第6課--定時(shí)器.ppt

5 380C51的定時(shí) 計(jì)數(shù)器 實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能 比較方便的辦法是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí) 計(jì)數(shù)器 也可以采用下面三種方法 軟件定時(shí) 軟件定時(shí)不占用硬件資源 但占用了CPU時(shí)間 降低了CPU的利用率 采用時(shí)基電路定時(shí) 例如采用555電路 外接必要的元器件 電阻和電容 即可構(gòu)成硬件定時(shí)電路 但在硬件連接好以后 定時(shí)值與定時(shí)范圍不能由軟件進(jìn)行控制和修改 即不可編程 采用可編程芯片定時(shí) 這種定時(shí)芯片的定時(shí)值及定時(shí)范圍很容易用軟件來確定和修改 此種芯片定時(shí)功能強(qiáng) 使用靈活 在單片機(jī)的定時(shí) 計(jì)數(shù)器不夠用時(shí) 可以考慮進(jìn)行擴(kuò)展 5 3 1定時(shí) 計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理 一 定時(shí) 計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)定時(shí) 計(jì)數(shù)器的實(shí)質(zhì)是加1計(jì)數(shù)器 16位 由高8位和低8位兩個(gè)寄存器組成 TMOD是定時(shí) 計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器 確定工作方式和功能 TCON是控制寄存器 控制T0 T1的啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志 二 定時(shí) 計(jì)數(shù)器的工作原理 加1計(jì)數(shù)器輸入的計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來源 一個(gè)是由系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來 一個(gè)是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源 每來一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加1 當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全1時(shí) 再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零 且計(jì)數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1 向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求 定時(shí) 計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí) 如果定時(shí) 計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)模式 則表示定時(shí)時(shí)間已到 如果工作于計(jì)數(shù)模式 則表示計(jì)數(shù)值已滿 可見 由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值 設(shè)置為定時(shí)器模式時(shí) 加1計(jì)數(shù)器是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù) 1個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期 即計(jì)數(shù)頻率為晶振頻率的1 12 計(jì)數(shù)值N乘以機(jī)器周期Tcy就是定時(shí)時(shí)間t 設(shè)置為計(jì)數(shù)器模式時(shí) 外部事件計(jì)數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計(jì)數(shù)器 在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣T0 T1引腳電平 當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入 而下一周期又采樣到一低電平時(shí) 則計(jì)數(shù)器加1 更新的計(jì)數(shù)值在下一個(gè)機(jī)器周期的S3P1期間裝入計(jì)數(shù)器 由于檢測(cè)一個(gè)從1到0的下降沿需要2個(gè)機(jī)器周期 因此要求被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)器周期 當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí) 最高計(jì)數(shù)頻率不超過1 2MHz 即計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于2 s 5 3 2定時(shí) 計(jì)數(shù)器的控制 80C51單片機(jī)定時(shí) 計(jì)數(shù)器的工作由兩個(gè)特殊功能寄存器控制 TMOD用于設(shè)置其工作方式 TCON用于控制其啟動(dòng)和中斷申請(qǐng) 一 工作方式寄存器TMOD工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時(shí) 計(jì)數(shù)器的工作方式 低四位用于T0 高四位用于T1 其格式如下 GATE 門控位 GATE 0時(shí) 只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1 就可以啟動(dòng)定時(shí) 計(jì)數(shù)器工作 GATA 1時(shí) 要用軟件使TR0或TR1為1 同時(shí)外部中斷引腳或也為高電平時(shí) 才能啟動(dòng)定時(shí) 計(jì)數(shù)器工作 即此時(shí)定時(shí)器的啟動(dòng)條件 加上了或引腳為高電平這一條件 定時(shí) 計(jì)數(shù)模式選擇位 0為定時(shí)模式 1為計(jì)數(shù)模式 M1M0 工作方式設(shè)置位 定時(shí) 計(jì)數(shù)器有四種工作方式 由M1M0進(jìn)行設(shè)置 二 控制寄存器TCONTCON的低4位用于控制外部中斷 已在前面介紹 TCON的高4位用于控制定時(shí) 計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng) 其格式如下 TF1 TCON 7 T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位 T1計(jì)數(shù)溢出時(shí)由硬件自動(dòng)置TF1為1 CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動(dòng)清0 T1工作時(shí) CPU可隨時(shí)查詢TF1的狀態(tài) 所以 TF1可用作查詢測(cè)試的標(biāo)志 TF1也可以用軟件置1或清0 同硬件置1或清0的效果一樣 TR1 TCON 6 T1運(yùn)行控制位 TR1置1時(shí) T1開始工作 TR1置0時(shí) T1停止工作 TR1由軟件置1或清0 所以 用軟件可控制定時(shí) 