AT89C51的定时器计数器.ppt

《AT89C51的定时器计数器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《AT89C51的定时器计数器.ppt（46页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第6章 AT89C51的定时器/计数器 6.1 定时器/计数器的结构两个可编程的定时器/计数器T1、T0。结构如图6-1所示 2种工作模式：（1）计数器工作模式（2）定时器工作模式4种工作方式(方式0-方式3)。TMOD：选择定时器/计数器T0、T1的工作模式和工作 方式。TCON：控制T0、T1的启动和停止计数，同时包含了 T0、T1的状态。,单片机复位时，两个寄存器都清0。6.1.1 工作方式控制寄存器TMOD,图6-1,图6-2,8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。（1）GATE门控位 0：仅以TRX（X=0,1）来启动定时器/计数器运行。1：用引脚INT0*(或INT1*)上

2、的高电平和TRX两个条 件来控制定时器/计数器的运行。（2）M1、M0工作方式选择位 表6-1 M1、M0工作方式选择 M1 M0 工 作 方 式 0 0 方式0，13位定时器/计数器。0 1方式1，16位定时器/计数器。1 0 方式2，8位常数自动重新装载 1 1 方式3，仅适用于T0，T0分成两个8 位计数器，T1停止计数。(3)C/T*计数器模式和定时器模式选择位,0：定时器模式。1：计数器模式。6.1.2 定时器/计数器控制寄存器TCON字节地址为88H，可位寻址，位地址为88H8FH。TCON的格式如图6-3所示。,图6-3,低4位与外部中断有关，已介绍。高4位的功能如下：(1)TF

3、1、TF0计数溢出标志位(2)TR1、TR0计数运行控制位 1：启动定时器/计数器工作的必要条件。0：停止定时器/计数器工作,6.2 定时器/计数器的4种工作方式 6.2.1 方式0 M1、M0为00，定时器/计数器的框图：,图6-4,为13位的计数器，C/T*位决定工作模式：0：开关打在上面，为定时器工作模式；1：开关打在下面，为计数器工作模式，计数脉冲为P3.4、P3.5引脚上的外部输入脉冲，当引脚上发生负跳变时，计数器加1。GATE位：决定定时器/计数器的运行取决于TRx一个条件还是TRx和INTx*引脚两个条件。（1）0：A点（见图6-2）是否计数,仅取决于TRx的状态。（2）1：B点

4、电位由INTX*的输入电平和TRX的状态这两个条件来确定。是否计数是由TRx和INTx*二个条件来控制的。,6.2.2 方式1 M1、M0=01，16位的计数器。6.2.3 方式2 计数满后自动装入计数初值。M1、M0=10，等效框图如下：,图6-5,TLX作为常数缓冲器，当TLX计数溢出时，在置“1”溢出标志TFX的同时，还自动的将THX中的初值送至TLX，使TLX从初值开始重新计数。定时器/计数器的方式2工作过程如图6-7(X=0,1)。,图6-6,省去用户软件中重装初值的程序，来精确定时。6.2.4 方式3 增加一个附加的8位定时器/计数器，从而具有3个定时器/计数器。,图6-7,只适用

5、于定时器/计数器T0。T1不能工作在方式3。T1方式3时相当于TR1=0，停止计数（此时T1可用来作串行口波特率产生器）。1工作方式3下的T0T0分为两个独立的8位计数器:TL0和TH0。TL0使用T0的状态控制位C/T*、GATE、TR0、，而TH0被固定为一个8位定时器（不能作外部计数模式），并使用定时器T1的状态控制位TR1和TF1，同时占用定时器T1的中断请求源TF1。各引脚与T0的逻辑关系如图6-8所示：,图6-8（a）,图6-8（b）,2T0工作在方式3下T1的各种工作方式 当T1用作串行口的波特率发生器时，T0才工作在方式3。T0为方式3时，T1可定为方式0、方式1和方式2，用来

6、作为串行口的波特率发生器，或不需要中断的场合。（1）T1工作在方式0,图6-9,（2）T1工作在方式1（3）T1工作在方式2,图6-10,图6-11,（4）T1工作在方式3。T1的控制字中M1、M0=11时，T1停止计数。在T0为方式3时，T1运行的控制条件只有两个，即C/T*和M1、M0。C/T*选择定时器模式或计数器模式，M1、M0选择T1运行的工作方式。,6.3 计数器模式对输入信号的要求 外部计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24，例如选用12MHz频率的晶体，则可输入500KHz的外部脉冲。输入信号的高、低电平至少要保持一个机器周期。如图6-12所示，图中Tcy为机器周期。,图

