單片機定時概念

1、單片機定時概念第1頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二上圖為定時器結(jié)構(gòu)框圖80C51單片機內(nèi)部有兩個定時/計數(shù)器T0和T1，其核心是計數(shù)器，基本功能是加1（加1計數(shù)）。對外部事件脈沖（下降沿）計數(shù)，是計數(shù)器；對片內(nèi)機器脈沖計數(shù)，是定時器。計數(shù)器由二個8位計數(shù)器組成。第2頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二 定時時間和計數(shù)值可以編程設(shè)定，其方法是在計數(shù)器內(nèi)設(shè)置一個初值，然后加1計滿后溢出。調(diào)整計數(shù)器初值，可調(diào)整從初值到計滿溢出的數(shù)值，即調(diào)整了定時時間和計數(shù)值。 定時/計數(shù)器作為計數(shù)器時，外部事件脈沖必須從規(guī)定的引腳輸入。 定時器均采用加一定時2、 定時/計

2、數(shù)器的控制寄存器TMOD：設(shè)定定時器/計數(shù)器T0、T1的工作模式和 工作方式。 TCON：控制T0、T1的啟動和停止計數(shù)，同時包 含了T0、T1的狀態(tài)，即各定時計數(shù)器是 否計數(shù)時間到（即是否需要服務(wù)）。第3頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二TCON低4位與外中斷INT有關(guān)，已在中斷中敘述。 高4位與定時/計數(shù)器T0、T1有關(guān)。TF1：定時/計數(shù)器T1溢出標(biāo)志。 TF0：定時/計數(shù)器T0溢出標(biāo)志。TR1：定時/計數(shù)器T1運行控制位。 TR1=1,T1運行；TR1=0,T1停。 TR0：定時/計數(shù)器T0運行控制位。 TR0=1,T0運行；TR0=0,T0停。第4頁，共47頁，

3、2022年，5月20日，2點46分，星期二2、 定時/計數(shù)器工作方式控制寄存器TMODTMOD用于設(shè)定定時/計數(shù)器的工作方式低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。 M1M0 工作方式選擇位第5頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二 C/T 計數(shù)/定時方式選擇位 C/T=1,計數(shù)工作方式,對外部事件脈沖計數(shù),用作計數(shù)器。 C/T=0,定時工作方式,對片內(nèi)機周脈沖計數(shù),用作定時器。 GATE 門控位，見下圖 GATE=0，運行只受TCON中運行控制位TR0/TR1的控制。 GATE=1，運行同時受TR0/TR1和外中斷輸入信號的雙重控制。 只有當(dāng)INT0/INT1=1且TR0/

4、TR1=1,T0/T1才能運行。 當(dāng)GATE=1且 TR0/TR1=1時，用做對INT0/INT1輸入脈沖高 電平長度的測量TMOD字節(jié)地址89H,不能位操作,設(shè)置TMOD須用字節(jié)操作指令。 第6頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二3、 定時/計數(shù)器工作方式（1） 工作方式0 13位計數(shù)器，由TL0低5位和TH0 8位組成，TL0低5位計數(shù)滿時不向TL0第6位進位，而是向TH0進位，13位計滿溢出，TF0置“1”。最大計數(shù)值213 = 8192。所有工作方式0計數(shù)都可以用方式1代替，因此，方式0比較少用（2） 工作方式1：16位定時計數(shù)器 第7頁，共47頁，2022年，5月

5、20日，2點46分，星期二 THx/TLx賦初值：THx賦高8位，TLx賦低8位工作方式1 的編程要點： TMOD選方式： 寫“M1,M0”=01 b 選方式1 若不用門控位,直接用軟件寫TRx控制啟/停 若使用門控位，先置位TRx，然后由INTx端 的高/低電平來控制其啟/停第8頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二 定時器(方式1)應(yīng)用程序舉例：分析：已知fosc = 6MHz 則： （振蕩周期）1Tc=1/6MHz （機器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S 粗略地說：Tmin 2S 16位定時器最大數(shù)值為：216=65536=0FFFFH+1 故選擇方式 1

6、工作可以得到： Tmax = 655362 = 131072S131.072mS若晶振頻率為6MHz，計算單片機的最小與最大定時時間：第9頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二分析：已知fosc = 6MHz 則： （機器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S 100mS2 S = 50000 16位定時器最大數(shù)值為： 216 = 65536 (=0FFFFH+1) 故選擇方式1工作可以滿足要求。計算初值：6553650000=15536=3CB0H要求對T0產(chǎn)生100mS定時進行初始化。(晶振=6MHz)第10頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二G

