kāi)始工作；TR1置置0時(shí)，時(shí)，T1停止工作。停止工作。TR1由軟件置由軟件置1或清或清0。所以，用軟件可控制定時(shí)。所以，用軟件可控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。vTF0（TCON.5）：）：T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，其功能與溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，其功能與TF1類(lèi)同。類(lèi)同。vTR0（TCON.4）：）：T0運(yùn)行控制位，其功能與運(yùn)行控制位，其功能與TR1類(lèi)同。類(lèi)同。 5.3.3 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式計(jì)數(shù)器的工作方式 一、方式一、方式0 方式方式0為為13位計(jì)數(shù)位計(jì)數(shù)，由，由TL0的低的低5位（高位（高3位未用）和位未用）和TH0的的8位組成。位組成。TL0的低的低5位溢出時(shí)向位

11、溢出時(shí)向TH0進(jìn)位，進(jìn)位，TH0溢出時(shí)，溢出時(shí)，置位置位TCON中的中的TF0標(biāo)志，向標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。發(fā)出中斷請(qǐng)求。定時(shí)器模式時(shí)定時(shí)器模式時(shí)有有:Nt/ Tcy 計(jì)數(shù)初值計(jì)算的公式為：計(jì)數(shù)初值計(jì)算的公式為：定時(shí)器的初值還可以采用計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)直接取補(bǔ)法獲得定時(shí)器的初值還可以采用計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)直接取補(bǔ)法獲得。計(jì)數(shù)模式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖是計(jì)數(shù)模式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖是T0引腳上的外部脈沖。引腳上的外部脈沖。13X=2 -N門(mén)控位門(mén)控位GATE具有特殊的作用。當(dāng)具有特殊的作用。當(dāng)GATE=0時(shí)，經(jīng)反相后使時(shí)，經(jīng)反相后使或門(mén)輸出為或門(mén)輸出為1，此時(shí)僅由，此時(shí)僅由TR0控制與門(mén)的開(kāi)啟，與門(mén)輸出控制與門(mén)的開(kāi)啟，與門(mén)輸出

12、1時(shí)，控制開(kāi)關(guān)接通，計(jì)數(shù)開(kāi)始；時(shí)，控制開(kāi)關(guān)接通，計(jì)數(shù)開(kāi)始；當(dāng)當(dāng)GATE=1時(shí)時(shí)，由外中斷引，由外中斷引腳信號(hào)控制或門(mén)的輸出，此時(shí)控制腳信號(hào)控制或門(mén)的輸出，此時(shí)控制與門(mén)的開(kāi)啟由外中斷引與門(mén)的開(kāi)啟由外中斷引腳信號(hào)和腳信號(hào)和TR0共同控制共同控制。當(dāng)。當(dāng)TR0=1時(shí)，外中斷引腳信號(hào)引腳時(shí)，外中斷引腳信號(hào)引腳的的高電平啟動(dòng)計(jì)數(shù)高電平啟動(dòng)計(jì)數(shù)，外中斷引腳信號(hào)引腳的，外中斷引腳信號(hào)引腳的低電平停止計(jì)低電平停止計(jì)數(shù)數(shù)。這種方式常用來(lái)測(cè)量外中斷引腳上正脈沖的寬度。這種方式常用來(lái)測(cè)量外中斷引腳上正脈沖的寬度。 16X=2 -N二、方式二、方式1 方式方式1的計(jì)數(shù)位數(shù)是的計(jì)數(shù)位數(shù)是16位，由位，由TL0作為低作為

13、低8位、位、TH0作為高作為高8位，組成了位，組成了16位加位加1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 。計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為：計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為： 8X=2 -N三、方式三、方式2 方式方式2為自動(dòng)重裝初值的為自動(dòng)重裝初值的8位計(jì)數(shù)方式。位計(jì)數(shù)方式。 工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號(hào)發(fā)生器。 計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為： 四、方式四、方式3 方式方式3只適用于定時(shí)只適用于定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0，定時(shí)器定時(shí)器T1處于方式處于方式3時(shí)相當(dāng)時(shí)相當(dāng)于于TR1=0，停止計(jì)數(shù)。，停止計(jì)數(shù)。 工作方式工作方式3將將T0分成為兩個(gè)獨(dú)立的分成為兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器TL0和和TH

14、0 。 5.3.4 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器用于外部中斷擴(kuò)展計(jì)數(shù)器用于外部中斷擴(kuò)展 擴(kuò)展方法是，將定時(shí)擴(kuò)展方法是，將定時(shí)/計(jì)數(shù)器設(shè)置為計(jì)數(shù)器方式，計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)器設(shè)置為計(jì)數(shù)器方式，計(jì)數(shù)初值設(shè)定為滿(mǎn)程，將待擴(kuò)展的外部中斷源接到定時(shí)設(shè)定為滿(mǎn)程，將待擴(kuò)展的外部中斷源接到定時(shí)/計(jì)數(shù)器的外部計(jì)數(shù)器的外部計(jì)數(shù)引腳。從該引腳輸入一個(gè)下降沿信號(hào)，計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)引腳。從該引腳輸入一個(gè)下降沿信號(hào)，計(jì)數(shù)器加1后便產(chǎn)后便產(chǎn)生定時(shí)生定時(shí)/計(jì)數(shù)器溢出中斷。計(jì)數(shù)器溢出中斷。例如，利用例如，利用T0擴(kuò)展一個(gè)外部中斷源。將擴(kuò)展一個(gè)外部中斷源。將T0設(shè)置為計(jì)數(shù)器方設(shè)置為計(jì)數(shù)器方式，按方式式，按方式2工作，工作，TH0、TL0的初值均為的初值

