單片機(jī)計(jì)數(shù)器定時(shí)器

單片機(jī)計(jì)數(shù)器定時(shí)器第1頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖4.1定時(shí)器／計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)框圖

T0、T1的使用方法通過(guò)訪問(wèn)SFR中的TMOD、TCON、TL0、TH0、TL1、TH1實(shí)現(xiàn)。第2頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.工作方式控制寄存器——TMODTMOD的格式：字節(jié)地址為89H，不支持位尋址。

TMOD的各個(gè)位的意義：8位分為兩組，高4位控制T1，低4位控制T0。

GATE位：門控位。

GATE=1時(shí)：T0、T1是否計(jì)數(shù)受外部引腳輸入電平的控制。/INT0引腳控制T0運(yùn) 行；

/INT1引腳控制T1運(yùn)行。GATE＝0時(shí)：定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的運(yùn)行不受外部輸入引腳/INT0、/INT1的控制。

第3頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月C／*T=0:為定時(shí)器模式。內(nèi)部計(jì)數(shù)器對(duì)晶振脈沖12分頻后的脈沖計(jì)數(shù)，該脈沖的周期等于機(jī)器周期。即對(duì)機(jī)器周期進(jìn)行計(jì)數(shù)。若選擇12MHz晶振，則計(jì)數(shù)頻率為1MHz，從計(jì)數(shù)值便可求得計(jì)數(shù)的時(shí)間，所以稱為定時(shí)器模式；C／*T=1:設(shè)置為計(jì)數(shù)器模式.

計(jì)數(shù)器對(duì)外部輸入引腳T0（P3.4腳）或T1（P3.5腳）的外部脈沖（負(fù)跳變）計(jì)數(shù)，允許最高計(jì)數(shù)頻率為晶振頻率的1/24。

M1、M0位：4種工作方式選擇位。

第4頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．定時(shí)器／計(jì)數(shù)器控制寄存器TCONTCON的字節(jié)地址為88H，支持位尋址，位地址為88H～8FH，TCON的格式如下：TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0低4位與外部中斷有關(guān)，將在第六章中介紹。高4位的功能如下：

TF1：T1計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位。當(dāng)T1計(jì)數(shù)溢出時(shí)，由硬件置1，申請(qǐng)中斷。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后被硬件自動(dòng)清0。

TF0：T0計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位。當(dāng)T0計(jì)數(shù)溢出時(shí)，由硬件置1，申請(qǐng)中斷。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后被硬件自動(dòng)清0。

TR1：T1計(jì)數(shù)運(yùn)行控制位?？刂品绞浇Y(jié)合不同的工作模式討論。

TR0位：T0計(jì)數(shù)運(yùn)行控制位。控制方式結(jié)合不同的工作模式討論。

第5頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的四種工作方式

1．方式0

當(dāng)M1、MO為00時(shí)，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器被選為工作方式0，這時(shí)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的等效框圖如圖4－2所示（以定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T1為例）

第6頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月定時(shí)器／計(jì)數(shù)器工作在方式0時(shí)，為13位的計(jì)數(shù)器，由TL1的低5位和TH1的8位所構(gòu)成。TL1低5位溢出向TH1進(jìn)位，TH1計(jì)數(shù)溢出置位TCON中的溢出標(biāo)志位TF1。GATE位的狀態(tài)決定定時(shí)器／計(jì)數(shù)器運(yùn)行控制取決于TR1一個(gè)條件還是TR1和INT1引腳這兩個(gè)條件。當(dāng)GATE=0時(shí)，A點(diǎn)（見圖4－2）電位恒為1，則只要TR1被置為1，B點(diǎn)電位即為1，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器被控制為允許計(jì)數(shù)，即定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)控制僅由TR1的狀態(tài)確定（TR1=1計(jì)數(shù)，TR1=0停止計(jì)數(shù)）。當(dāng)GATE＝1時(shí)，B點(diǎn)電位由INT1輸入電平和TR1的狀態(tài)確定，當(dāng)TRX=1，且/INT1＝1時(shí)，B點(diǎn)電平才為1，才允許定時(shí)器／計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，故這種情況下計(jì)數(shù)控制由TR1和/INT1個(gè)條件控制。T0工作于方式0時(shí)的情形與T1相同。第7頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．方式1

當(dāng)M1、M0為01時(shí)，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器工作于方式1，這時(shí)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的等效電路如圖4—3所示（以定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T1為例）。

第8頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)用舉例： 利用T0工作于方式1，在P1.0、P1.1輸出兩路相位相反、頻率為50HZ、占空比為50%的方波信號(hào)。（fosc=12MHz）

求T1的初值X：（65536-X）*10-6=10-2X=55536=0D8F0H算法： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN： MOV SP，#0EFH LCALL INI_T0WAIT: JNB TF0,WAIT CLR TF0 MOV TH0,#0D8H MOV TL0,#0F0H CPL P1.0 MOV C,P1.0 CPL C MOV P1.1,C LJMP WAITINIT_T0: MOV TMOD,#01H SETB TR0 RET END第9頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．方式2

