第五章_单片机定时器计数器.

§5-1定时/计数器§5-2定时/计数器的应用第章定时计数器SingleChipMicrocomputer本章内容MCS-51的定时器/计数器两个可编程的定时器/计数器T1、T0。2种工作模式：（1）计数器工作模式（2）定时器工作模式4种工作方式(方式0-方式3)。定时器/计数器的结构TMOD：选择定时器/计数器T0、T1的工作模式和工作方式。TCON：控制T0、T1的启动和停止计数，同时包含了T0、T1的状态。单片机复位时，两个寄存器的所有位都被清0。工作方式控制寄存器TMOD8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。（1）GATE——门控位0：以TRX（X=0,1）来启动定时器/计数器运行。1：用外中断引脚(INT0*或INT1*)上的高电平和TRX来启动定时器/计数器运行。（2）M1、M0——工作方式选择位M1M0工作方式00方式0，13位定时器/计数器。01方式1，16位定时器/计数器。10方式2，8位常数自动重新装载11方式3，仅适用于T0，T0分成两个8位计数器，T1停止计数。(3)C/T*——计数器模式和定时器模式选择位0：定时器模式。1：计数器模式。C//T=0——定时；C//T=1——对外计数。定时：fosc/12=1/（12/fosc）=1/T波形等间隔，次数已定，时间确定即对机器周期进行计数。左图定时时间为N*TN个方波T/2计数：脉冲不等间隔。每个下降沿计数一次确认一次负跳变需两个机器周期，所以，计数频率最高为fosc/24。定时器/计数器控制寄存器TCON低4位与外部中断有关，已介绍。高4位的功能如下：(1)TF1、TF0——计数溢出标志位(2)TR1、TR0——计数运行控制位1：启动定时器/计数器工作0：停止定时器/计数器工作定时器/计数器的4种工作方式方式0M1、M0为00，定时器/计数器的框图：为13位的计数器，C/T*位决定工作模式：0：开关打在上面，为定时器工作模式；1：开关打在下面，为计数器工作模式，计数脉冲为P3.4、P3.5引脚上的外部输入脉冲，当引脚上发生负跳变时，计数器加1。GATE位：决定定时器/计数器的运行取决于TRx一个条件还是TRx和INTx*引脚两个条件。（1）0：A点（见图6-2）是否计数,仅取决于TRx的状态。（2）1：B点电位由INTX*的输入电平和TRX的状态这两个条件来确定。是否计数是由TRx和INTx*二个条件来控制的。方式1M1、M0=01，16位的计数器。TLX作为常数缓冲器，当TLX计数溢出时，在置“1”溢出标志TFX的同时，还自动的将THX中的初值送至TLX，使TLX从初值开始重新计数。定时器/计数器的方式2工作过程如图6-5(X=0,1)。方式2计数满后自动装入计数初值。M1、M0=10，等效框图如下：方式3增加一个附加的8位定时器/计数器，从而具有3个定时器/计数器。只适用于定时器/计数器T0。T1不能工作在方式3，T1方式3时相当于TR1=0，停止计数（此时T1可用来作串行口波特率产生器）。1．工作方式3下的T0T0分为两个独立的8位计数器:TL0和TH0。TL0使用T0的状态控制位C/T*、GATE、TR0、，而TH0被固定为一个8位定时器（不能作外部计数模式），并使用定时器T1的状态控制位TR1和TF1，同时占用定时器T1的中断请求源TF1。各引脚与T0的逻辑关系如图所示：2．T0工作在方式3下T1的各种工作方式当T1用作串行口的波特率发生器时，T0才工作在方式3。T0处于方式3时，T1可定为方式0、方式1和方式2，用来作为串行口的波特率发生器，或不需要中断的场合。（1）T1工作在方式0（2）T1工作在方式1（3）T1工作在方式2定时器/计数器对输入信号的要求外部计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24，例如选用12MHz频率的晶体，则可输入500KHz的外部脉冲。输入信号的高、低电平至少要保持一个机器周期。如图6-10所示，图中Tcy为机器周期。