第六章單片機(jī)的定時(shí)

1、李一男主要內(nèi)容 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理計(jì)數(shù)器的工作原理 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制計(jì)數(shù)器的控制 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作模式及其應(yīng)用計(jì)數(shù)器的工作模式及其應(yīng)用定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理計(jì)數(shù)器的工作原理 計(jì)數(shù)？ 定時(shí)？定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理 定時(shí)和計(jì)數(shù)關(guān)系？定時(shí)和計(jì)數(shù)關(guān)系？ 一個(gè)鬧鐘定時(shí)一小時(shí)后響鈴一個(gè)鬧鐘定時(shí)一小時(shí)后響鈴 =也即秒針走了也即秒針走了3600次次結(jié)論：只要計(jì)數(shù)脈沖的間隔相等，計(jì)數(shù)值就結(jié)論：只要計(jì)數(shù)脈沖的間隔相等，計(jì)數(shù)值就代表了時(shí)間的流逝。代表了時(shí)間的流逝。 單片機(jī)的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器是一個(gè)東西，只不過計(jì)單片機(jī)的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器是一個(gè)東西，只不過計(jì)數(shù)器記錄的是外界發(fā)生的事情，而定時(shí)器則是由數(shù)

2、器記錄的是外界發(fā)生的事情，而定時(shí)器則是由單片機(jī)提供一個(gè)穩(wěn)定的計(jì)數(shù)源，通過計(jì)數(shù)來達(dá)到單片機(jī)提供一個(gè)穩(wěn)定的計(jì)數(shù)源，通過計(jì)數(shù)來達(dá)到定時(shí)時(shí)間的目的。定時(shí)時(shí)間的目的。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 在在MCS-51單片機(jī)里有單片機(jī)里有2個(gè)可編程的定時(shí)個(gè)可編程的定時(shí)/計(jì)計(jì)數(shù)器，分別稱為數(shù)器，分別稱為T0和和T1。他們都是。他們都是16位的位的加法計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)。加法計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)。 其中其中T0由專用寄存器由專用寄存器TH0和和TL0構(gòu)成構(gòu)成 T1由專用寄存器由專用寄存器TH1和和TL1構(gòu)成。構(gòu)成。定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理計(jì)數(shù)器的工作原理 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)計(jì)數(shù)器的結(jié)

3、構(gòu)圖圖1 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)圖計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)圖計(jì)數(shù)功能計(jì)數(shù)功能-計(jì)數(shù)脈沖來自外部輸入引腳，計(jì)數(shù)脈沖來自外部輸入引腳，T0為為P3.4，T1為為P3.5，在脈，在脈沖沖 信號的下降沿（由信號的下降沿（由1到到0的跳變），計(jì)數(shù)器增的跳變），計(jì)數(shù)器增1定時(shí)功能定時(shí)功能-輸入信號是內(nèi)部時(shí)鐘脈沖輸入信號是內(nèi)部時(shí)鐘脈沖eg：一個(gè)：一個(gè)12M的晶振，它提供的計(jì)數(shù)器脈沖時(shí)間間隔是多少？的晶振，它提供的計(jì)數(shù)器脈沖時(shí)間間隔是多少？結(jié)論：計(jì)數(shù)脈沖的間隔與晶振有關(guān)，結(jié)論：計(jì)數(shù)脈沖的間隔與晶振有關(guān)，12M的晶振，計(jì)數(shù)脈沖的間隔的晶振，計(jì)數(shù)脈沖的間隔(機(jī)器機(jī)器周期周期)是是1us。TFxTxC/T=1振蕩器12分頻TLx

4、THx高8位低8位控制主要內(nèi)容 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理計(jì)數(shù)器的工作原理 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制計(jì)數(shù)器的控制 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式及其應(yīng)用計(jì)數(shù)器的工作方式及其應(yīng)用定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制 與定時(shí)與定時(shí)/計(jì)數(shù)器有關(guān)的控制寄存器有計(jì)數(shù)器有關(guān)的控制寄存器有3個(gè)：分別是個(gè)：分別是控制寄存器控制寄存器 TCON，工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器 TMOD和和中斷允許寄存器中斷允許寄存器 IE。1.定時(shí)器控制寄存器定時(shí)器控制寄存器 TCON TCON既參與定時(shí)控制又參與中斷控制，有關(guān)定時(shí)控制的有既參與定時(shí)控制又參與中斷控制，有關(guān)定時(shí)控制的有4位，作用是控制定時(shí)器位，作用是控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的啟動、停