當(dāng)M1、M0為10時(shí)，定時(shí)器／計(jì)數(shù)器處于工作方式2，這時(shí)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的等效框圖如圖4－4所示（以定時(shí)器T1為例）。第10頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月定時(shí)器／計(jì)數(shù)器的方式2為自動(dòng)恢復(fù)初值的（常數(shù)重裝入）8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，TL1作為8位計(jì)數(shù)器，當(dāng)TL1計(jì)數(shù)溢出時(shí)，在置1溢出標(biāo)志TF1的同時(shí)，還自動(dòng)的將TH1中的常數(shù)送至TL1，使TL1從初值開始重新計(jì)數(shù)。這種工作方式可以省去用戶軟件中重裝常數(shù)的程序，簡(jiǎn)化定時(shí)常數(shù)的計(jì)算方法（確定計(jì)數(shù)初值），可以相當(dāng)精確的確定定時(shí)時(shí)間。

應(yīng)用舉例：利用T0工作于方式2，設(shè)計(jì)一個(gè)精確秒表，測(cè)量精度為1毫秒(晶體振蕩周期12MHz）。第11頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月硬件設(shè)計(jì)：第12頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月軟件編程：US250_BUF EQU 30HMS_BUF EQU 31H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV SP,#0CFH LCALL INIT_T0M1: JNB TF0,M1 CLR TF0 INC US250_BUF MOV A,US250_BUF CLR C SUBB A,#4 JC M1 MOV US250_BUF,#0 INC MS_BUF LJMP M1INT_T0: MOV TMOD,#0AH MOV TL0,#6 MOV TH0,#6 SETB TR0 MOV US25_BUF，#0 MOV MS_BUF,#0

RET END第13頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．方式3

當(dāng)TMOD的低2位為11時(shí)，定時(shí)器T0的工作方式被選為方式3，各引腳與TO的邏輯關(guān)系框圖如圖4—6所示。第14頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方式3只適用于定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T0，將16位的T0計(jì)數(shù)器拆成兩個(gè)8位，從而使MCS-51具有三個(gè)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器。此時(shí)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T1只能工作于方式0、方式1、方式2，但其功能較前述的功能差，通常用來(lái)作串行口波特率產(chǎn)生器。方式3對(duì)T1無(wú)效。定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T0分為兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器：TL0和TH0，TL0使用T0的狀態(tài)控制位C／*T，GATE、TR0、/INT0，而TH0被固定為一個(gè)8位定時(shí)器（不能作外部計(jì)數(shù)方式），并使用定時(shí)器T1的狀態(tài)控制位TR1和TF1，同時(shí)占用定時(shí)器T1的中斷源。一般情況下，當(dāng)定時(shí)器T1用作串行口的波特率發(fā)生器時(shí)，定時(shí)器所數(shù)器T0才工作在方式3。當(dāng)定時(shí)器T0處于工作方式3時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1可定為方式0、方式1、和方式2，作為串行口的波特率發(fā)生器，或不需要中斷的場(chǎng)合。第15頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月T0工作于方式3時(shí)，T1可選定的工作模式：

1)方式0定時(shí)器T1的控制數(shù)字中M1、MO＝00時(shí)，定時(shí)器Tl作在方式0，工作示意圖如圖4—7（a）所示。

第16頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2)方式1

當(dāng)定時(shí)器TI的控制字中MI、MO二01時(shí)，定時(shí)器TI的工作方式為方式1，工作示意圖如圖4—7（b）所示。

第17頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）方式2

當(dāng)定時(shí)器T1的控制字段中M1、M0＝10時(shí)，定時(shí)器T1的工作方式為方式2，工作示意圖如圖47（c）所示。

第18頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.3應(yīng)用中的注意問(wèn)題

1.做計(jì)數(shù)器使用時(shí)對(duì)計(jì)數(shù)脈沖的要求

(1)對(duì)頻率的要求脈沖周期大于2個(gè)機(jī)器周期，脈沖頻率F<=FOCS*1/24脈沖高、低電平寬度>=1個(gè)機(jī)器周期。

第19頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月說(shuō)明：當(dāng)定時(shí)器／計(jì)數(shù)器用作計(jì)數(shù)器時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自響應(yīng)的外部輸入引腳T0或T1。當(dāng)輸入信號(hào)由1至0的跳變（即下跳變）時(shí)，計(jì)數(shù)器的值增1。每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間，對(duì)外部輸入進(jìn)行采樣。如在第一個(gè)周期中采得的值為1，而在下一個(gè)周期中采得為0，則在緊跟著的再下一個(gè)周期S3P1的期間，計(jì)數(shù)器加1。由于確認(rèn)一次下跳變要花兩個(gè)機(jī)器周期，即24個(gè)振蕩周期，因此外部輸入的計(jì)數(shù)脈沖的最高頻率為振蕩器頻率的1／24，例如選用12MHz頻率的晶體，允許輸入的脈沖頻率為500KH。對(duì)于外部輸入信號(hào)的占空比并沒(méi)有什么限制，但為了確保某一給定的電平在變化之前能被采樣一次，則這一電平至少要保持一個(gè)機(jī)器周期。故對(duì)輸入信號(hào)的基本要求如圖4—8所示，圖中Tcy為機(jī)器周期。（2）對(duì)波形的要求滿足TTL電平要求。 第20頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.運(yùn)行中讀計(jì)數(shù)值

應(yīng)當(dāng)通過(guò)軟件防止出現(xiàn)在讀數(shù)過(guò)程中，出現(xiàn)低8位向高8位進(jìn)位問(wèn)題。

（3）隔離的要求

提高系統(tǒng)的抗干擾的能力。RE_READ: MOV A，TH1 MOV B，TL1 CJNE A，TH1，RE_READ RET第21頁(yè)，課件共22頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

第4章計(jì)數(shù)器/定時(shí)器習(xí)題