7、6-12,6.4 定时器/计数器的编程和应用 4种工作方式中，方式0与方式1基本相同，由于方式0是为兼容MCS-48而设，初值计算复杂，在实际应用中，一般不用方式0，而采用方式1。6.4.1 方式1应用 例6-1 假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出一个周期为2ms的方波，如图6-13所示。,图6-13,方波的周期用T0来确定，让T0每隔1ms计数溢出1次(每1ms产生一次中断)，CPU响应中断后，在中断服务程序中对P1.0取反。(1)计算初值X 设初值为X，则有:(216-X)210-6=110-3 216-X=500 X=65036 X化为16进制，即 所以，T0的初值为：TH

8、0=0FEH TL0=0CH(2)初始化程序设计,对寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确设置，将计数初值送入定时器中。(3)程序设计 中断服务程序除产生方波外，还要注意将计数初值重新装入定时器中，为下一次中断作准备。参考程序：ORG 0000HRESET:AJMP MAIN；转主程序 ORG 000BH；T0的中断入口 AJMP IT0P；转T0中断处理程序IT0P ORG 0100HMAIN:MOV SP,#60H；设堆栈指针 MOV TMOD,#01H；设置T0为方式1,ACALL PT0M0；调用子程序PT0M0HERE:AJMP HERE；自身跳转PT0M0:MOV T

9、L0,#0CH；T0中断服务程序，T0重新置初值 MOV TH0,#0FEH SETB TR0；启动T0 SETB ET0；允许T0中断 SETB EA；CPU开中断 RETITOP:MOV TL0,#0CH；T0中断服务子程序，T0置初值 MOV TH0,#0FEH CPL P1.0；P1.0的状态取反 RETI查询方式的参考程序:MOV TMOD,#01H；设置T0为方式1,SETB TR0；接通T0LOOP:MOV TH0,#0FEH；T0置初值 MOV TL0,#0CHLOOP1：JNB TF0,LOOP1；查询TF0标志 CLR TR0；T0溢出，关闭T0 CPL P1.0；P1.0

10、的状态求反 SJMP LOOP例6-2 假设系统时钟为6MHz，编写定时器T0产生1秒定时的程序。（1）T0工作方式的确定定时时间较长，采用哪一种工作方式？由各种工作方式的特性，可计算出：方式0最长可定时16.384ms;,方式1最长可定时131.072ms;方式2最长可定时512s。选方式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。（2）计算计数初值 因为：(216-X)210-6=10-1 所以：X=15536=3CB0H 因此：TH0=3CH，TL0=B0H（3）10次计数的实现 采用循环程序法。（4）程序设计 参考程序:,ORG 0000HRESET：LJMP MAIN；上电，转主程

11、序入口MAIN ORG 000BH；T0的中断入口 LJMP IT0P；转T0中断处理程序IT0P ORG 1000H MAIN：MOV SP,#60H；设堆栈指针 MOV B,#0AH；设循环次数10次 MOV TMOD,#01H；设T0工作在方式1 MOV TL0,#0B0H；给T0设初值 MOV TH0,#3CH SETB TR0；启动T0 SETB ET0；允许T0中断,SETB EA；CPU开放中断 HERE：SJMP HERE；等待中断 ITOP：MOV TL0,#0B0H；T0中断子程序，重装初值 MOV TH0,#3CH；DJNZ B，LOOP CLR TR0；1s定时时间到，

12、停止T0工作 LOOP：RETI 6.4.2 方式2的应用省去程序中重装初值的指令，并可产生相当精确的定时时间。例6-3 当T0（P3.4）引脚上发生负跳变时，从P1.0引脚上输出一个周期为1ms的方波,如图6-13所示。（假设时钟为6MHz）,（1）工作方式选择T0为方式1计数，初值 0FFFFH，即外部计数输入端T0（P3.4）发生一次负跳变时，T0加1且溢出，溢出标志TF0置“1”，发中断请求。在进入T0中断程序后，把F0标志置“1”，说明T0脚已接收了负跳变信号。,图6-14,T1定义为方式2定时。在T0脚发生一次负跳变后，启动T1每500s产生一次中断，在中断服务程序中对P1.0求反