编程前确定参数：（1）定时/计数器——T0、T1选择其一，（2）工作方式——C//T及GATE，（3）计数初值——加1计数、16位。计数：X=M－N；M=213=8192（模式0）M=216=65536（模式1）M=28=256（模式2、模式3）定时：X=M–N=M–t/T（t为所要求的定时时间，T为机器周期）（4）工作模式——M1、M0N00101046MX定时/计数器的应用定时器/计数器的编程和应用4种工作方式中，方式0与方式1基本相同，由于方式0是为兼容MCS-48而设，初值计算复杂，在实际应用中，一般不用方式0，而采用方式1。方式1应用例5-1假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出一个周期为2ms的方波，如图所示。方波的周期用T0来确定，让T0每隔1ms计数溢出1次(每1ms产生一次中断)，CPU响应中断后，在中断服务程序中对P1.0取反。(1)计算初值X设初值为X，则有:(216-X)×2×10-6=1×10-3216-X=500X=65036X化为16进制，即X=FE0CH=1111111000001100B。所以，T0的初值为：TH0=0FEHTL0=0CH(2)初始化程序设计对寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确设置，将计数初值送入定时器中。(3)程序设计中断服务程序除产生方波外，还要注意将计数初值重新装入定时器中，为下一次中断作准备。参考程序：ORG0000HRESET:AJMPMAIN；转主程序ORG000BH；T0的中断入口AJMPIT0P；转T0中断处理程序IT0PORG0100HMAIN:MOVSP,#60H；设堆栈指针MOVTMOD,#01H；设置T0为方式1ACALLPT0M0；调用子程序PT0M0HERE:AJMPHERE；自身跳转PT0M0:MOVTL0,#0CH；T0初始化程序，T0赋初值MOVTH0,#0FEHSETBTR0；启动T0SETBET0；允许T0中断SETBEA；CPU开中断RETITOP:MOVTL0,#0CH；T0中断服务子程序，T0重置初值MOVTH0,#0FEHCPLP1.0；P1.0的状态取反RETI查询方式的参考程序:MOVTMOD,#01H；设置T0为方式1MOVTH0,#0FEH；T0置初值MOVTL0,#0CHSETBTR0；接通T0WAIT：JBCTF0，NXSJMPWAITNX：CPLP1.0MOVTH0,#0FEH；T0置初值MOVTL0,#0CHSJMPWAIT例5-2假设系统时钟为6MHz，编写定时器T0产生1秒定时的程序。（1）T0工作方式的确定定时时间较长，采用哪一种工作方式？由各种工作方式的特性，可计算出：方式0最长可定时16.384ms;方式1最长可定时131.072ms;方式2最长可定时512s。选方式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。（2）计算计数初值因为：(216-X)×2×10-6=10-1所以：X=15536=3CB0H因此：TH0=3CH，TL0=B0H（3）10次计数的实现采用循环程序法。（4）程序设计参考程序:ORG0000HRESET：LJMPMAIN；上电，转主程序入口MAINORG000BH；T0的中断入口LJMPIT0P；转T0中断处理程序IT0PORG1000HMAIN：MOVSP,#60H；设堆栈指针MOVB,#0AH；设循环次数10次MOVTMOD,#01H；设T0工作在方式1MOVTL0,#0B0H；给T0设初值MOVTH0,#3CHSETBTR0；启动T0SETBET0；允许T0中断SETBEA；CPU开放中断HERE：SJMPHERE；等待中断ITOP：MOVTL0,#0B0H；T0中断子程序，重装初值MOVTH0,#3CH；DJNZB，LOOPCLRTR0；1s定时时间到，停止T0工作LOOP：RETI方式2的应用省去程序中重装初值的指令，并可产生相当精确的定时时间。