MCS-51单片机内部定时器_计数器及其应用.ppt

第6章 MCS-51单片机内部定时器/计数器及其应用 6.1定时器的结构及工作原理 6.2定时器的控制 6.3 定时器的工作模式及其应用. 第6章 MCS-51单片机内部定时器/计数器及其应用 在单片机应用和控制系统中，经常需要对某个控制参数和控制对象定时进行控制。这种定时一般可采用两种方法。一是利用延时程序来实现，但这样会降低CPU的工作效率；另外一种方法就是通过一个可编程的实时时钟或可编程的时钟接口芯片来实现。这种方法可以使CPU与时钟并行工作，并且不会影响CPU的效率。除了定时外，还有一些控制是按对某种事件的计数结果来进行的，因此，单片机内部均设有可编程的定时器/计数器。 MCS-51系列单片机内有两个16位定时/计数器，即定时器0（T0）和定时器1（T1）它们都具有定时和事件计数的功能，可用于定时控制延时，对外部事件计数和检测等场合。本章主要介绍MCS-51单片机的定时器/计数器的内部结构、工作原理及工作方式，最后通过具体的实例介绍定时器/计数器的应用。 6.1定时器的结构及工作原理 8051单片机内部定时器T0，T1的结构与CPU的关系如图6.1所示。16位定时器T0由8位特殊功能寄存器TH0和TL 0构成，16位定时器T1由8位特殊功能寄存器TH1和TL1构成。定时器方式寄存器TMOD用于设置定时器的工作方式，定时器控制寄存器TCON用于启动和停止定时器的计数，并控制定时器的状态。T0和T1实际上都是16位加1计数器，可由编程来设置它工作状态。 6.1定时器的结构及工作原理 当T0或T1设置为定时工作方式时，定时器对8051片内振荡器输出经12分频后的脉冲进行计数，即每个机器周期使T0或T1的数值加1直到计满溢出，当8051采用12MHz晶振时，一个机器周期为1μs，计数频率为1MHz。 当T0或T1设置为计数工作方式时，计数器对来自输入引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）的外部信号计数。在每一个机器周期的S5P2周期采样引脚输入电平，若前一个机器周期采样值为1， 后一个机器周期采样值为0，则计数器加1。新的计数值是在检测到输入引脚发生1到0的负跳变后，于下一个机器周期的S3P1期间装入计数器中，由于它需要两个机器周期(24个时钟周期)来识别一个1到0跳变，所以计数频率最高为fosc的1/24。计数器对外部脉冲信号的占空比没有特别的要求，但必须保证输入的高电平和低电平信号至少应维持一个完整的机器周期。 6.2定时器的控制 8051单片机的定时器/计数器主要由T0，T1和方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON等组成。可以通过软件对这些寄存器进行设置来实现不同的控制目的。其中，TH0和TL0用来存放定时器T0的计数初值，TH1和TL1用来存放定时器T1的计数初值，TMOD用来控制定时器的工作方式，TCON用作中断溢出标志并控制定时器的启、停。 6.2.1 工作模式寄存器 TMOD TMOD用于控制T0和T1的工作模式,其各位的定义格式如图6.2所示。 6.2.1 工作模式寄存器 TMOD 其中，低4位用于T0，高4位用于T1。它们的含义是完全相同的。以下介绍各位的功能： M1和M0：操作模式控制位。两位可形成四种编程，对应于四种操作模式，见表6.1 6.2定时器的控制 C/T：功能选择位。C/T=0为选择定时方式。在定时方式中，以振荡输出时钟脉冲的12分频信号作为计数信号，也就是每一个机器周期定时器加“1”， 若晶振为12MHz，则定时器的计数频率位1MHz； 当C/T=1时，为计数功能，采用外部引脚T0(P3.4)，T1(P3.5)的输入脉冲作为计数脉冲, 当外部输入脉冲发生1到0的负跳变时， 计数器加1，最高计数频率为时钟频率的1/24。 GATE：门控位。GATE=0，允许软件控制位TR0或TR1启动定时器；GATE=1，允许外中断引脚INT0(或INT1)为高电电平，且由软件使TR0(或TR1)置1时，才能启动定时器工作。TMOD不能位寻址，只能用字节指令设置定时器工作方式。复位时，TMOD所有位均为零。 6.2.2 控制寄存器TCON 控制寄存器TCON的高4位存放定时器运行的控制位和溢出标志位，低4位存放外部中断和的中断标志和中断触发方式控制。控制寄存器TCON各位定义及格式如图6.3所示。 TF1：T1的溢出标志位。当T1溢出时，由硬件自动使中断触发器TF1置1，并向CPU申请中断， 当CPU响应中断进入中断服务程序后，TF1又被硬件自动清零，TF1也可以由软件清零。 TF0：T0溢出标志位. 其功能和操作与TF1相同. TR1：定时器T1运行控制位.可通过软件置1或清0来启动或关闭T