13、，使P1.0产生周期1ms的方波。（2）计算T1初值设T1的初值为X：则(28-X)210-6=510-4 X=28-250=6=06H（3）程序设计 ORG 0000H RESET:LJMP MAIN；复位入口转主程序 ORG 000BH JMP IT0P；转T0中断服务程序,ORG 001BH LJMP IT1P；转T1中断服务程序 ORG 0100HMAIN:MOV SP,#60H ACALL PT0M2；调用对T0，T1初始化子程序LOOP:MOV C,F0；T0产生过中断了吗，产生过；中断，则F0=1 JNC LOOP；T0没有产生过中断，则跳到；LOOP，等待T0中断 SETB T

14、R1；启动T1 SETB ET1；允许T1中断HERE:AJMP HERE,PT0M2:MOV TMOD,#26H；初始化，T1为方式2定；时，T0为方式1计数 MOV TL0,#0FFH；T0置初值 MOV TH0,#0FFH SETB TR0；启动T0 SETB ET0；允许T0中断 MOV TL1,#06H；T1置初值 MOV TH1,#06H CLR F0；把T0已发生中断标志F0清0 SETB EA RET IT0P:CLR TR0；T0中断服务程序，停止T0计数,SETB F0；建立产生中断标志 RETIIT1P:CPL P1.0；T1中断服务，P1.0位取反 RETI在T1定时中

15、断服务程序IT1P中，省去了T1中断服务程序中重新装入初值06H的指令。例6-4 利用T1的方式2对外部信号计数，要求每计满100个数，将P1.0取反。本例是方式2计数模式的应用。（1）选择工作方式,外部信号由T1(P3.5)脚输入,每发生一次负跳变计数器加1，每输入100个脉冲，计数器产生溢出中断，在中断服务程序中将P1.0取反一次。T1 方式2的控制字为TMOD=60H。不使用T0时，TMOD的低4位可任取，但不能使T0进入方式3，这里取全0。（2）计算T1的初值X=28-100=156=9CH 因此，TL1的初值为9CH，重装初值寄存器TH1=9CH（3）程序设计 ORG 0000HLJ

16、MP MAINORG 001BH；T1中断服务程序入口,CPL P1.0；P1.0位取反 RETI ORG 0100H MAIN:MOV TMOD,#60H；设T1为方式2计数 MOV TL0,#9CH；T0置初值 MOV TH0,#9CH SETB TR1；启动T1 HERE:AJMP HERE6.4.3 方式3的应用T0 方式3时，TL0和TH0被分成两个独立的8位定时器/计数器。其中，TL0：8位定时器/计数器；TH0：8位定时器。,当T1作串行口波特率发生器时，T0才设置为方式3。例6-5 假设某89C51应用系统的两个外中断源已被占用，设置T1工作在方式2，作波特率发生器用。现要求增

17、加一个外部中断源，并控制P1.0引脚输出一个5kHz的方波。设系统时钟为6MHz。,图6-15,（1）选择工作方式TL0为方式3计数，把T0引脚（P3.4）作附加的外中断输入端，TL0初值设为0FFH，当检测到T0引脚电平出现负跳变时，TL0溢出，申请中断，这相当于跳沿触发的外部中断源。TH0为8位方式3定时，控制P1.0输出5kHz的方波信号。如图6-15所示。（2）初值计算TL0的初值设为0FFH。5kHz的方波的周期为200s，TH0的定时时间为,100s。TH0初值X计算如下：(28-X)210-6=110-4 X=28-100=156=9CH（3）程序设计 ORG 0000H LJM

18、P MAIN ORG 000BH；T0中断入口 LJMP TL0INT；跳T0(TL0)中断服务程序 ORG 001BH；在T0方式3时，TH0占用T1的中断 LJMP TH0INT；跳TH0中断服务程序 ORG 0100H,MAIN：MOV TMOD,#27H；TL0方式3计数,TH0定时，T1方式2；定时（波特率发生器）MOV TL0,#0FFH；置TL0初值 MOV TH0,#9CH；置TH0初值 MOV TL1,#dataL；data为波特率常数 MOV TH1,#dataH MOV TCON,#55H；允许T0中断 MOV IE,#9FH；启动T1 中断处理TL0INT：MOV TL

19、0,#0FFH；TL0中断服务程序，；TL0重新装入初值,中断处理 TH0INT：MOV TH0,#9CH；TH0中断服务程序，TH0重；新装入初值 CPL P1.0；P1.0位取反输出 RETI,6.4.4 门控制位GATE的应用测量脉冲宽度GATE1可使定时器/计数器T1的启动计数受INT1*的控制，可测量引脚INT1*（P3.3）上正脉冲的宽度（机器周期数）。,图6-16,参考程序：ORG 0000HRESET:AJMP MAIN；复位入口转主程序 ORG 0100H MAIN:MOV SP,#60H MOV TMOD,#90H；90H为T1方式1定时控制字 MOV TL1,#00H M

