第六章單片機的定時

1、李一男主要內容 定時定時/計數(shù)器的工作原理計數(shù)器的工作原理 定時定時/計數(shù)器的控制計數(shù)器的控制 定時定時/計數(shù)器的工作模式及其應用計數(shù)器的工作模式及其應用定時定時/計數(shù)器的工作原理計數(shù)器的工作原理 計數(shù)？ 定時？定時/計數(shù)器的工作原理 定時和計數(shù)關系？定時和計數(shù)關系？ 一個鬧鐘定時一小時后響鈴一個鬧鐘定時一小時后響鈴 =也即秒針走了也即秒針走了3600次次結論：只要計數(shù)脈沖的間隔相等，計數(shù)值就結論：只要計數(shù)脈沖的間隔相等，計數(shù)值就代表了時間的流逝。代表了時間的流逝。 單片機的定時器和計數(shù)器是一個東西，只不過計單片機的定時器和計數(shù)器是一個東西，只不過計數(shù)器記錄的是外界發(fā)生的事情，而定時器則是由數(shù)

2、器記錄的是外界發(fā)生的事情，而定時器則是由單片機提供一個穩(wěn)定的計數(shù)源，通過計數(shù)來達到單片機提供一個穩(wěn)定的計數(shù)源，通過計數(shù)來達到定時時間的目的。定時時間的目的。定時/計數(shù)器的工作原理 MCS-51單片機的定時單片機的定時/計數(shù)器計數(shù)器 在在MCS-51單片機里有單片機里有2個可編程的定時個可編程的定時/計計數(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位的位的加法計數(shù)結構。加法計數(shù)結構。 其中其中T0由專用寄存器由專用寄存器TH0和和TL0構成構成 T1由專用寄存器由專用寄存器TH1和和TL1構成。構成。定時定時/計數(shù)器的工作原理計數(shù)器的工作原理 定時定時/計數(shù)器的結構計數(shù)器的結

3、構圖圖1 定時定時/計數(shù)器結構圖計數(shù)器結構圖計數(shù)功能計數(shù)功能-計數(shù)脈沖來自外部輸入引腳，計數(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），計數(shù)器增的跳變），計數(shù)器增1定時功能定時功能-輸入信號是內部時鐘脈沖輸入信號是內部時鐘脈沖eg：一個：一個12M的晶振，它提供的計數(shù)器脈沖時間間隔是多少？的晶振，它提供的計數(shù)器脈沖時間間隔是多少？結論：計數(shù)脈沖的間隔與晶振有關，結論：計數(shù)脈沖的間隔與晶振有關，12M的晶振，計數(shù)脈沖的間隔的晶振，計數(shù)脈沖的間隔(機器機器周期周期)是是1us。TFxTxC/T=1振蕩器12分頻TLx

4、THx高8位低8位控制主要內容 定時定時/計數(shù)器的工作原理計數(shù)器的工作原理 定時定時/計數(shù)器的控制計數(shù)器的控制 定時定時/計數(shù)器的工作方式及其應用計數(shù)器的工作方式及其應用定時/計數(shù)器的控制 與定時與定時/計數(shù)器有關的控制寄存器有計數(shù)器有關的控制寄存器有3個：分別是個：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.定時器控制寄存器定時器控制寄存器 TCON TCON既參與定時控制又參與中斷控制，有關定時控制的有既參與定時控制又參與中斷控制，有關定時控制的有4位，作用是控制定時器位，作用是控制定時器/計數(shù)器的啟動、停

5、止，標志計數(shù)器的啟動、停止，標志 計數(shù)溢出。計數(shù)溢出。表示如下：表示如下： TF1/TF0：當：當T1/T0的計數(shù)器計數(shù)溢出時，該位置的計數(shù)器計數(shù)溢出時，該位置“1”。 TR1/TR0：T1/T0運行控制位。軟件將其置運行控制位。軟件將其置“1”時，啟動時，啟動 T1/T0工作。工作。定時/計數(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個定時個定時/計數(shù)器計數(shù)器T1/T0的工作方式設定，各位的工作方式設定，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 ： 定時定時/計數(shù)功能選擇位。為計數(shù)功能選擇位。為

