s7-1定時器工作原理資料課件

定時/計數(shù)器（Timer/Counter）

定時計數(shù)的概念----一個定時/計數(shù)的形象實例假如有一個水容器1000滴水剛好裝滿初始時已經裝入500滴水問：還需滴入多少滴水才能將其

裝滿？答：還需滴入500滴水才能將其

裝滿，501滴溢出。答：還需500秒時間才能將其裝滿，501秒溢出。問：如果每秒滴入1滴水，還需多長時間才能將其裝滿？這就是“計數(shù)”這就是“定時”這就是“計數(shù)初值”目錄1基本原理2相關寄存器3定時器/計數(shù)器模式…

觸發(fā)器1觸發(fā)器2觸發(fā)器n觸發(fā)器n+1定時器/計數(shù)器的原理時鐘源在《數(shù)字電路》中，學習了觸發(fā)器構成計數(shù)器的原理，定時/計數(shù)器實質是由一系列時鐘源驅動的觸發(fā)器構成。Fclk/21

Fclk/22

Fclk/2n

Fclk

第n級觸發(fā)器輸出時鐘頻率是第1級觸發(fā)器輸入時鐘的1/2n1111111111111111可以使用軟件查詢其狀態(tài)，可以設置當其由0變?yōu)?時觸發(fā)中斷016位定時器/計數(shù)器溢出標志1再來一個時鐘脈沖當定時器的值為0xFFFF時標志位置位定時器清00000000000000000定時器/計數(shù)器應用定時器/計數(shù)器可以用于定時、計數(shù)和波特率發(fā)生器。定時器（模式）可用于測量事件之間的時間間隔，如脈沖寬度。123計數(shù)器（模式）可用于測定某個事件發(fā)生的次數(shù)，如脈沖個數(shù)。定時器（模式）還可以給串行端口提供波特率時鐘信號。?UART?個正脈沖51單片機的定時器/計數(shù)器標準805116位定時器/計數(shù)器016位定時器/計數(shù)器1P89V51RB216位定時器/計數(shù)器016位定時器/計數(shù)器116位定時器/計數(shù)器2看門狗定時器標準的80C51有2個16位定時器/計數(shù)器0和1，P89V51RB2在此之上增加了16位定時器/計數(shù)器2，以及看門狗定時器。本小節(jié)講述讀者參考數(shù)據(jù)手冊自行學習與定時器/計數(shù)器0相同，不講述定時器與計數(shù)器標準80C51外部T0/T1功能引腳的時鐘源定時器/計數(shù)器內部時鐘源計數(shù)周期未知，甚至不具有周期性計數(shù)周期固定為一個機器周期當選擇外部引腳時鐘源，稱作計數(shù)器當選擇內部時鐘源（默認）時，稱作定時器計數(shù)器功能注意事項在實現(xiàn)“計數(shù)器”功能時，計數(shù)器在每個機器周期對外部管腳采樣一次，現(xiàn)假設計數(shù)器0對下降沿計數(shù)。1個機器周期機器時鐘T0外部引腳情況1：正常檢測情況2：漏檢T0外部引腳T1時檢測到高電平計數(shù)管腳的計數(shù)高/低脈沖寬度必須至少保持一個機器周期，否則就有可能漏檢。！T2T0T1T3T4判斷為無下降沿，即漏檢T2時檢測到低電平判斷為下降沿T2時檢測到高電平T1時檢測到高電平以上寄存器均為SFR中單元結構2個16位T/C分別由8位計數(shù)器TH0、TL0、

