第5章 定时、计数器.ppt

第5章 定时器/计数器 5.1.1 定时器/计数器的结构 8051单片机内部设有两个16位可编程定时器/计数器，简称为定时器0(T0)和定时器1(T1)。 16位的定时器/计数器分别由两个8位寄存器组成，即：T0由TH0和TL0构成，T1由TH1和TL1构成。每个寄存器均可单独访问，这些寄存器是用于存放定时初值或计数初值的。 有一个8位的定时器方式寄存器TMOD和一个8位的定时器控制寄存器TCON。这些寄存器之间是通过内部总线和控制逻辑电路连接起来的，定时器/计数器的工作方式、定时时间和启停控制通过由指令来确定这些寄存器的状态来实现。TMOD主要用于设定定时器的工作方式，TCON主要用于控制定时器的启动与停止，并保存T0、T1的溢出和中断标志。 5.1.1 定时器/计数器的结构 定时器/计数器结构框图 5.1.2 定时器/计数器的原理 16位的定时器/计数器实质上是一个加l计数器，可实现定时和计数两种功能，其功能由软件控制和切换。定时器属硬件定时和计数，是单片机中效率高而且工作灵活的部件。 在定时器/计数器开始工作之前，CPU必须将一些命令(称为控制字)写入定时器/计数器。将控制字写入定时器/计数器的过程叫定时器/计数器的初始化。 在初始化程序中，要将工作方式控制字写入定时器方式寄存器(TMOD)，工作状态控制字(或相关位)写入定时器控制寄存器(TCON)，赋定时/计数初值给TH0(TH1)和TL0(TL1)。 5.1.2 定时器/计数器的原理 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。 5.1.2 定时器/计数器的原理 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。 5.1.3 定时器/计数器的功能 定时器/计数器具有定时和计数两种功能，应用范围如下。 1. 定时与延时控制方面 可产生定时中断信号，以设计出各种不同频率的信号源；产生定时扫描信号，对键盘进行扫描以获得控制信号，对显示器进行扫描以不间断地显示数据。 2. 测量外部脉冲方面 对外部脉冲信号进行计数可测量脉冲信号的宽度、周期，也可实现自动计数。 3. 监控系统工作方面 对系统进行定时扫描，当系统工作异常时，使系统自动复位，重新启动以恢复正常工作。 5.2 定时器/计数器的控制 5.2.1 定时器方式寄存器TMOD 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： 各位的功能说明： (1) GATE：门控位。 GATE=0：软件启动定时器，即用指令使TCON中的TR1(TR0)置1即可启动定时器1(定时器0)。 GATE=1：软件和硬件共同启动定时器，即用指令使TCON中的TR1(TR0)置1时，只有外部中断INT0(INT1)引脚输入高电平时才能启动定时器1(定时器0)。 5.2.1 定时器方式寄存器TMOD (2) C/T：功能选择位。 C/T=0时，以定时器方式工作。 C/T=1时，以计数器方式工作。 (3) M1、M0：方式选择位。 定时器工作方式选择位定义 5.2.2 定时器控制寄存器TCON 定时器控制寄存器TCON的作用是控制定时器的启动与停止，并保存T0、T1的溢出和中断标志。 TCON的格式: 各位的功能说明： (1) TF1(TCON.7)：定时器1溢出标志位。当定时器1计满溢出时，由硬件自动使TF1置1，并申请中断。对该标志位有两种处理方法，一种是以中断方式工作，即T