6、“0”，作定時器用；為，作定時器用；為“1”， 作計數(shù)器用作計數(shù)器用 。M1M0：工作方式選擇位：工作方式選擇位 定時/計數(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位計數(shù)器位計數(shù)器0 1 0 1 方式方式1 11616位計數(shù)器位計數(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位計數(shù)器位計數(shù)器1 11 1方式方式3 32 2個個8 8位計數(shù)器，僅適用于位計數(shù)器，僅適用于T0T02.工作方式寄存器工作方式寄存器TMOD定時/計數(shù)器的控制3.中斷允許寄存器中斷允許寄存器 IE IE與定時與定時/計數(shù)器有關的位有計數(shù)器有關的位有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：定時/計數(shù)中斷允許控制位。計數(shù)中斷允許控制位。ET0(ET1)=0,禁止定時禁止定時/計數(shù)中斷；計數(shù)中斷；ET0(ET1)=1,允許定時允許定時/計數(shù)中斷。計數(shù)中斷。 主要內容 定時定時/計數(shù)器的工作原理計數(shù)器的工作原理 定時定時/計數(shù)器的控制計數(shù)器的控制 定時定時/計數(shù)器的工作方式及其應用計數(shù)器的工作方式及其應用定時定時/計數(shù)器的工作方式計數(shù)器的工作方式 對對TMOD寄存器的寄存器的M1、M0位的設置，可選擇定時位的設置，可選擇定時/計數(shù)器的計數(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.定時工作方式定時工作方式0定時器定時器(T0或或T1)工作于工作于13位定時、計數(shù)方式。位定時、計數(shù)方式。圖圖2 定時定時/計數(shù)器計數(shù)器0的工作方式的工作方式0邏輯結構邏輯結構定時定時/計數(shù)器的工作方式計數(shù)器的工作方式2.定時工作方式定時工作方式1 其結構與操作幾乎與模式其結構與操作幾乎與模式0完全相同，差別僅在于計數(shù)器完全相同，差別僅在于計數(shù)器的位數(shù)不同。定時器的位數(shù)不同。定時器(T0或或T1)工作于工作于16位定時、計數(shù)方式。位定時、計數(shù)方式。圖圖3 定時定時/計數(shù)器計數(shù)器0的工作方式的工作方式1邏輯結構邏輯結構l 用于計數(shù)時，計數(shù)

9、范圍：用于計數(shù)時，計數(shù)范圍： 1 21665536(個外部脈沖個外部脈沖) l定時工作方式時，定時時間為：定時工作方式時，定時時間為： t(216一計數(shù)初值一計數(shù)初值) 機器周期機器周期 Eg：晶振頻率是：晶振頻率是12MHz，其定時時間范圍，其定時時間范圍? 1個機器周期個機器周期=1us。 1us65536us 定時定時/計數(shù)器的工作方式計數(shù)器的工作方式3.定時工作方式定時工作方式2 工作方式工作方式0和工作方式和工作方式1最大特點是計數(shù)溢出后，計數(shù)器最大特點是計數(shù)溢出后，計數(shù)器為為“0”，因此循環(huán)定時時，需要反復置計數(shù)初值。方式，因此循環(huán)定時時，需要反復置計數(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位計數(shù)結構。位計數(shù)結構。圖圖4 定時定時/計數(shù)器計數(shù)器0的工作方式的工作方式2邏輯結構邏輯結構例題： 已知定時器T0選工作方式1，定時器狀態(tài)，定時1ms，晶振頻率fosc為6MHz，計算T0的初值，并設置寄存器TMOD，TCON的狀態(tài)。 機器周期為：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 定時器功能使用步驟定時器功能使用步驟： 1.計算定時初值 2.設置工作模式 3.開總中斷控制,開

11、分中斷控制 4.開定時器允許位例：晶振頻率例：晶振頻率fosc=12MHz,使用定時器使用定時器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）計算初值）計算初值: Tc=65536-2000/1=63536=F830H（TH1）=0F8H （TL1）=30H2）TMOD初始化初始化:定時器1工作方式1 00010000B =10H3）中斷控制設置）中斷控制設置:SETB EA SETB ET14）TCON設置設置:啟動定時：SETB TR1中斷入口地址 定時器0的中斷入口地址為000BH 定時器1的中斷入口地址為001BH 預留只有8

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

13、開中斷 SETB ET1 SETB TR1 ；啟動定時器；啟動定時器 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；中斷返回實驗四1).利用8051定時/計數(shù)器實現(xiàn)秒級定時，控制連接在P1口上的8個LED燈順序點亮。要求每隔1秒，依次使一個LED點亮，工作頻率為12MHz。2). 脈沖信號發(fā)生器的設計 使用定時器T0以定時方式在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實驗一 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實驗二 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 ;讀取脈沖的個數(shù)讀取脈沖的個數(shù) MOV B,#10 DIV AB SWAP A ORL A,B CPL A MOV P1,A ;轉化為轉化為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練習題1、在下列寄存器中，與定時/計數(shù)控制無關的是（ ）A、 TCON B、 TMOD C、 SCON D、 IE2、在工作方式0下，計數(shù)器是由TH的全部8位和TL的5位組成，因此其計數(shù)范圍是（ ） A、 18192 B、 08191 C、 08192 D、 140963、如果以查詢方式進行定時應用，則應用程序中的初始化內容應包括（ ） A、 系統(tǒng)復位、設置工作方式、設置計數(shù)初值 B、 設置計數(shù)初值、設置中斷方式、啟動定時 C、 設置工作方式、設置計數(shù)初值、打開中斷 D、 設置工作方式、設置