計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止 TF0 TCON 5 T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位 其功能與TF1類同 TR0 TCON 4 T0運(yùn)行控制位 其功能與TR1類同 5 3 3定時(shí) 計(jì)數(shù)器的工作方式一 方式0方式0為13位計(jì)數(shù) 由TL0的低5位 高3位未用 和TH0的8位組成 TL0的低5位溢出時(shí)向TH0進(jìn)位 TH0溢出時(shí) 置位TCON中的TF0標(biāo)志 向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求 定時(shí)器模式時(shí)有 N t Tcy計(jì)數(shù)初值計(jì)算的公式為 定時(shí)器的初值還可以采用計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)直接取補(bǔ)法獲得 計(jì)數(shù)模式時(shí) 計(jì)數(shù)脈沖是T0引腳上的外部脈沖 門控位GATE具有特殊的作用 當(dāng)GATE 0時(shí) 經(jīng)反相后使或門輸出為1 此時(shí)僅由TR0控制與門的開啟 與門輸出1時(shí) 控制開關(guān)接通 計(jì)數(shù)開始 當(dāng)GATE 1時(shí) 由外中斷引腳信號(hào)控制或門的輸出 此時(shí)控制與門的開啟由外中斷引腳信號(hào)和TR0共同控制 當(dāng)TR0 1時(shí) 外中斷引腳信號(hào)引腳的高電平啟動(dòng)計(jì)數(shù) 外中斷引腳信號(hào)引腳的低電平停止計(jì)數(shù) 這種方式常用來測(cè)量外中斷引腳上正脈沖的寬度 二 方式1方式1的計(jì)數(shù)位數(shù)是16位 由TL0作為低8位 TH0作為高8位 組成了16位加1計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為 三 方式2方式2為自動(dòng)重裝初值的8位計(jì)數(shù)方式 工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號(hào)發(fā)生器 計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為 四 方式3方式3只適用于定時(shí) 計(jì)數(shù)器T0 定時(shí)器T1處于方式3時(shí)相當(dāng)于TR1 0 停止計(jì)數(shù) 工作方式3將T0分成為兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器TL0和TH0 5 3 4定時(shí) 計(jì)數(shù)器用于外部中斷擴(kuò)展擴(kuò)展方法是 將定時(shí) 計(jì)數(shù)器設(shè)置為計(jì)數(shù)器方式 計(jì)數(shù)初值設(shè)定為滿程 將待擴(kuò)展的外部中斷源接到定時(shí) 計(jì)數(shù)器的外部計(jì)數(shù)引腳 從該引腳輸入一個(gè)下降沿信號(hào) 計(jì)數(shù)器加1后便產(chǎn)生定時(shí) 計(jì)數(shù)器溢出中斷 例如 利用T0擴(kuò)展一個(gè)外部中斷源 將T0設(shè)置為計(jì)數(shù)器方式 按方式2工作 TH0 TL0的初值均為0FFH T0允許中斷 CPU開放中斷 其初始化程序如下 MOVTMOD 06H 置T0為計(jì)數(shù)器方式2MOVTL0 0FFH 置計(jì)數(shù)初值MOVTH0 0FFHSETBTR0 啟動(dòng)T0工作SETBEA CPU開中斷SETBET0 允許T0中斷 5 3 5定時(shí) 計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例初始化程序應(yīng)完成如下工作 對(duì)TMOD賦值 以確定T0和T1的工作方式 計(jì)算初值 并將其寫入TH0 TL0或TH1 TL1 中斷方式時(shí) 則對(duì)IE賦值 開放中斷 使TR0或TR1置位 啟動(dòng)定時(shí) 計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù) 例利用定時(shí) 計(jì)數(shù)器T0的方式1 產(chǎn)生10ms的定時(shí) 并使P1 0引腳上輸出周期為20ms的方波 采用中斷方式 設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz 解 1 計(jì)算計(jì)數(shù)初值X 由于晶振為12MHz 所以機(jī)器周期Tcy為1 s 所以 N t Tcy 10 10 3 1 10 6 10000X 65536 10000 55536 D8F0H即應(yīng)將D8H送入TH0中 F0H送入TL0中2 求T0的方式控制字TMOD M1M0 01 GATE 0 C T 0 可取方式控制字為01H ORG0000HLJMPMAIN 跳轉(zhuǎn)到主程序ORG000BH T0的中斷入口地址LJMPDVT0 轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序ORG0100HMAIN MOVTMOD 01H 置T0工作于方式1MOVTH0 0D8H 裝入計(jì)數(shù)初值MOVTL0 0F0HSETBET0 T0開中斷SETBEA CPU開中斷SETBTR0 啟動(dòng)T0SJMP 等待中斷DVT0 CPLP1 0 P1 0取反輸出MOVTH0 0D8H 重新裝入計(jì)數(shù)值MOVTL0 0F0HRETI 中斷返回END 思考題及習(xí)題1 80C51有幾個(gè)中斷源 各中斷標(biāo)志是如何產(chǎn)生的 又是如何復(fù)位的 CPU響應(yīng)各中斷時(shí) 其中斷入口地址是多少 2 某系統(tǒng)有三個(gè)外部中斷源1 2 3 當(dāng)某一中斷源變低電平時(shí)便要求CPU處理 它們的優(yōu)先處理次序由高到低為3 2 1 處理程序的入口地址分別為2000H 2100H 2200H 試編寫主程序及中斷服務(wù)程序 轉(zhuǎn)至相應(yīng)的入口即可 3 外部中斷源有電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)兩種觸發(fā)方式 這兩種觸發(fā)方式所產(chǎn)生的中斷過程有何不同 怎樣設(shè)定 4 定時(shí) 計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)和計(jì)數(shù)方式時(shí)有何異同點(diǎn) 5 定時(shí) 計(jì)數(shù)器的4種工作方式各有何特點(diǎn) 6 要求定時(shí) 計(jì)數(shù)器的運(yùn)行控制完全由TR1 TR0確定和完全由 高低電平控制時(shí) 其初始化編程應(yīng)作何處理 7 當(dāng)定時(shí) 計(jì)數(shù)器T0用作方式3時(shí) 定時(shí) 計(jì)數(shù)器T1可以工作在何種方式下 如何控制T1的開啟和關(guān)閉 8 利用定時(shí) 計(jì)數(shù)器T0從P1 0輸出周期為1s 脈寬為20ms的正脈沖信號(hào) 晶振頻率為12MHz 試設(shè)計(jì)程序 9 要求從P1 1引腳輸出1000Hz方波 晶振頻率為12MHz 試設(shè)計(jì)程序 10 試用定時(shí) 計(jì)數(shù)器T1對(duì)外部事件計(jì)數(shù) 要求每計(jì)數(shù)100 就將T1改成定時(shí)方式 控制P1 7輸出一