5、止，標(biāo)志計(jì)數(shù)器的啟動、停止，標(biāo)志 計(jì)數(shù)溢出。計(jì)數(shù)溢出。表示如下：表示如下： TF1/TF0：當(dāng)：當(dāng)T1/T0的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出時(shí)，該位置的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出時(shí)，該位置“1”。 TR1/TR0：T1/T0運(yùn)行控制位。軟件將其置運(yùn)行控制位。軟件將其置“1”時(shí)，啟動時(shí)，啟動 T1/T0工作。工作。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制2.工作方式寄存器工作方式寄存器TMOD TMOD用于用于2個(gè)定時(shí)個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1/T0的工作方式設(shè)定，各位的工作方式設(shè)定，各位的含義表示如下：的含義表示如下： GATE：門控位，定義：門控位，定義T1/T0的啟動方式的啟動方式 C/T ： 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)功能選擇位。為計(jì)數(shù)功能選擇位。為

6、“0”，作定時(shí)器用；為，作定時(shí)器用；為“1”， 作計(jì)數(shù)器用作計(jì)數(shù)器用 。M1M0：工作方式選擇位：工作方式選擇位 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制M1 M0M1 M0工作方式工作方式功能功能0 00 0方式方式0 01313位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器0 1 0 1 方式方式1 11616位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器1 01 0方式方式2 2初值自動重裝初值自動重裝8 8位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器1 11 1方式方式3 32 2個(gè)個(gè)8 8位計(jì)數(shù)器，僅適用于位計(jì)數(shù)器，僅適用于T0T02.工作方式寄存器工作方式寄存器TMOD定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制3.中斷允許寄存器中斷允許寄存器 IE IE與定時(shí)與定時(shí)/計(jì)數(shù)器有關(guān)的位有計(jì)數(shù)器有關(guān)的位有2位，其他為控

7、制中位，其他為控制中斷的控制位。斷的控制位。 EA：中斷允許總控制位：中斷允許總控制位 ET0和和ET1：定時(shí)：定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷允許控制位。計(jì)數(shù)中斷允許控制位。ET0(ET1)=0,禁止定時(shí)禁止定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷；計(jì)數(shù)中斷；ET0(ET1)=1,允許定時(shí)允許定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷。計(jì)數(shù)中斷。 主要內(nèi)容 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理計(jì)數(shù)器的工作原理 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制計(jì)數(shù)器的控制 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式及其應(yīng)用計(jì)數(shù)器的工作方式及其應(yīng)用定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式計(jì)數(shù)器的工作方式 對對TMOD寄存器的寄存器的M1、M0位的設(shè)置，可選擇定時(shí)位的設(shè)置，可選擇定時(shí)/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器的四種工作方式，即方式四種工作方式

8、，即方式0、方式、方式1、方式、方式2和方式和方式3。1.定時(shí)工作方式定時(shí)工作方式0定時(shí)器定時(shí)器(T0或或T1)工作于工作于13位定時(shí)、計(jì)數(shù)方式。位定時(shí)、計(jì)數(shù)方式。圖圖2 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0的工作方式的工作方式0邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式計(jì)數(shù)器的工作方式2.定時(shí)工作方式定時(shí)工作方式1 其結(jié)構(gòu)與操作幾乎與模式其結(jié)構(gòu)與操作幾乎與模式0完全相同，差別僅在于計(jì)數(shù)器完全相同，差別僅在于計(jì)數(shù)器的位數(shù)不同。定時(shí)器的位數(shù)不同。定時(shí)器(T0或或T1)工作于工作于16位定時(shí)、計(jì)數(shù)方式。位定時(shí)、計(jì)數(shù)方式。圖圖3 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0的工作方式的工作方式1邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)l 用于計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)

