《8051单片机原理及应用》 课件 郭玲 第5--10章 定时器系统---传感器模块开发技术.pptx

第五章定时器系统网络空间安全学院网络安全基础技术应用5.1.定时器工作原理5.2.定时器配置5.3.PWM定时器目录CONTENT5.1.1.定时器内部结构定时器通过记录单位时间发生的次数完成定时、延时等功能，所以定时器的核心是一个计数寄存器组，记录脉冲发生的次数。以定时器0为例，定时器0自动重装载内部结构及工作原理如图5.1-1所示。图5.1-1定时器0自动重装载内部结构图SYSclk在第二章图2.3-2已经说明。定时器内部结构的核心是计数寄存器TH0、TL0。在这两个寄存器前面，有两个选择开关，分别受到AUXR.7、C/T控制；在这两个计数寄存器下面，有2个重装寄存器RL_TH0、RL_TL0，是TH0和TL0的预装值。定时器的工作过程说明如下。5.1.1.定时器内部结构（1）TH0、TL0：定时器0的计数寄存器，从初值开始往上计数，是向上计数器。当定时器工作在16位模式时，TH0和TL0组合成为一个16位寄存器，TL0是低字节，TH0是高字节；如果定时器工作在8位模式，TL0和TH0是两个独立的8位寄存器。（2）当TR0=1，TH0、TL0开始对输入振荡器信号计数，计满后让TF0=1，向CPU发出中断请求。（3）TH0、TL0溢出后，一方面TF0置1，发出中断请求；另一方面自动重新载入RL_TH0、RL_TL0的值，开始新一轮的计数。（4）RL_TH0、RL_TL0是TH0和TL0的影子寄存器，当用户第一次给TH0、TL0赋值的时候，这个初值就被写入到RL_TH0、RL_TL0，一旦TH0、TL0计满溢出不仅置位TF0，而且会自动将影子寄存器的内容重新载入到TH0、TL0。5.1.1.定时器内部结构（5）定时器可以由软件启动，也可以由硬件启动。当GATE=0时无需外部条件只要TR0=1就可以让定时器计时；当GATE=1时需要INT0管脚为1，此时TR0=1才有效。（6）当C/T=0时，多路开关连接到系统内部系统时钟，是定时器的方式。定时器对内部系统时钟SYSclk周期计数，AUXR.7决定了SYSclk是否分频，如果AUXR.7=0，那么12个SYSclk定时器才计数一次，如果AUXR.7=1，那么1个SYSclk计数一次。（7）当C/T=1时，多路开关连接到芯片外部的T0管脚，是计数器的方式，不计算时间，只记录脉冲发生次数，当计数达到规定的值就溢出，发出中断请求。（8）当T0CLKO=1时，定时器0在P3.5管脚输出脉冲波形，为外围电路提供时钟信号源。5.1.2.定时器的工作模式不同的单片机型号提供的定时器数量是不一样的。传统8051单片机只有定时器0和1，且只有定时器1可做串口通信的波特率发生器。现代单片机定时器数量大大增加，STC8、STC32系列内置5个16位定时器。定时器的核心是计数寄存器，计数寄存器到底怎么工作，决定了定时器的工作模式。按照计数寄存器的位数，分为8位定时器、16位定时器；按照计数器初值是否能自动重装，分为自动重装载和不可重装两种。表5.1-1列出了STC单片机各定时器的工作模式。从列表5.1-1可知，定时器0和定时器1有四种工作模式，定时器2~4只有一种工作模式。下面分别介绍这四种工作模式。定时器x（Tx）定时器0（T0）定时器1（T1）定时器2~4（T2、T3、T4）模式016位自动重装载16位自动重装载模式模式116位不可重装模式28位自动重装模式3不可屏蔽中断的16位自动装载无效表5.1-1STC系列单片机定时器的工作模式5.1.2.定时器的工作模式1.模式0——16位自动重装：图5.1-2是定时器0的16位自动重装内部结构图，定时器的两个计数器THx、TLx都参与计数，当计数溢出后，单片机自动把影子寄存器的初始值赋值给它们，重新从初值开始计数。图5.1-2定时器的16位自动重装载模式5.1.2.定时器的工作模式2.模式1——16位不可重装：图5.1-3是定时器0的16位不可重装结构图，定时器的两个计数器THx、TLx都参与计数，当计数溢出后，THx和TLx向高位进位产生TF0信号，自身清零。因为没有自动重装初值，所以TH0、TL0从0开始重新计数，为了与上次定时时间一致，程序要对THx、TLx再次赋值。16位不可重装的工作过程如图5.1-3所示。图5.1-3定时器0的16位不可重装载模式5.1.2.定时器的工作模式3.模式2——8位自动重装：图5.1-4是定时器0的8位自动重装结构图，定时器只有TLx参与计数，当TLx计数溢出后，单片机自动把THx中的值装进TLx，从初值开始加1计数。图5.1-4定时器0的8位自动重装载模式4.模式3——不可屏蔽中断的16位自动装载：内部结构同模式0的图5.1-2完全一致，但是该模式中断处理特殊，只要中断开启，中断请求