7、ATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0由分析得知：T0選擇方式1，初值=3CB0H X X X X 0 0 0 1初始化：MOV TMOD，#01H ;選 T0 方式 1 MOV TH0， #3CH ;賦初值高8位 MOV TL0， #0B0H ;賦初值低8位 若需要定時器0產(chǎn)生中斷還應(yīng)當(dāng)寫如下語句： SETB ET0 ;開T0中斷允許 SETB EA ;開總中斷允許 SETB TR0 ;啟動 T0定時以及相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。第11頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二（3）工作方式2：8 位自動重裝的定時/計數(shù)器 THx/TLx賦相同初值（X=0或

8、1） 在TLx計數(shù)達到0FFH 再加“1”時，TL0 將溢出, “TFx”位置1，提出中斷請求并 使THx中的值自動重裝(Copy)進TLx第12頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二 TMOD寄存器選方式： 寫“M1，M0” = 10 b 選中方式2分析：fosc = 6MHz 1機器周期 = 2 S 1KHz方波周期 = 1 mS 半個方波周期 =500S 500uS2 uS = 250 若選擇方式2 工作,8位定時器最大數(shù)值為： 28 =256 =0FFH + 1 可以滿足要求。計算初值：256250=6從P1.0 腳輸出頻率=1KHz方波。設(shè)：晶振=6MHz。利用T1

9、定時中斷。定時器（方式2）應(yīng)用程序舉例：第13頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二所以初始化程序為： MOV TMOD，#20H MOV TH0， #6 MOV TL0， #6 SETB ET1 SETB EA SETB TR1 第14頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二4、 定時/計數(shù)器的應(yīng)用1、計算定時/計數(shù)初值80C51定時/計數(shù)初值計算公式：定時時間計數(shù)周期數(shù)機器周期長度 =（n初值N） f初值n（時間t f）其中： n與工作方式有關(guān)： 方式0時,n=13； 方式1時,n=16； 方式2、3時,n=8。機器周期與主振頻率有關(guān)：機器周期=12/fo

10、sc，f=12MHZ時，1機周=1S； f=6MHZ 時，1機周=2S。 第15頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二【例1】 已知晶振6MHz，要求定時0.5ms，試分別求出T0工作于方式1、方式2時的定時初值。解： 工作方式1： T0初值 =216-500s/2s =65536250=65286=0FF06H TH0=0FFH；TL0=06H。 工作方式2： T0初值 =28-500s/2s=256-250=6 TH0=06H；TL0=06H。第16頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二定時器/計數(shù)器的編程和應(yīng)用 采用中斷的定時初始化過程： （1）設(shè)置中

11、斷寄存器（tmod寄存器，開中斷、優(yōu)先級、啟動計數(shù)），以及定時初值的寫入。 （2）定時時間計數(shù)周期數(shù)機器周期長度 =（n初值N） f初值n（時間t f） （3）對于較長時間的定時，可以采用與循環(huán)程序相結(jié)合進行設(shè)計 采用中斷方式，定時時間到在執(zhí)行中斷服務(wù)后返回的 時候會將tf0或tf1清零。第17頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二例5-1 假設(shè)系統(tǒng)時鐘頻率采用6MHz，要在P1.0上輸出一個周期為2ms的方波，如圖所示。第18頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二(1)計算初值X 設(shè)初值為X，則有: 延時時間為1ms，相當(dāng)于500個機器周期長度，因此可以采

12、用方式1，計數(shù)初始值為 X = 216-500 = 65036 X化為16進制，即X=0FE0CH=11111110，00001100B。 所以，T0的初值為： TH0=0FEH TL0=0CH因此可以用定時器0，選擇工作方式1，每定時中斷一次，執(zhí)行一次P1.0的取反操作。 由于方式1不能循環(huán)計數(shù)，因此，每執(zhí)行一次中斷還要重裝初期進行計數(shù)。第19頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二(2)初始化程序設(shè)計：對寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相應(yīng)位進行正確設(shè)置，將計數(shù)初值送入定時器中。 (3)程序設(shè)計 ORG 0000HRESET: LJMP MAIN ；轉(zhuǎn)主程序 ORG

13、000BH ；T0的中斷入口 LJMP IT0P ；轉(zhuǎn)T0中斷處理程序IT0P ORG 0100HMAIN: MOV SP,#60H ；設(shè)堆棧指針 MOV TMOD,#01H ；設(shè)置T0為方式1 MOV TL0,#0CH；T0中斷服務(wù)程序，T0重新置初值 MOV TH0,#0FEH SETB ET0 ；允許T0中斷 SETB EA ；CPU開中斷 SETB TR0 ；啟動T0 SJMP $第20頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二ITOP: MOV TL0,#0CH；T0中斷服務(wù)子程序，T0置初值 MOV TH0,#0FEH CPL P1.0 ；P1.0的狀態(tài)取反 RETI

