第6課--定時器.ppt

5 380C51的定時 計數(shù)器 實現(xiàn)定時功能 比較方便的辦法是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時 計數(shù)器 也可以采用下面三種方法 軟件定時 軟件定時不占用硬件資源 但占用了CPU時間 降低了CPU的利用率 采用時基電路定時 例如采用555電路 外接必要的元器件 電阻和電容 即可構(gòu)成硬件定時電路 但在硬件連接好以后 定時值與定時范圍不能由軟件進(jìn)行控制和修改 即不可編程 采用可編程芯片定時 這種定時芯片的定時值及定時范圍很容易用軟件來確定和修改 此種芯片定時功能強(qiáng) 使用靈活 在單片機(jī)的定時 計數(shù)器不夠用時 可以考慮進(jìn)行擴(kuò)展 5 3 1定時 計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理 一 定時 計數(shù)器的結(jié)構(gòu)定時 計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器 16位 由高8位和低8位兩個寄存器組成 TMOD是定時 計數(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的啟動和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志 二 定時 計數(shù)器的工作原理 加1計數(shù)器輸入的計數(shù)脈沖有兩個來源 一個是由系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來 一個是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源 每來一個脈沖計數(shù)器加1 當(dāng)加到計數(shù)器為全1時 再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零 且計數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1 向CPU發(fā)出中斷請求 定時 計數(shù)器中斷允許時 如果定時 計數(shù)器工作于定時模式 則表示定時時間已到 如果工作于計數(shù)模式 則表示計數(shù)值已滿 可見 由溢出時計數(shù)器的值減去計數(shù)初值才是加1計數(shù)器的計數(shù)值 設(shè)置為定時器模式時 加1計數(shù)器是對內(nèi)部機(jī)器周期計數(shù) 1個機(jī)器周期等于12個振蕩周期 即計數(shù)頻率為晶振頻率的1 12 計數(shù)值N乘以機(jī)器周期Tcy就是定時時間t 設(shè)置為計數(shù)器模式時 外部事件計數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計數(shù)器 在每個機(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 則計數(shù)器加1 更新的計數(shù)值在下一個機(jī)器周期的S3P1期間裝入計數(shù)器 由于檢測一個從1到0的下降沿需要2個機(jī)器周期 因此要求被采樣的電平至少要維持一個機(jī)器周期 當(dāng)晶振頻率為12MHz時 最高計數(shù)頻率不超過1 2MHz 即計數(shù)脈沖的周期要大于2 s 5 3 2定時 計數(shù)器的控制 80C51單片機(jī)定時 計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制 TMOD用于設(shè)置其工作方式 TCON用于控制其啟動和中斷申請 一 工作方式寄存器TMOD工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時 計數(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 只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1 就可以啟動定時 計數(shù)器工作 GATA 1時 要用軟件使TR0或TR1為1 同時外部中斷引腳或也為高電平時 才能啟動定時 計數(shù)器工作 即此時定時器的啟動條件 加上了或引腳為高電平這一條件 定時 計數(shù)模式選擇位 0為定時模式 1為計數(shù)模式 M1M0 工作方式設(shè)置位 定時 計數(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 計數(shù)器的啟動和中斷申請 其格式如下 TF1 TCON 7 T1溢出中斷請求標(biāo)志位 T1計數(shù)溢出時由硬件自動置TF1為1 CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動清0 T1工作時 CPU可隨時查詢TF1的狀態(tài) 所以 TF1可用作查詢測試的標(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 T1開始工作 TR1置0時 T1停止工作 TR1由軟件置1或清0 所以 用軟件可控制定時 計數(shù)器的啟動與停止 TF0 TCON 5 T0溢出中斷請求標(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 計數(shù)器的工作方式一 方式0方式0為13位計數(shù) 由TL0的低5位 高3位未用 和TH0的8位組成 TL0的低5位溢出時向TH0進(jìn)位 TH0溢出時 置位TCON中的TF0標(biāo)志 向CPU發(fā)出中斷請求 定時器模式時有 N t Tcy計數(shù)初值計算的公式為 定時器的初值還可以采用計數(shù)個數(shù)直接取補(bǔ)法獲得 計數(shù)模式時 計數(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 經(jīng)反相后使或門輸出為1 此時僅由TR0控制與門的開啟 與門輸出1時 控制開關(guān)接通 計數(shù)開始 當(dāng)GATE 1時 由外中斷引腳信號控制或門的輸出 此時控制與門的開啟由外中斷引腳信號和TR0共同控制 當(dāng)TR0 1時 外中斷引腳信號引腳的高電平啟動計數(shù) 外中斷引腳信號引腳的低電平停止計數(shù) 這種方式常用來測量外中斷引腳上正脈沖的寬度 二 方式1方式1的計數(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計數(shù)器 計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為 三 方式2方式2為自動重裝初值的8位計數(shù)方式 工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器 計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為 四 方式3方式3只適用于定時 計數(shù)器T0 定時器T1處于方式3時相當(dāng)于TR1 0 停止計數(shù) 工作方式3將T0分成為兩個獨立的8位計數(shù)器TL0和TH0 5 3 4定時 計數(shù)器用于外部中斷擴(kuò)展擴(kuò)展方法是 將定時 計數(shù)器設(shè)置為計數(shù)器方式 計數(shù)初值設(shè)定為滿程 將待擴(kuò)展的外部中斷源接到定時 計數(shù)器的外部計數(shù)引腳 從該引腳輸入一個下降沿信號 計數(shù)器加1后便產(chǎn)生定時 計數(shù)器溢出中斷 例如 利用T0擴(kuò)展一個外部中斷源 將T0設(shè)置為計數(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為計數(shù)器方式2MOVTL0 0FFH 置計數(shù)初值MOVTH0 0FFHSETBTR0 啟動T0工作SETBEA CPU開中斷SETBET0 允許T0中斷 5 3 5定時 計數(shù)器應(yīng)用舉例初始化程序應(yīng)完成如下工作 對TMOD賦值 以確定T0和T1的工作方式 計算初值 并將其寫入TH0 TL0或TH1 TL1 中斷方式時 則對IE賦值 開放中斷 使TR0或TR1置位 啟動定時 計數(shù)器定時或計數(shù) 例利用定時 計數(shù)器T0的方式1 產(chǎn)生10ms的定時 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)時鐘頻率為12MHz 解 1 計算計數(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 裝入計數(shù)初值MOVTL0 0F0HSETBET0 T0開中斷SETBEA CPU開中斷SETBTR0 啟動T0SJMP 等待中斷DVT0 CPLP1 0 P1 0取反輸出MOVTH0 0D8H 重新裝入計數(shù)值MOVTL0 0F0HRETI 中斷返回END 思考題及習(xí)題1 80C51有幾個中斷源 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 其中斷入口地址是多少 2 某系統(tǒng)有三個外部中斷源1 2 3 當(dāng)某一中斷源變低電平時便要求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 計數(shù)器工作于定時和計數(shù)方式時有何異同點 5 定時 計數(shù)器的4種工作方式各有何特點 6 要求定時 計數(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 其初始化編程應(yīng)作何處理 7 當(dāng)定時 計數(shù)器T0用作方式3時 定時 計數(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 計數(shù)器T0從P1 0輸出周期為1s 脈寬為20ms的正脈沖信號 晶振頻率為12MHz 試設(shè)計程序 9 要求從P1 1引腳輸出1000Hz方波 晶振頻率為12MHz 試設(shè)計程序 10 試用定時 計數(shù)器T1對外部事件計數(shù) 要求每計數(shù)100 就將T1改成定時方式 控制P1 7輸出一