定時器計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON.ppt

教學(xué)目的 1、單片機定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理。 2、掌握初值的計算公式，理解初值、滿值 和溢出值等概念。 3、掌握專用寄存器TMOD、TCON 。,教學(xué)重點 1、了解定時/計數(shù)器組成框圖； 2、掌握定時/計數(shù)器的初值計算公式。,教學(xué)難點 1、掌握定時/計數(shù)器的初值計算公式。 2、專用寄存器初值的設(shè)定。,5. 1-4 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON,練習(xí),估算延時程序的延時時間 源程序: DELAY: MOV R2, #10 DEL3: MOV R3, #200 DEL2: MOV R4, #125 DEL1: NOP NOP DJNZ R4, DEL1 DJNZ R3, DEL2 DJNZ R2, DEL3 RET,500*200=0.1s,0.1s*10=1s,4T*125=500us,一、概述,MCS-51單片機有兩個16位的可編程的定時器/計數(shù)器： 定時器/計數(shù)器0（T0）和定時器/計數(shù)器1（T1）。,1、T1、T0的組成 （1）內(nèi)部有16位的計數(shù)器：,（2）專用寄存器： 定時器工作方式寄存器TMOD:用來控制定時器T0和T1的工作方式。 控制寄存器TCON:用來控制T0和T1的運行，并含有溢出標(biāo)志。,5. 1-4 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON,MCS-51單片機定時器/計數(shù)器邏輯結(jié)構(gòu)圖,T1由TH1、TL1構(gòu)成，字節(jié)地址為8DH、8BH,T0由TH0、TL0構(gòu)成，字節(jié)地址為8CH、8AH,TCON則用于控制定時計數(shù)器T0和T1的啟動和停止計數(shù)，同時管理定時器T0和T1的溢出標(biāo)志等。,特殊功能寄存器TMOD控制定時計數(shù)器的工作方式,5. 1-4 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON,工作方式控制寄存器（TMOD）-不可位尋址 1、GATE 門控位 GATE=0 以運行控制位TR啟動定時器 GATE=1 以外中斷請求信號（/IMT0或/INT1）啟動定時器 2、C/T 定時方式或計數(shù)方式選擇位 C/T=0 定時工作方式 C/T=l 計數(shù)工作方式（采用外部引腳的輸入脈沖為計數(shù)脈沖） 3、M1、M0 工作方式選擇位 M1、M0=00 方式0 M1、M0=01 方式1 M1、M0=10 方式2 M1、M0=11 方式3,5. 1-4 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON,定時器控制寄存器（TCON）-可位尋址 1、TF0（TF1）計數(shù)溢出標(biāo)志位 當(dāng)計數(shù)器計數(shù)溢出（計滿）時，該位置“1” 查詢方式時，此位作狀態(tài)位供查詢，軟件清“0”； 中斷方式時，此位作中斷標(biāo)志位，硬件自動清“0”。 2、TR0（TR1） 定時器運行控制位 TR0（TR1）=0 停止定時器計數(shù)器工作 TR0（TR1）=1 啟動定時器計數(shù)器工作 軟件方法使其置“1”或清“0”。 3、低4位與外部中斷有關(guān)，將在中斷一章介紹。,5. 1-4 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON,5. 1-4 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON,2、計數(shù)脈沖的來源： 來自P3.4或P3.5引腳，對外部事件計數(shù)。 來自內(nèi)部時鐘，對機器周期進(jìn)行計數(shù)，通過計數(shù)實現(xiàn)定時。,計數(shù)脈沖由內(nèi)部振蕩器經(jīng)過12分頻后得到:,內(nèi)部計數(shù)脈沖的周期等于機器周期。,定時 方式,1個機器周期12個振蕩周期Tosc 12/fosc 12/12fc 1/fc =Tc(計數(shù)周期),計數(shù)脈沖的頻率fc = 振蕩頻率fosc12,振蕩頻率fosc= 12計數(shù)脈沖的頻率fc,5. 1-4 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON,1uS,晶振頻率,計數(shù)頻率: (機器周期),復(fù)習(xí),定時方式：內(nèi)部計數(shù)脈沖的周期等于機器周期。,內(nèi)部時鐘的振蕩頻率fosc=12MHZ時，一個機器周期為1微秒:,計數(shù)周期TC也是1微秒。,5. 1-4 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON,3、內(nèi)部計數(shù)器的功能： （1）每來一個計數(shù)脈沖，計數(shù)器加1； （2）計到滿值時，再收到一個計數(shù)脈沖后， 計數(shù)器就溢出并發(fā) 出溢出信號。,（3）可用軟件預(yù)置初值.,5. 1-4 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON,例如：,初值：是指計數(shù)開始前計數(shù)器的值。