15、均為0FFH，T0允許中允許中斷，斷，CPU開(kāi)放中斷。開(kāi)放中斷。其初始化程序如下：其初始化程序如下： MOV TMOD，#06H ；置；置T0為計(jì)數(shù)器方式為計(jì)數(shù)器方式2 MOV TL0，#0FFH ；置計(jì)數(shù)初值；置計(jì)數(shù)初值 MOV TH0，#0FFH SETB TR0 ；啟動(dòng)；啟動(dòng)T0工作工作 SETB EA ；CPU開(kāi)中斷開(kāi)中斷 SETB ET0 ；允許；允許T0中斷中斷 5.3.5 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例 初始化程序應(yīng)完成如下工作：初始化程序應(yīng)完成如下工作：v對(duì)對(duì)TMOD賦值，以確定賦值，以確定T0和和T1的工作方式。的工作方式。v計(jì)算初值計(jì)算初值,并將其寫(xiě)入并將其寫(xiě)入TH

16、0、TL0或或TH1、TL1。v中斷方式時(shí)，則對(duì)中斷方式時(shí)，則對(duì)IE賦值，開(kāi)放中斷。賦值，開(kāi)放中斷。v使使TR0或或TR1置位，啟動(dòng)定時(shí)置位，啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù)。 例例 利用定時(shí)利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0的方式的方式1，產(chǎn)生，產(chǎn)生10ms的定時(shí)，的定時(shí)，并使并使P1.0引腳上輸出周期為引腳上輸出周期為20ms的方波，采用中的方波，采用中斷方式，設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為斷方式，設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12 MHz。解：解：1、計(jì)算計(jì)數(shù)初值、計(jì)算計(jì)數(shù)初值X：由于晶振為由于晶振為12 MHz，所以機(jī)器周期，所以機(jī)器周期Tcy為為1 s。所以：所以：Nt/ Tcy 10103/1106100

17、00X655361000055536D8F0H即應(yīng)將即應(yīng)將D8H送入送入TH0中，中，F(xiàn)0H送入送入TL0中中 2、求、求T0的方式控制字的方式控制字TMOD： M1M0=01，GATE=0，C/T=0，可取方式控制，可取方式控制字為字為01H； ORG 0000H LJMP MAIN ；跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 000BH ；T0的中斷入口地址 LJMP DVT0 ；轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序 ORG 0100H MAIN：MOV TMOD，#01H ；置T0工作于方式1 MOV TH0，#0D8H ；裝入計(jì)數(shù)初值 MOV TL0，#0F0H SETB ET0 ；T0開(kāi)中斷 SETB EA ；CPU開(kāi)中斷

18、 SETB TR0 ；啟動(dòng)T0 SJMP $ ；等待中斷 DVT0：CPL P1.0 ；P1.0取反輸出 MOV TH0，#0D8H ；重新裝入計(jì)數(shù)值 MOV TL0，#0F0H RETI ；中斷返回 END思考題及習(xí)題思考題及習(xí)題1、80C51有幾個(gè)中斷源？各中斷標(biāo)志是如何產(chǎn)生的？又是如有幾個(gè)中斷源？各中斷標(biāo)志是如何產(chǎn)生的？又是如何復(fù)位的？何復(fù)位的？CPU響應(yīng)各中斷時(shí)，其中斷入口地址是多少？響應(yīng)各中斷時(shí)，其中斷入口地址是多少？2、某系統(tǒng)有三個(gè)外部中斷源、某系統(tǒng)有三個(gè)外部中斷源1、2、3，當(dāng)某一中斷源變低電，當(dāng)某一中斷源變低電平時(shí)便要求平時(shí)便要求CPU處理，它們的優(yōu)先處理次序由高到低為處理，它

19、們的優(yōu)先處理次序由高到低為3、2、1，處理程序的入口地址分別為，處理程序的入口地址分別為2000H、2100H、2200H。試。試編寫(xiě)主程序及中斷服務(wù)程序（轉(zhuǎn)至相應(yīng)的入口即可）。編寫(xiě)主程序及中斷服務(wù)程序（轉(zhuǎn)至相應(yīng)的入口即可）。3、外部中斷源有電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)兩種觸發(fā)方式，這兩種、外部中斷源有電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)兩種觸發(fā)方式，這兩種觸發(fā)方式所產(chǎn)生的中斷過(guò)程有何不同？怎樣設(shè)定？觸發(fā)方式所產(chǎn)生的中斷過(guò)程有何不同？怎樣設(shè)定？4、定時(shí)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)和計(jì)數(shù)方式時(shí)有何異同點(diǎn)？計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)和計(jì)數(shù)方式時(shí)有何異同點(diǎn)？5、定時(shí)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器的4種工作方式各有何特點(diǎn)？種工作方式各有何特點(diǎn)？6、要求定時(shí)、要求定時(shí)/計(jì)數(shù)器的運(yùn)行控制完全由計(jì)數(shù)器的運(yùn)行控制完全由TR1、TR0確定和完全確定和完全由、高低電平控制時(shí)，其初始化編程應(yīng)作何處理？由、高低電平控制時(shí)，其初始化編程應(yīng)