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MCS51单片机的定时器计数器PPT课件

工作方式寄存器TMOD
T1
T2
GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0
M1,M0:工作方式选择位 。 =00:13位定时器/计数器; =01:16位定时器/计数器(常用); =10:可自动重装的8位定时器/计数器(常用); =11:T0 分为2个8位定时器/计数器;仅适用于T0。
3.工作方式2 ( M1M0=10 ,自动重装计数初值的8位定 时器/计数器)
16位定时器/计数器被拆成两个8位寄存器TH0和TL0,CPU在对 它们初始化时必须装入相同的定时器/计数器初值。以TL0作计数器, 而TH0作为预置寄存器。当计数满溢出时,TF0置“1”,同时TH0将 计数初值以硬件方法自动装入TL0。这种工作方式很适合于那些重复计 数的应用场合(如串行数据通信的波特率发生器)。
可编程定时器:通过专用的定时器/计数器芯片实现。其特点是 通过对系统时钟脉冲进行计数实现定时,定时时间可通过程序 设定的方法改变,使用灵活方便。也可实现对外部脉冲的计数 功能。
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2.MCS-51内部定时器/计数器
MCS-51单片机内部有两个16位可编程的定时器/计数器,简称 为T0和T1,均可作定时器用也可计数器,它们均是二进制加法 计数器,当计数器计满回零时能自动产生溢出中断请求,表示定 时时间已到或计数已终止。适用于定时控制、延时、外部计数和 检测等。 计数器:对引脚T0(P 3.4 )和T1(P3.5.)输入的外部脉冲信号 计数,当输入脉冲信号从1到0的负跳变时,计数器就自动加1。 计数的最高频率一般为振荡频率的1/24。 定时器:对系统晶振振荡脉冲的12分频输出进行计数。 (1)定时器/计数器的结构
时器/计数器的启/停。 = 1 :硬件控制,由外部中断请求信号 INT 0 / INT1 和TCON中的
启/停控制位TR0/TR1组合状态控制定时器/计数器的启/停。 其控制逻辑如下图所示。
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3.3.2 定时器/计数器的工作方式
8051单片机的定时器/计数器共有四种工作模式,现以T0为例加 以介绍,T1与T0的工作原理相同,但方式3下T1停止计数。方式(如 F0)和用户定义名称等几种方式。
1. 定时器T0/T1 中断申请过程
(1)在已经开放T0/T1中断允许且已被启动的前提下, T0/T1加1计满溢出时 TF0/TF1标志位自动置“1” ;
(2)CPU 检测到TCON中TF0/TF1变“1”后,将产生指 令:LCALL 000BH/LCALL 001BH 执行中断服务程序;
(3)TF0/TF1标志位由硬件自动清“0”,以备下次中断申 请。
C/TT :定时方式/计数方式选择位。 = 1:选择计数器工作方式,对T0/T1引脚输入的外部事件
的负脉冲计数; = 0 :选择定时器工作方式,对机器周期脉冲计数定时。
如下页图所示。
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GATE:门控位,定时器/计数器的启/停可由软件与硬件两者控制 = 0 :软件控制,只由TCON中的启/停控制位TR0/TR1控制定
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4.工作方式3 ( M1M0=11 , 2个8位定时器/计数器,仅适用 于T0)
TL0:8位定时器/计数器,使用T0原有控制资源TR0和TF0,其 功能和操作与方式0或方式1完全相同。
TH0:只能作为8位定时器,借用T1的控制位TR1和TF1,只能 对片内机器周期脉冲计数。
在方式3模式下,定时器/计数器0可以构成两个定时器或 者一个定时器和一个计数器。
1.工作方式0( M1M0=00 ,13位定时器/计数器)
由TH0的全部8位和TL0的低5位( TL0的高3位未用)构成13位 加1计数器,当TL0低5位计数满时直接向TH0进位,并当全部13位计 数满溢出时,溢出标志位TF0置“1”。
2.工作方式1 ( M1M0=01 ,16位定时器/计数器)
由TH0和TL0构成16位加1计数器,其他特性与工作方式0相同。
3.3 MCS-51单片机的定时器/计数器
3.3.1 定时器/计数器
1.基本概念
(1)计数:计数是指对外部事件的个数进行计量。其实质就是 对外部输入脉冲的个数进行计量。实现计数功能的器件称为 计数器。
(2)定时:8051单片机中的定时器和计数器是一个部件,只 不过计数器记录的是外界发生的事件,而定时器则是由单片 机内部提供一个非常稳定的计数源进行定时的。这个计数源 是由单片机的晶振经过12分频后获得的一个脉冲源。所以定 时器计数脉冲的时间间隔与晶振有关。
T0方式3下的T1方式2,因定时初值能自动恢复,用作波 特率发生器更为合适。
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3.3.3 定时器/计数器的应用
定时器/计数器可按片内机器周期定时,也可对由T0/T1 引脚输入一个负脉冲进行加法计数。在应用时,其工作方式 和工作过程均可通过程序设定和控制,因此,定时器/计数器 在工作前必须先对其进行初始化,计算和设置初值。
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(3)定时的种类
软件定时:利用执行一个循环程序进行时间延迟。其特点是定 时时间精确,不需外加硬件电路,但占用CPU时间。因此软件 定时的时间不宜过长。
硬件定时:利用硬件电路实现定时。其特点是不占用CPU时间, 通过改变电路元器件参数来调节定时,但使用不够灵活方便。 对于时间较长的定时,常用硬件电路来实现。
组成:16位加法计数器、工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。
T0: TL0(低8位)和TH0(高8位) T1: TL1(低8位)和TH1(高8位)
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8051单片机内部的定时器/计数器的结构如下图所示。
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(2)控制寄存器TCON (88H)
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
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2. 定时器/计数器初始化的步骤
(1)写TMOD,设置定时器/计数器的工作方式; (2)计算定时器/计数器的初值,写入TH0/TH1、TL0/TL1。 (3)设置IE、IP,以开放相应的中断和设定中断优先级。
TF0/TF1:T0/1计数溢出标志位。可用于申请中断或供CPU查 询。在进入中断服务程序时会自动清零;但在查询方式时必须 软件清零。
=1 :计数溢出; =0 :计数未满。 TR0/TR1:T0/1启停控制位。 =1 :启动计数; =0: 停止计数。 IE0/IE1和IT0/IT1:用于管理外部中断(前面已介绍过)。
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