TH1、TL1組成加“1”計數(shù)器控制寄存器TCON：控制T0、T1的啟停、中斷等方式寄存器TMOD：控制T0、T1

的工作方式T0T1

AT89C52定時/計數(shù)器結構1個16位T/C分別由8位計數(shù)器TH2、TL2

組成加/減/“1”計數(shù)器T2CON、T2MOD

：控制T2的啟停、中斷及工作方式等功能選擇÷12TL0、TH0串行口時鐘TF0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCON（88H）T1模式2中斷OSCT0INT001C/T=0TMOD（89H）T1T0GATEM1M0GATEM1M0C/TC/TP3.4P3.2C/T=1時，對外部引腳輸入脈沖計數(shù)，用做計數(shù)器C/T=0時（默認），對內部時鐘計數(shù)，用做定時器G3G2G110C/T：功能選擇位。計數(shù)器啟?？刂?1011GATE=0時，GATE=1時，÷12TL0、TH0串行口時鐘TF0TF1TF0IE1IT1IE0IT0TR1TR0TCON（88H）T1模式2中斷OSCT0INT0011C/T=0TMOD（89H）T1T0M1M0M1M0C/TC/TGATEGATEP3.4P3.2G3G2G10GATE：門控位；TRx

：啟?？刂莆?。G2輸出為1，INT0引腳不控制計數(shù)器的啟停，由TR0單獨控制G2輸出為INT0狀態(tài)，INT0引腳和TR0共同控制計數(shù)器的啟停INT0舉例：測量脈沖寬度此時模型可簡化為：12MHz

101÷12TL0、TH0串行口時鐘TF0TF1TF0IE1IT1IE0IT0TR1TR0TCON（88H）T1模式2中斷OSCT0INT0011C/T=0TMOD（89H）T1T0M1M0M1M0C/TC/TGATEGATEP3.4P3.2G3G2G10INT0TR0=1，GATE=1，T0設置為模式1，即16位定時器模式，TL0/TH0=0x0000，且外部晶振12MHz，當C/T=0，G1輸出為INT0狀態(tài)，INT0單獨控制計數(shù)器啟停。INT0舉例：測量脈沖寬度TL0、TH001時鐘源1MHzP3.2INT0開始計數(shù)停止計數(shù)16位的寄存器值（以us為單位）脈沖寬度≈時鐘周期1us模式控制M0和M1決定T0/1的模式，共4種:為模式0、1和2時：僅僅是THx和TLx組合方式不同；為模式3時：T0/1在結構上有所不同?！?2TL0、TH0串行口時鐘TF0TF1TF0IE1IT1IE0IT0TR1TR0TCON（88H）T1模式2中斷OSCT0INT0011C/T=0TMOD（89H）T1T0C/TC/TGATEGATEM1M0M1M0P3.4P3.2G3G2G10溢出標志

TFx是計數(shù)器溢出標志，同時也是中斷請求標志；在進入中斷時由硬件清除，也可用軟件清除?！?2TL0、TH0串行口時鐘TF0IE1IT1IE0IT0TR1TR0TF1TF0TCON（88H）T1模式2中斷OSCT0INT0011C/T=0TMOD（89H）T1T0C/TC/TGATEGATEM1M0M1M0P3.4P3.2G3G2G10目錄1基本原理2相關寄存器3定時器/計數(shù)器模式模式寄存器TMOD功能說明Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0位號位名GATEM1M0GATEM1M0T1T0設置INT0是否參與T0的啟停0：禁止1：使能選擇T0的功能0：定時器功能1：計數(shù)器功能T0模式選擇高、低位00：模式001：模式110：模式211：模式3功能與低4位相同，但用于設置T1地址：89H（不能被8整除，也即不能被位尋址），復位值：0x00模式寄存器TMOD設置舉例現(xiàn)需要設置T0具有以下功能：選擇模式1選擇定時器功能INT0引腳不參與啟停控制Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0位號位名GATEM1M0GATEM1M01001MOV0x89,#05H或MOVTMOD,#05H0x05設置的匯編指令是：如何設置TMOD？控制寄存器TCON功能說明Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0位號位名TF1TF0TR0IE1TR1IE0IT0IT1T1外部中斷T0定時器/計數(shù)器0運行啟停位0：T0停止1：T0啟動定時器/計數(shù)器0溢出標志。計數(shù)溢出時由硬件置位，中斷響應時由硬件清零0：T0未溢出1：T0溢出與TR0原理相同與TF0原理相同TCON的復位值：0x00，地址：88H（可被8整除，可以進行按位尋址）設置舉例：SETBTR0或SETB0x8C;啟動T0計數(shù)CLRTR0或CLR0x8C;停止T0計數(shù)TLx和THx（x=0或1）THx（高8位）和TLx（低8位）：描述復位值名稱地址定時器/計數(shù)器0低8位00HTL08AH定時器/計數(shù)器1低8位00HTL18BH定時器/計數(shù)器0高8位00HTH08CH定時器/計數(shù)器1高8位00HTH18DH按照M1和M0的值組成加法定時/計數(shù)器；對時鐘源脈沖進行計數(shù)，在時鐘源的下降沿時計數(shù)器加1；計滿時，在下一個脈沖下降沿清零，并產生溢出，TFx置位。目錄1基本原理2相關寄存器3定時器/計數(shù)器模式定時/計數(shù)器模式0當M1M0=00時，定時/計數(shù)器工作于模式0，使用TLx的低5位和THx構成13位的加法計數(shù)器。13位加法計數(shù)器，最大計數(shù)值為：0x1FFF，當計數(shù)到達0x1FFF時，在下一個脈沖下降沿時刻清零，并置位TFx。THx