9、范圍：用于計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)范圍： 1 21665536(個(gè)外部脈沖個(gè)外部脈沖) l定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間為：定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間為： t(216一計(jì)數(shù)初值一計(jì)數(shù)初值) 機(jī)器周期機(jī)器周期 Eg：晶振頻率是：晶振頻率是12MHz，其定時(shí)時(shí)間范圍，其定時(shí)時(shí)間范圍? 1個(gè)機(jī)器周期個(gè)機(jī)器周期=1us。 1us65536us 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式計(jì)數(shù)器的工作方式3.定時(shí)工作方式定時(shí)工作方式2 工作方式工作方式0和工作方式和工作方式1最大特點(diǎn)是計(jì)數(shù)溢出后，計(jì)數(shù)器最大特點(diǎn)是計(jì)數(shù)溢出后，計(jì)數(shù)器為為“0”，因此循環(huán)定時(shí)時(shí)，需要反復(fù)置計(jì)數(shù)初值。方式，因此循環(huán)定時(shí)時(shí)，需要反復(fù)置計(jì)數(shù)初值。方式2是具有自動重新加

10、載功能的是具有自動重新加載功能的8位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)。位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)。圖圖4 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0的工作方式的工作方式2邏輯結(jié)構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)例題： 已知定時(shí)器T0選工作方式1，定時(shí)器狀態(tài)，定時(shí)1ms，晶振頻率fosc為6MHz，計(jì)算T0的初值，并設(shè)置寄存器TMOD，TCON的狀態(tài)。 機(jī)器周期為：2us T0的初值為：65536-1000/2=65036 =FE0CH (TH0)=0FEH，(TL0)=0CH TCON-SETB TR0 (TMOD)=00000001B=01H SETB EA SETB ET0 定時(shí)器功能使用步驟定時(shí)器功能使用步驟： 1.計(jì)算定時(shí)初值 2.設(shè)置工作模式 3.開總中斷控制,開

11、分中斷控制 4.開定時(shí)器允許位例：晶振頻率例：晶振頻率fosc=12MHz,使用定時(shí)器使用定時(shí)器T1以方式以方式1產(chǎn)生周期為產(chǎn)生周期為4ms的等寬連續(xù)方伯，并由的等寬連續(xù)方伯，并由P1.0輸出輸出。1）計(jì)算初值）計(jì)算初值: Tc=65536-2000/1=63536=F830H（TH1）=0F8H （TL1）=30H2）TMOD初始化初始化:定時(shí)器1工作方式1 00010000B =10H3）中斷控制設(shè)置）中斷控制設(shè)置:SETB EA SETB ET14）TCON設(shè)置設(shè)置:啟動定時(shí)：SETB TR1中斷入口地址 定時(shí)器0的中斷入口地址為000BH 定時(shí)器1的中斷入口地址為001BH 預(yù)留只有8

12、個(gè)字節(jié)空間，一般不夠存寫中斷程序，應(yīng)跳轉(zhuǎn)。如使用定時(shí)器0，在程序中應(yīng)寫如下語句： ORG 000BH LJMP INT_T0 . INT_T0：處理程序處理程序 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH ;跳轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序跳轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序 LJMP INT_T0 ORG 0100HMAIN: MOV SP,#60H ；堆棧初始化；堆棧初始化 MOV TH1,#0F8H ；設(shè)置計(jì)數(shù)初值；設(shè)置計(jì)數(shù)初值 MOV TL1,#30H MOV TMOD,#10H ；設(shè)定時(shí)器；設(shè)定時(shí)器T1工作方式工作方式1 CLR P1.0 ；設(shè)置方波起始狀態(tài)；設(shè)置方波起始狀態(tài) SETB EA ；開中斷；

13、開中斷 SETB ET1 SETB TR1 ；啟動定時(shí)器；啟動定時(shí)器 SJMP $ ；等待中斷；等待中斷INT_T0: MOV TH1,#0F8H MOV TL1,#30H ；重載初值；重載初值 CPL P1.0 ；輸出方波；輸出方波 RETI ；中斷返回；中斷返回實(shí)驗(yàn)四1).利用8051定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)秒級定時(shí)，控制連接在P1口上的8個(gè)LED燈順序點(diǎn)亮。要求每隔1秒，依次使一個(gè)LED點(diǎn)亮，工作頻率為12MHz。2). 脈沖信號發(fā)生器的設(shè)計(jì) 使用定時(shí)器T0以定時(shí)方式在P1.7引腳輸出周期為20ms，占空比為1：10的連續(xù)脈沖信號,工作頻率為12MHz 。2ms18ms實(shí)驗(yàn)一 ORG 0H AJ