,MOV TH0 , #0FFH ；給定時器T0送初值 MOV TL0, #9CH,即（TH0）0FFH、（TL0）9CH,有關(guān)名詞:,5. 1-4 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON,有關(guān)名詞:,即（TH0）0FFH、（TL0）0FFH （或（TH1）0FFH、(TL1)0FFH。）,滿值：當(dāng)計數(shù)器計滿16位時T0（或T1）的內(nèi)容稱為滿值。,溢出值: 計到滿值時，再收到一個計數(shù)脈沖后，計數(shù)器就溢出。 當(dāng)計數(shù)器溢出時T0（或T1）的內(nèi)容稱為溢出值。,此時（TH0）00H、（TL0）00H 、（TF0）=1,溢出值滿值10FFFFH1 =10000H = 216=65536,TF0溢出標(biāo)志位,或（TH1）00H、(TL1)00H、（TF1）=1。,5. 1-4 定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、特殊功能寄存器TMOD、TCON,實驗27 初值與定時時間的關(guān)系,CLR P3.7 SETB C MOV A,#0FEH MOV P0，A RLC A LCALL DELAY JC LOOP SETB C MOV A,#7FH MOV P0，A RRC A LCALL DELAY JC LOOP1 LJMP START,START:,LOOP:,LOOP1:,程序1,實驗27 初值與定時時間的關(guān)系,DELAY: MOV R3,#14H MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H CLR TF0 SETB TR0 LP1:JBC TF0,LP2 SJMP LP1 LP2:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H DJNZ R3,LP1 RET,；修改初值，觀察亮燈速度，定時時間與初值的關(guān)系： ；初值越 大 ，亮燈速度越 ，定時時間越 ； ；初值越 小 ，亮燈速度越 ，定時時間越 。,設(shè)置 定時初值,重置 定時初值,實驗結(jié)論,定時器計數(shù)器初始化的步驟： （1）確定工作方式、操作模式、啟動控制方式一寫入TMOD寄存器。如程序中：MOV TMOD,#01H（設(shè)定T0為16位定時器工作方式） （2）設(shè)置定時器或計數(shù)器的初值-可直接將初值送入TH0、TL0或TH1、TL1。 如程序中：MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H （3）啟動定時器工作。（TF0清零，TR0置1） 如程序中：CLR TF0、SETB TR0。（如啟動T1則用 CLR TF1、SETB TR1） （4）溢出位為1，則定時結(jié)束，同時溢出位清零。,實驗27 初值與定時時間的關(guān)系,初值的大小與溢出時所需計數(shù)脈沖個數(shù)的關(guān)系如下：,可見，初值越小，溢出時所需脈沖的個數(shù)越多。,從上表可得：脈沖個數(shù)溢出值初值216初值,計數(shù)初值=216計數(shù)次數(shù)（計數(shù)脈沖個數(shù)）（計數(shù)公式）,定時時間越長,實驗27 初值與定時時間的關(guān)系,計數(shù)器在初值基礎(chǔ)上，每接受一個定時脈沖，計數(shù)器加1， 一直加到計數(shù)器溢出，溢出則停止計數(shù)，定時時間到。,可見，初值越小，定時時間越長。,定時時間與初值的關(guān)系如表2所示：,TC=1微秒,定時時間脈沖個數(shù)計數(shù)脈沖的周期,實驗27 初值與定時時間的關(guān)系,所以 定時時間脈沖個數(shù)計數(shù)脈沖的周期,由式可得：,脈沖個數(shù)溢出值初值216初值 ,因為,（216初值）1/計數(shù)脈沖的頻率fc, ,（216初值）12/振蕩頻率fosc,初值216-定時時間 振蕩頻率fosc/ 12,計數(shù)脈沖的頻率fc = 振蕩頻率fosc12,注意：定時時間的單位用s（微秒）時，振蕩頻率的單位用MHZ（兆赫茲）,定時 公式,初值216-定時時間/1 s(前提：時鐘振蕩頻率為12MHz),216=10000H=65536D,實驗27 初值與定時時間的關(guān)系,例1：時鐘頻率為12MHZ，計算定時200s的初值。,初值216定時時間 (s) 振蕩頻率fosc(MHZ)/ 12,即（TH0）0FFH、（TL0）38H,=216-200s 12MHZ/12 =216-200 =10000H-0C8H =0FF38H,=65536-200 =65336 =0FF38H,最小定時時間為：（一個脈沖） 11us=1(us) 最長定時時間為：（65536個脈沖） 655361us=65536(us)=65.536(ms) 0.066(s),例2：在工作方式1下，計數(shù)器的計數(shù)值范圍是：165536（216），計算最小定時時間和最大定時時間。,定時時間脈沖個數(shù)計數(shù)脈沖的周期,假設(shè)晶振頻率為12MHZ,晶振頻率為12MHZ計數(shù)脈沖周期 1us 晶振頻率為6MHZ計數(shù)脈沖周期 2us,如果定時時間超出最長定時時間，可考慮如程序1中設(shè)置循環(huán)，以得到更長的定時時間。,實驗27 初值與定時時間的關(guān)系,1.時鐘頻率為12MHZ，