20、OV TH1,#00HLOOP0:JB P3.3,LOOP0；INT1*高,则循环 SETB TR1；如INT1*为低，启动T1LOOP1:JNB P3.3,LOOP1；INT1*低，则循环LOOP2:JB P3.3,LOOP2；INT1*高,T1计数则循环,CLR TR1；INT1*低，停止T1计数 MOV A,TL1；T1计数值送A将A中的T1计数值送显示缓冲区转换成显示的代码 LOOP3:LCALL DIR；调用显示子程序DIR；显示T1计数值 AJMP LOOP3；执行程序，使INT1*引脚上出现的正脉冲宽度以机器周期数的形式显示在显示器上。6.4.5 实时时钟的设计 1实时时钟实现的

21、基本思想,如何获得1秒的定时，可把定时时间定为100ms，采用中断方式进行溢出次数的累计，计满10次，即得到秒计时。片内RAM中规定3个单元作为秒、分、时单元，具体安排如下：42H：“秒”单元；41H：“分”单元；40H：“时”单元从秒到分，从分到时是通过软件累加并进行比较的方法来实现的。2程序设计（1）主程序的设计流程如图6-17所示。,（2）中断服务程序的设计中断服务程序主要功能是实现秒、分、时的计时处理。参考程序略。,图6-17,图6-18,ORG1000H AJMPMAIN;上电,跳向主程序 ORG 000BH;T0的中断入口 AJMP IT0PMAIN:MOV TMOD,#01H;设

22、T0为方式1 MOV 20H,#0AH;装入中断次数 CLR A MOV 40H,A;“时”单元清“0”MOV 41H,A;“分”单元清“0”MOV 42H,A;“秒”单元清“0”SETB ET0;允许T0申请中断SETB EA;总中断允许 MOV TH0,#3CH;给T0装入计数初值,MOV TL0,#0B0H SETB TR0;启动T0HERE:SJMP HERE;等待中断（也可调用显示子程序）IT0P:PUSH PSW;T0中断服务子程序入口,保护现场 PUSH Acc MOV TH0,#3CH;重新装入初值 MOV TL0,#0B0H DJNZ 20H,RETURN;1秒未到,返回 M

23、OV 20H,#0AH;重置中断次数 MOV A,#01H;“秒”单元增1 ADD A,42H DA A;“秒”单元十进制调整 MOV 42H,A;“秒”BCD码存回“秒”单元 CJNE A,#60,RETURN;是否到60秒,未到则返回 MOV 42H,#00H;计满60秒,“秒”单元清“0”MOV A,#01H;“分”单元增1,ADD A,41H DA A;“分”单元十进制调整 MOV 41H,A;“分”的BCD码存回“分”单元 CJNE A,#60,RETURN;是否到60分,未到则返回 MOV 41H,#00H;计满60分,“分”单元清“0”MOV A,#01H;“时”单元增1 ADD

24、 A,40H DA A;“时”单元十进制调整 MOV 40H,A CJNE A,#24,RETURN;是否到24小时,未到则返回 MOV 40H,#00H;到24小时,“时”单元清“0”RETURN:POP Acc;恢复现场 POP PSW RETI;中断返回 END,6.4.6 定时器/计数器作为外部中断源的使用方法定时器/计数器选择为计数器模式时，定时器/计数器T0（或T1）设置为方式2（自动恢复常数方式）计数工作模式，计数器TH0、TL0初值均为0FFH，并允许T0中断，总中断开放。当T0引脚上发生负跳变时，T0（或T1）计数器溢出，TF0（或TF1）置“1”，发出中断请求。利用这一特性

25、，可以把T0（或T1）引脚作为外部中断请求输入引脚，而溢出标志TF0（或TF1）可作为外部中断请求标志。初始化程序：ORG0000HAJMPIINI;跳到初始化程序,IINI:MOV TMOD,#06H;设置T0为方式2MOV TL0,#0FFH;给计数器设置初值MOV TH0,#0FFH SETB ET0;允许T0中断 SETB EA;开中断 SETBTR0;启动T0,开始计数 当连在P3.4（T0引脚）的外部中断请求输入线上的电平发生负跳变时，TL0加1，产生溢出，TF0置“1”，向CPU发出中断请求，同时TH0的内容0FFH送TL0，即TL0恢复初值0FFH。这样，P3.4脚相当于一个跳沿触发的外部中断请求源输入端。对P3.5也可做类似的处理。,