14、MP MAIN ORG 001BH AJMP T1_SUBMAIN: MOV TMOD, #10H MOV TH1, #3CH MOV TL1,#0B0H MOV IE,#88H SETB TR1 MOV R4,#10 MOV A,#0FEH MOV P1,A SJMP $ ORG 0100HT1_SUB: MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CH DJNZ R4,T1_END MOV R4,#10 RL A MOV P1,AT1_END: RETI END實(shí)驗(yàn)二 ORG 0 SJMP MAIN ORG 1BH AJMP T1_LAMPMAIN: MOV TMOD,#16H MOV

15、 TH0,#00H MOV TL0,#00H MOV TH1,#3CH MOV TL1,#0B0H MOV IE,#88H MOV R4,#20 SETB TR1 SETB TR0 SJMP $T1_LAMP:DJNZ R4,T1_END CLR TR0 CLR TR1 MOV A,TL0 ;讀取脈沖的個(gè)數(shù)讀取脈沖的個(gè)數(shù) MOV B,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B CPL A MOV P1,A ;轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為BCD碼碼,輸出輸出 MOV TH0,#00H MOV TL0,#00H MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CH MOV R4,#20 ORL TCON,

16、#50H RETIT1_END: MOV TL1,#0B0H MOV TH1,#3CH RETI END練習(xí)題1、在下列寄存器中，與定時(shí)/計(jì)數(shù)控制無關(guān)的是（ ）A、 TCON B、 TMOD C、 SCON D、 IE2、在工作方式0下，計(jì)數(shù)器是由TH的全部8位和TL的5位組成，因此其計(jì)數(shù)范圍是（ ） A、 18192 B、 08191 C、 08192 D、 140963、如果以查詢方式進(jìn)行定時(shí)應(yīng)用，則應(yīng)用程序中的初始化內(nèi)容應(yīng)包括（ ） A、 系統(tǒng)復(fù)位、設(shè)置工作方式、設(shè)置計(jì)數(shù)初值 B、 設(shè)置計(jì)數(shù)初值、設(shè)置中斷方式、啟動定時(shí) C、 設(shè)置工作方式、設(shè)置計(jì)數(shù)初值、打開中斷 D、 設(shè)置工作方式、設(shè)置

17、計(jì)數(shù)初值、禁止中斷4、與定時(shí)工作方式1和0比較，定時(shí)工作方式2不具備的特點(diǎn)是（ ） A、 計(jì)數(shù)溢出后能自動重新加載計(jì)數(shù)初值 B、 增加計(jì)數(shù)器位數(shù) C、 提高定時(shí)精度 D、 適于循環(huán)定時(shí)和循環(huán)計(jì)數(shù)應(yīng)用5、要想測量INT0 引腳上的一個(gè)正脈沖寬度，那么特殊功能寄存器TMOD的內(nèi)容可以為（ ）。 A、 09H B、 87H C、 00H D、 80H6、使用定時(shí)器T1時(shí)，有幾種工作方式（ ） A、 1種 B、 2種 C、 3種 D、 4種7.用8051的定時(shí)器T1作定時(shí)方式，用模式1，則初始化編程為（ ）。A、MOV TMOD，#01H B、MOV TMOD，#50H C、MOV TMOD，#10H

18、 D、MOV TCON，#02H 8.啟動定時(shí)器0開始計(jì)數(shù)的指令是使TCON的（ ）。A、TF0位置1 B、TR0位置 1 C、TR0位置0 D、TR1位置0 9.使8031的定時(shí)器T0停止計(jì)數(shù)的指令是（ ）。A、CLR TR0 B、CLR TR1 C、SETB TR0 D、SETB TR1 10.MCS51單片機(jī)的TMOD模式控制寄存器是一個(gè)專用寄存器，用于控制T1和T0的操作模式及工作方式，其中C/T表示的是（ ）。 A、門控位 B、操作模式控制位 C、功能選擇位 D、啟動位11.8051單片機(jī)晶振頻率fosc=12MHz，則一個(gè)機(jī)器周期為（ ）S。A、12 B、 1 C、2 D、3 12