14、 END第21頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二例6-2 假設(shè)系統(tǒng)時鐘為6MHz，編寫定時器T0產(chǎn)生1秒定時的程序。（1）T0工作方式的確定定時時間較長，采用哪一種工作方式？ 由各種工作方式的特性，可計算出： 方式0最長可定時16.384ms; 方式1最長可定時131.072ms; 方式2最長可定時512s。選方式1，每隔100ms中斷一次，中斷10次為1s。（2）計算計數(shù)初值 因為：100ms=50000個機器周期 所以：X=65536-50000=15536=3CB0H 因此：TH0=3CH，TL0=B0H 第22頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期

15、二（3）10次計數(shù)的實現(xiàn) 采用循環(huán)程序法。（4） 參考程序 : ORG 0000HRESET： LJMP MAIN ；上電，轉(zhuǎn)主程序入口MAIN ORG 000BH ；T0的中斷入口 LJMP IT0P；轉(zhuǎn)T0中斷處理程序IT0P ORG 1000H MAIN： MOV SP,#60H ；設(shè)堆棧指針 MOV R1,#0AH ；設(shè)循環(huán)次數(shù)10次 MOV TMOD,#01H ；設(shè)T0工作在方式1 MOV TL0,#0B0H ；給T0設(shè)初值 MOV TH0,#3CH 第23頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二 SETB ET0 ；允許T0中斷 SETB EA ；CPU開放中斷 S

16、ETB TR0 ；啟動T0 HERE： SJMP HERE ；等待中斷 ITOP： MOV TL0,#0B0H ；T0中斷子程序，重裝初值 MOV TH0,#3CH ； DJNZ R1，LOOP CLR TR0 ；1s定時時間到，停止T0工作 LOOP： RETI 如要使P1口所接8盞等每秒左移跑動一位，應(yīng)該怎么處理？第24頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二 查詢方式的參考程序: 查詢方式主要利用的是：當(dāng)計數(shù)器定時時間到的時候會自動的把中斷標(biāo)志位TF1或TF0置為1，因此，啟動定時后，只要評定對應(yīng)的服務(wù)標(biāo)志位TF0或TF1是否為1就可以判斷是否定時時間到，即是否要開始執(zhí)行

17、服務(wù)程序。5-1的查詢方式的參考程序可以寫為：第25頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二例5-1 假設(shè)系統(tǒng)時鐘頻率采用6MHz，要在P1.0上輸出一個周期為2ms的方波，如圖所示。第26頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二ORG 0000LJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV TMOD,#01H ；設(shè)置T0為方式1 LOOP: MOV TH0,#0FEH ；T0置初值 MOV TL0,# 0CH SETB TR0 ；接通T0LOOP1：JNB TF0,LOOP1 ；查詢TF0標(biāo)志 CLR TF0 ； CPL P1.0 ；P1.0的狀態(tài)求反

18、 SJMP LOOP第27頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二門控制位GATE的應(yīng)用測量脈沖寬度GATE1可使定時器/計數(shù)器T1的啟動計數(shù)受INT1*的控制，可測量引腳INT1或INT0引腳上正脈沖的寬度（機器周期數(shù)）。第28頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二如上圖所示：測量引腳INT1（P3.3）上正脈沖的寬度。第29頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二參考程序： ORG 0000HRESET: AJMP MAIN ；復(fù)位入口轉(zhuǎn)主程序 ORG 0100H MAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#90H ；T1為方式

19、1定時控制字 MOV TL1,#00H MOV TH1,#00H MOV R0,#30HLOOP0: JB P3.3,LOOP0；INT1*高,則循環(huán) SETB TR1；如INT1*為低，啟動T1LOOP1: JNB P3.3,LOOP1；INT1*低，則循環(huán)等待LOOP2: JB P3.3,LOOP2 ；INT1*高,則循環(huán)等待（兩個等待的意義？）第30頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二 CLR TR1；停止T1計數(shù) MOV R0,TL1；T1計數(shù)值送A INC R0 MOV R0,TH1；T1計數(shù)值送A SJMP $ END執(zhí)行程序，使INT1*引腳上出現(xiàn)的正脈沖寬度

20、以機器周期數(shù)的形式存放在30H和31H單元。第31頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二例3、書本P125例題53測量高低電平持續(xù)時間ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#10011001B;MOV TH1,#00HMOV TL1,#00HMOV TH0,#00HMOV TL0,#00H第32頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二 WAIT1:JB P3.2,$ SETB TR0 ；被測為低時開始計數(shù)，此時P3.2為高WAIT2:JNB P3.2,WAIT1;即被測信號為高電平，等待WAIT3:JB P3.2，W