TLx

b0b7b8b15b4÷12中斷OSCTx

INTx

01C/T=0GATETRx

TFx

TLx低5位THx

定時器設置舉例假設：定時器設置為模式0禁止INT0引腳控制外部晶振頻率11.0592MHz÷12外部晶振11.0592MHTRx

計數(shù)器計數(shù)值計數(shù)器初值THx

TLx

b0b150001100011101100問：要定時1ms（1000us），如

何設置TL0和TH0的初值？b0b12≈922=213-

922=8192-922=7270=1C66H=1000us÷（12/11.0592）us先按位“與”清除低4位TMOD&=0xF0再按位“或”修改低4位TMOD|=0x01xx010001TMOD直接賦值TMOD=0x0100000001TMOD寫寄存器注意事項假設：T1正在工作中，處于模式1，現(xiàn)在需要設置T0為模式1

xx01xxxxTMOD初始狀態(tài)T1的模式控制位被無意修改T1的模式控制位不會被修改定時/計數(shù)器模式1當M1M0=01時，定時/計數(shù)器工作于模式1，使用TLx和THx構成16位的加法計數(shù)器。16位加法計數(shù)器，最大計數(shù)值為：0xFFFF，當計數(shù)到達0xFFFF時，在下一個脈沖下降沿時刻清零，并置位TFx。THxTLxb0b7b8b15÷12中斷OSCTxINTx01C/T=0GATETRxTFx

TLx

THx

修正定時器溢出不同步由于中斷響應時間會因不同的情況在3~8個機器周期內變化，導致相鄰兩次定時器溢出中斷不同步。定時器溢出，申請中斷中斷響應時間，3~8個機器周期中斷處理時間TLx清0停止定時器TLx從清0后到停止定時器時的計數(shù)值，記為N為了獲得更高的定時精度，將N疊加到計數(shù)初始值上。修正重載值假設T0工作在模式1，fosc

=12MHz，循環(huán)定時器周期為1ms，則計數(shù)初始值機器周期CLREA;禁止CPU中斷CLRTR0;停止T0計數(shù)1MOVA,0x1F;將指令運行補償后的初值低位送到A1ADDA,TL0;低位初值響應誤差補償1MOVTL0,A1MOVA,0xFC;將指令運行補償后的初值高位送到A1ADDCA,TH0;計數(shù)初值高位計算1MOVTH0,A;裝入計數(shù)初值高位1SETBTR0;重新啟動計數(shù)m=216-12×106×1×10-3/12=64536=0xFC18

假設T0的ISR是：重載初始值時，還需要加上從“CLRTR0”“SETBTR0”之間的7個機器周期0xFC18＋7＝0xFC1F定時/計數(shù)器模式2當M1M0=10時，定時/計數(shù)器工作于模式