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AT89S51单片机的定时器及计数器
第6章 AT89S51单片机的 定时器/计数器;内容概要
工业检测与控制,许多场合都要用到计数或定时功能。例如,对外部脉冲进行计数,产生精确的定时时间等。AT89S51片内有两个可编程的定时器/计数器T1、T0,可满足需要。
本章介绍定时器/计数器的结构与功能,2种工作模式和4种工作方式,以及相关的2个特殊功能寄存器TMOD和TCON各位的定义及其编程,最后介绍定时器/计数器的编程及应用实例。;实现定时一般有三种方法:
? 1、利用软件实现(延时程序);
优点:简单,控制方便;缺点:CPU效率低。
? 2、硬件实现,专门设计一个单稳态定时器:
优点:CPU效率高;缺点:修改参数麻烦。
3、利用计数器实现;AT89S51内部设有两个16位的定时器/计数器,可用软件控制。
定时器:对机器周期计数, 每过一个机器周期,计数器内容加1 ;
计数器:对外来脉冲进行计数,T0、T1引脚上从高电平到低电平跳变时,计数器内容加1。
;6.1 定时器/计数器的结构
定时器/计数器结构如图6-1所示,定时器/计数器T0由特殊功能寄存器TH0、TL0构成,定时器/计数器T1由特殊功能寄存器TH1、TL1构成。
;具有定时器和计数器2种工作模式,4种工作方式(方式0、方式1、方式2和方式3)。属于增计数器。
TMOD用于选择定时器/计数器T0、T1的工作模式和工作方式。
TCON用于控制T0、T1的启动和停止计数,同时包含了T0、T1的状态。
T0、T1不论是工作在定时器模式还是计数器模式,都是对脉冲信号进行计数,只是计数信号的来源不同。
计数器模式是对加在T0(P3.4)和T1(P3.5)两个引脚上的外部脉冲进行计数(见图6-1)。
定时器工作模式是对单片机的时钟振荡器信号经片内;12分频后的内部脉冲信号计数。由于时钟频率是定值,所以可根据计数值可计算出定时时间。
计数器的起始计数都是从计数器初值开始的。单片机复位时计数器的初值为0,也可用指令给计数器装入一个新的初值。AT89S51的定时器/计数器属于增1计数器。
;二、定时器/计数器的工作原理 ; 1、定时器/计数器的定时功能:
计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生,即每过一个机器周期,计数器加1,直至计满溢出。
定时器的定时时间与系统的时钟频率有关。因一个机器周期等于12个时钟周期,所以计数频率应为系统时钟频率的十二分之一。如果晶振频率为12MHz,则机器周期为1?s。通过改变定时器的定时初值,并适当选择定时器的长度(8位、13位或16位),可以调整定时时间。
2、定时器/计数器的计数功能:
通过外部计数输入引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)对外部信号计数,外部脉冲的下降沿将触发计数。计数器在每个机器周期的S5P2期间采样引脚输入电平,若一个机器周期S5P2期间采样值为1,下一个机器周期S5P2期间采样值为0,则计数器加1,再下一个机器周期S3P1期间,新的计数值装入计数器。; 因检测一个由1至0的跳变需要两个机器周期,故外部信号的最高计数频率为时钟频率的二十四分之一。如果晶振频率为12MHz,则最高计数频率为0.5MHz。虽然对外部输入信号的占空比无特殊要求,但为了确保给定电平在变化前至少被采样一次,外部计数脉冲的高电平与低电平保持时间均需在一个机器周期以上。 ; 各位的功能说明:
TF1(TCON.7, 8FH位)----T1溢出标志位。
TF0(TCON.5, 8DH位)----T0溢出标志位。
TR1(TCON.6, 8EH位)----T1运行控制位。
0:关闭T1;1:启动T1运行。
TR0(TCON.4, 8CH位)----T0运行控制位。
0:关闭T0;1:启动T0运行。; 定时器方式寄存器TMOD的作用是设置T0、T1的工作方式。
TMOD的格式:;M1 M0;二、 定时器工作方式:;16位定时/计数器。
THx8位和TLx8位组成16位加1计数器。;3、方式2(M1M0=10):;4、方式3(M1M0=11):;
; 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2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。
当T1作串行口波特率发生器时,T0才设置为方式3。
;6.4 定时器/计数器的编程和应用
AT89S51的定时/计数器是可编程的,因此,在进行定时或计数之前也要用对其进行初始化。初始化一般应包括以下几个步骤:
1、对TMOD寄存器赋值,以确定定时器的工作方式。
2.
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