19、.用定時(shí)器T1方式2計(jì)數(shù)，要求每計(jì)滿100次，向CPU發(fā)出中斷請求，TH1、TL1的初始值是（ ）。 A、9CH B、20H C、64H D、A0H13.8051單片機(jī)計(jì)數(shù)初值的計(jì)算中，若設(shè)最大計(jì)數(shù)值為M，對于模式1下的M值為（ ）。 A、M=213=8192 B、M=28= 256 C、M=24=16 D、M=216=65536判斷判斷1、特殊功能寄存器SCON，與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制無關(guān)。（ ）2、特殊功能寄存器TCON，與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制無關(guān)。（ ）3、特殊功能寄存器IE，與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制無關(guān)。 （ ）4、特殊功能寄存器TMOD，與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的控制無關(guān)。（ ）5、在MCS5

20、1單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，TMOD為模式控制寄存器，主要用來控制定時(shí)器的啟動與停止。（ ）6、在MCS51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，TCON為控制寄存器，主要用來控制定時(shí)器的啟動與停止。（ ）7、MCS51單片機(jī)的兩個(gè)定時(shí)器的均有兩種工作方式，即定時(shí)和計(jì)數(shù)工作方式。（ ）8、MCS51單片機(jī)的TMOD模式控制寄存器不能進(jìn)行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置定時(shí)器的工作方式及操作模式。（ ）9、MCS51單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，TMOD模式控制寄存器為00H。（ ）10、啟動定時(shí)器T0工作，可使用SETB TR0啟動。（ ）11、指令JNB TF0，LP的含義是：若定時(shí)器T0未計(jì)滿數(shù)，就轉(zhuǎn)LP。（ ）實(shí)驗(yàn)六機(jī)電設(shè)備控制

21、實(shí)驗(yàn)機(jī)電設(shè)備控制實(shí)驗(yàn)12.1蜂鳴器實(shí)驗(yàn)蜂鳴器實(shí)驗(yàn) 利用利用P1.3控制（輸出控制（輸出3K到到4K頻率的方波）實(shí)驗(yàn)箱上的頻率的方波）實(shí)驗(yàn)箱上的蜂鳴器，使其發(fā)出不同頻率的聲音。設(shè)計(jì)程序利用定時(shí)器蜂鳴器，使其發(fā)出不同頻率的聲音。設(shè)計(jì)程序利用定時(shí)器T0（方式（方式1）控制每個(gè)音調(diào)的時(shí)間，定時(shí)器）控制每個(gè)音調(diào)的時(shí)間，定時(shí)器T1（方式（方式2）控制音調(diào)的頻率。設(shè)計(jì)雙字節(jié)表控制音調(diào)的頻率。設(shè)計(jì)雙字節(jié)表TABLE1順序存放定時(shí)器順序存放定時(shí)器T0用的每個(gè)音調(diào)奏響時(shí)間的時(shí)間常數(shù)；設(shè)計(jì)單字節(jié)表用的每個(gè)音調(diào)奏響時(shí)間的時(shí)間常數(shù)；設(shè)計(jì)單字節(jié)表TABLE2順序存放定時(shí)器順序存放定時(shí)器T1用的每個(gè)音調(diào)頻率的時(shí)間常數(shù)用的每個(gè)音調(diào)頻率的時(shí)間常數(shù)。在。在T0中斷服務(wù)程序中查中斷服務(wù)程序中查TABLE2表改變表改變T1的時(shí)間常數(shù)，的時(shí)間常數(shù)，改變音調(diào)。查改變音調(diào)。查TABLE1表改變表改變T0的時(shí)間常數(shù)，改變音調(diào)奏的時(shí)間常數(shù)，改變音調(diào)奏響時(shí)間；在響時(shí)間；在T1中斷服務(wù)程序中翻轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序中翻轉(zhuǎn)P1.3的狀態(tài)。的狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)六機(jī)電設(shè)備控制實(shí)驗(yàn)機(jī)電設(shè)備控制實(shí)驗(yàn)12.2步進(jìn)電機(jī)實(shí)驗(yàn)步進(jìn)電機(jī)實(shí)驗(yàn) 利用利用P1口控制綜合實(shí)驗(yàn)儀口控制綜合實(shí)驗(yàn)儀C10區(qū)的四相步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動。單片機(jī)發(fā)區(qū)的四相步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動。單片機(jī)發(fā)出脈沖信號，控制步進(jìn)電機(jī)定子的各相繞組以適當(dāng)?shù)臅r(shí)序通、斷電，出