17、計數(shù)初值、禁止中斷4、與定時工作方式1和0比較，定時工作方式2不具備的特點是（ ） A、 計數(shù)溢出后能自動重新加載計數(shù)初值 B、 增加計數(shù)器位數(shù) C、 提高定時精度 D、 適于循環(huán)定時和循環(huán)計數(shù)應用5、要想測量INT0 引腳上的一個正脈沖寬度，那么特殊功能寄存器TMOD的內容可以為（ ）。 A、 09H B、 87H C、 00H D、 80H6、使用定時器T1時，有幾種工作方式（ ） A、 1種 B、 2種 C、 3種 D、 4種7.用8051的定時器T1作定時方式，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.啟動定時器0開始計數(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的定時器T0停止計數(shù)的指令是（ ）。A、CLR TR0 B、CLR TR1 C、SETB TR0 D、SETB TR1 10.MCS51單片機的TMOD模式控制寄存器是一個專用寄存器，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單片機晶振頻率fosc=12MHz，則一個機器周期為（ ）S。A、12 B、 1 C、2 D、3 12

19、.用定時器T1方式2計數(shù)，要求每計滿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單片機計數(shù)初值的計算中，若設最大計數(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，與定時器/計數(shù)器的控制無關。（ ）2、特殊功能寄存器TCON，與定時器/計數(shù)器的控制無關。（ ）3、特殊功能寄存器IE，與定時器/計數(shù)器的控制無關。 （ ）4、特殊功能寄存器TMOD，與定時器/計數(shù)器的控制無關。（ ）5、在MCS5

20、1單片機內部結構中，TMOD為模式控制寄存器，主要用來控制定時器的啟動與停止。（ ）6、在MCS51單片機內部結構中，TCON為控制寄存器，主要用來控制定時器的啟動與停止。（ ）7、MCS51單片機的兩個定時器的均有兩種工作方式，即定時和計數(shù)工作方式。（ ）8、MCS51單片機的TMOD模式控制寄存器不能進行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設置定時器的工作方式及操作模式。（ ）9、MCS51單片機系統(tǒng)復位時，TMOD模式控制寄存器為00H。（ ）10、啟動定時器T0工作，可使用SETB TR0啟動。（ ）11、指令JNB TF0，LP的含義是：若定時器T0未計滿數(shù)，就轉LP。（ ）實驗六機電設備控制

21、實驗機電設備控制實驗12.1蜂鳴器實驗蜂鳴器實驗 利用利用P1.3控制（輸出控制（輸出3K到到4K頻率的方波）實驗箱上的頻率的方波）實驗箱上的蜂鳴器，使其發(fā)出不同頻率的聲音。設計程序利用定時器蜂鳴器，使其發(fā)出不同頻率的聲音。設計程序利用定時器T0（方式（方式1）控制每個音調的時間，定時器）控制每個音調的時間，定時器T1（方式（方式2）控制音調的頻率。設計雙字節(jié)表控制音調的頻率。設計雙字節(jié)表TABLE1順序存放定時器順序存放定時器T0用的每個音調奏響時間的時間常數(shù)；設計單字節(jié)表用的每個音調奏響時間的時間常數(shù)；設計單字節(jié)表TABLE2順序存放定時器順序存放定時器T1用的每個音調頻率的時間常數(shù)用的每個音調頻率的時間常數(shù)。在。在T0中斷服務程序中查中斷服務程序中查TABLE2表改變表改變T1的時間常數(shù)，的時間常數(shù)，改變音調。查改變音調。查TABLE1表改變表改變T0的時間常數(shù)，改變音調奏的時間常數(shù)，改變音調奏響時間；在響時間；在T1中斷服務程序中翻轉中斷服務程序中翻轉P1.3的狀態(tài)。的狀態(tài)。實驗六機電設備控制實驗機電設備控制實驗12.2步進電機實驗步進電機實驗 利用利用P1口控制綜合實驗儀口控制綜合實驗儀C10區(qū)的四相步進電機轉動。單片機發(fā)區(qū)的四相步進電機轉動。單片機發(fā)出脈沖信號，控制步進電機定子的各相繞組以適當?shù)臅r序通、斷電，出