例5-3当T0（P3.4）引脚上发生负跳变时，从P1.0引脚上输出一个周期为1ms的方波,如图所示。（系统时钟为6MHz）（1）工作方式选择T0为方式1计数，初值0FFFFH，即外部计数输入端T0（P3.4）发生一次负跳变时，T0加1且溢出，溢出标志TF0置“1”，发中断请求。在进入T0中断程序后，把F0标志置“1”，说明T0脚已接收了负跳变信号。T1定义为方式2定时。在T0脚发生一次负跳变后，启动T1每500s产生一次中断，在中断服务程序中对P1.0求反，使P1.0产生周期1ms的方波。（2）计算T1初值设T1的初值为X：则(28-X)×2×10-6=5×10-4X=28-250=6=06H（3）程序设计ORG0000HRESET:LJMPMAIN；复位入口转主程序ORG000BHLJMPIT0P；转T0中断服务程序ORG001BHLJMPIT1P；转T1中断服务程序ORG0100HMAIN:MOVSP,#60HACALLPT0M2；调用对T0，T1初始化子程序LOOP:MOVC,F0；T0产生过中断了吗，产生过中断，则F0=1JNCLOOP；T0没有产生过中断，则跳到LOOP，等待T0中断SETBTR1；启动T1SETBET1；允许T1中断HERE:AJMPHEREPT0M2:MOVTMOD,#26H；初始化，T1为方式2定时，T0为方式1计数MOVTL0,#0FFH；T0置初值MOVTH0,#0FFHSETBTR0；启动T0SETBET0；允许T0中断MOVTL1,#06H；T1置初值MOVTH1,#06HCLRF0；把T0已发生中断标志F0清0SETBEARETIT0P:CLRTR0；T0中断服务程序，停止T0计数SETBF0；建立产生中断标志RETIIT1P:CPLP1.0；T1中断服务，P1.0位取反RETI在T1定时中断服务程序IT1P中，省去了T1中断服务程序中重新装入初值06H的指令。TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0M0M1C/GATEM0M1C/GATETTTMODTCON例6-4、设fosc=6MHz，利用单片机内定时/计数器及P1.0口线输出1000个脉冲，脉冲周期为2ms，试编程。8031P1.0T12msT=12×1/fosc=2us选取T0定时；T1计数。设T0采用中断方式产生周期为2ms方波，T1对该方波计数，当输出至第1000个脉冲时，使TF1置1。在主程序中用查询方法，检测到TF1变1时，关掉T0，停止输出方波。T0、T1参数的确定：T0模式0、定时：脉宽为脉冲周期的一半所以，X=213－1ms/2us=0001111000001100BTH0=0F0H;TL0=0CHT1模式1、计数：N=1000则X=65536－1000=64536=0FC18H（若选模式0也可以，此时X=7192=1C18H）程序：ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPTOSORG1000HMAIN：MOVTMOD，#50H；T0定时，模式0；T1计数，模式1MOVTL0，#0CHMOVTH0，#0F0HMOVTL1，#18HMOVTH1，#0FCHSETBTR1SETBTR0SETBET0SETBEAWAIT：JNBTF1，WAIT；查询1000个脉冲计够没有到？CLREACLRET0ANLTCON，#0FH；停T0、T1SJMP＄TOS：MOVTL0，#0CHMOVTH0，#0F0HCPLP1.0RETIEND例6-5、脉冲参数测量——GATE功能的使用。脉冲高电平（计数）长度值存于21H、20H中，脉冲低电平长度存于23H、22H中。电路连接如下图所示。解：复习GATE的用法：GATE=0时，TRi=1，即可启动Ti定时/计数GATE=1时，TRi=1，且=1，才启动定时/计数。INTi80310INT1INTP3.2P3.31被测信号21a3T0计数T1计数ORG0000HLJMPMAINORG2000HMAIN：MOVTMOD，#99H；T0、T1均工作在定时，；模式1，GATE=1MOVA，#0