51单片机课件定时器.ppt

1 80C51 的定时/计数器实现定时功能, 比较方便的办法是利用单片机内部的定时/计数器。也可以采用下面三种方法: ?软件定时:软件定时不占用硬件资源,但占用了 CPU 时间,降低了 CPU 的利用率。?采用时基电路定时:例如采用 555 电路,外接必要的元器件(电阻和电容),即可构成硬件定时电路。但在硬件连接好以后,定时值与定时范围不能由软件进行控制和修改,即不可编程。?采用可编程芯片定时:这种定时芯片的定时值及定时范围很容易用软件来确定和修改,此种芯片定时功能强,使用灵活。在单片机的定时/计数器不够用时,可以考虑进行扩展。 2 定时/计数器的结构和工作原理一、定时/计数器的结构定时/计数器的实质是加 1计数器( 16 位),由高 8位和低 8 位两个寄存器组成。 TMOD 是定时/计数器的工作方式寄存器,确定工作方式和功能; TCON 是控制寄存器,控制 T0 、 T1 的启动和停止及设置溢出标志。3 二、定时/计数器的工作原理加1计数器输入的计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经 12 分频后送来;一个是 T0 或 T1 引脚输入的外部脉冲源。每来一个脉冲计数器加 1,当加到计数器为全 1时,再输入一个脉冲就使计数器回零,且计数器的溢出使 TCON 中 TF0 或 TF1 置1,向 CPU 发出中断请求(定时/计数器中断允许时)。如果定时/计数器工作于定时模式,则表示定时时间已到;如果工作于计数模式,则表示计数值已满。可见,由溢出时计数器的值减去计数初值才是加 1计数器的计数值。 4 ?设置为定时器模式时,加 1计数器是对内部机器周期计数( 1个机器周期等于 12 个振荡周期,即计数频率为晶振频率的 1/12 )。计数值 N 乘以机器周期 Tcy 就是定时时间 t 。?设置为计数器模式时,外部事件计数脉冲由 T0 或 T1 引脚输入到计数器。在每个机器周期的 S5P2 期间采样 T0 、 T1 引脚电平。当某周期采样到一高电平输入, 而下一周期又采样到一低电平时,则计数器加 1,更新的计数值在下一个机器周期的 S3P1 期间装入计数器。由于检测一个从 1到0的下降沿需要 2个机器周期,因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为 12MHz 时,最高计数频率不超过 1/2MHz ,即计数脉冲的周期要大于 2 ?s 。 5 定时/计数器的控制 80C51 单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。 TMOD 用于设置其工作方式; TCON 用于控制其启动和中断申请。一、工作方式寄存器 TMOD 工作方式寄存器 TMOD 用于设置定时/计数器的工作方式,低四位用于 T0 ,高四位用于 T1 。其格式如下: 6 GATE :门控位。 GATE =0时,只要用软件使 TCON 中的 TR0 或 TR1 为1,就可以启动定时/计数器工作; GATA =1 时,要用软件使 TR0 或 TR1 为1,同时外部中断引脚或也为高电平时,才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动条件,加上了或引脚为高电平这一条件。:定时/计数模式选择位。=0为定时模式; =1 为计数模式。 M1M0 :工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式,由 M1M0 进行设置。 C/ T C/ T C/T 7 二、控制寄存器 TCON TCON 的低 4位用于控制外部中断,已在前面介绍。 TCON 的高 4位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下: ? TF1 ( ): T1 溢出中断请求标志位。 T1 计数溢出时由硬件自动置 TF1 为1。 CPU 响应中断后 TF1 由硬件自动清 0。 T1 工作时, CPU 可随时查询 TF1 的状态。所以, TF1 可用作查询测试的标志。 TF1 也可以用软件置 1或清 0,同硬件置 1或清 0的效果一样。? TR1 ( ): T1 运行控制位。 TR1 置1时, T1 开始工作; TR1 置 0时, T1 停止工作。 TR1 由软件置 1或清 0。所以,用软件可控制定时/计数器的启动与停止。? TF0 ( ): T0 溢出中断请求标志位,其功能与 TF1 类同。? TR0 ( ): T0 运行控制位,其功能与 TR1 类同。 8 定时/计数器的工作方式一、方式 0 方式 0为 13 位计数,由 TL0 的低 5位(高 3位未用)和 TH0 的8位组成。 TL0 的低 5位溢出时向 TH0 进位, TH0 溢出时, 置位 TCON 中的 TF0 标志,向 CPU 发出中断请求。 9 定时器模式时有:N = t/ Tcy 计数初值计算的公式为: 定时器的初值还