21、AIT2 ；等待計數(shù)完成CLR TR0 ；計數(shù)完關(guān)閉T0，輸入信號由低變?yōu)楦唠娖絊ETB TR1；啟動T1后t1開始工作WAIT3:JB P3.3 WAIT3；表示波形電平為高，繼續(xù)計數(shù)CLR TR1；關(guān)T1MOV R0,#35HMOV R0,TL0INV R0MOV R0,TH0 ；T0用于保存低電平時間INC R0MOV R0,TL1INV R0MOV R0,TH1 ；T1用于保存高電平時間END第33頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二例6-3 當(dāng)T0（P3.4）引腳上發(fā)生負(fù)跳變時，從P1.0引腳上輸出一個周期為1ms的方波,如圖所示。（系統(tǒng)時鐘為6MHz）（1）工作

22、方式選擇T0為方式1計數(shù)，初值 0FFFFH，即外部計數(shù)輸入端T0（P3.4）發(fā)生一次負(fù)跳變時，T0加1且溢出，溢出標(biāo)志TF0置“1”，發(fā)中斷請求。說明T0腳已接收了負(fù)跳變信號。第34頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二T1定義為方式2定時。在T0腳發(fā)生一次負(fù)跳變后，啟動T1每500s產(chǎn)生一次中斷，在中斷服務(wù)程序中對P1.0求反，使P1.0產(chǎn)生周期1ms的方波。注意方式2可以循環(huán)計數(shù)（2）計算T1初值設(shè)T1的初值為X： 因為 1MS=1000um=2250個機器周期 所以 X=28-250=6=06H T0的初值為：0ffffh（3）程序設(shè)計 ORG 0000H RESET

23、: LJMP MAIN ；復(fù)位入口轉(zhuǎn)主程序 ORG 001BH LJMP IT1P ；轉(zhuǎn)T1中斷服務(wù)程序第35頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二MAIN: MOV TMOD,#00100101H ；初始化，T1為方式2定 時，T0為方式1計數(shù) SETB EA SETB ET1 ；允許T1中斷 MOV TL0,#0FFH ；T0置初值 MOV TH0,#0FFH MOV TL1,#06H ；T1置初值 MOV TH1,#06H SETB TR0 ；啟動T0 JNB TF0,$ CLR TR0 SETB TR1 ；啟動T1 HERE: AJMP HEREIT1P: CPL P

24、1.0；T1中斷服務(wù)，P1.0位取反 RETI第36頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二實訓(xùn)題目：1、手動控制跑馬燈的跑動（中斷）org 0000hljmp mainorg 0003hljmp zd0main:setb easetb ex0setb it0mov ip,#00000001bmov a,#0fehmov p1,asjmp $zd0: rl a mov p1,aretiend第37頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二2、計程器的實現(xiàn)（中斷）org 0000hljmp mainorg 0003hljmp zd0main:setb easetb

25、ex0setb it0mov ip,#00000001bmov a,#00hmov p1,asjmp $zd0:add a,#2 mov b,a cpl a mov p1,a mov a,b retiend第38頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二2、計程器的實現(xiàn)（中斷）改：org 0000hljmp mainorg 0003hljmp zd0org 0013hljmp zd1org 0100hmain:setb easetb ex0setb ex1setb it0setb it1mov a,#00hmov p1,asjmp $zd0:add a,#2 mov b,a cp

26、l a mov p1,a mov a,b retizd1:mov a,#00h retiend第39頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二1、手動控制跑馬燈的跑動（中斷）改：org 0000hljmp mainorg 0003hljmp zd0main: setb easetb ex0setb it0mov ip,#00000001bmov r7,#08hmov a,#0fehmov p1,asjmp $zd0: rl a mov p1,a lcall delay djnz r7,zd0 mov r7,#08h retidelay:(1秒)end第40頁，共47頁，2022年

27、，5月20日，2點46分，星期二定時練習(xí)：8、內(nèi)部30H單元內(nèi)容為55h，定時30ms，否則定時15ms，進行初始化編程。9、利用T0通過P1.0輸出一個矩形波，高電平為50um，低電平為300um。10、用T1實現(xiàn)P1.0和P1.1分別輸出周期為2ms和500us的方波。（定時1ms和250us，1ms看成4個250us）第41頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二8、內(nèi)部30H單元內(nèi)容為55h，定時30ms，否則定時15ms，進行初始化編程。ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP IT0PORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#000000

28、01B SETB EA SETB ET0 CJNE 30H,#55H,AA MOV DPTR,#NUM1 MOV TH0,DPH MOV TL0,DPL SETB TR0 SJMP $AA: MOV DPTR,#NUM2 MOV TH0,DPH MOV TL0,DPL SETB TR0 SJMP $IT0P: RETI END第42頁，共47頁，2022年，5月20日，2點46分，星期二9、利用T0通過P1.0輸出一個矩形波，高電平為50um，低電平為300um。ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP IT0PORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#00000010B SETB EA SETB ET0 MOV T