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1、以MCS-51单片机为例讲解通信工程学院自动化系主讲人：张志成,单片机原理及应用,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 2,课程安排,第一章 MCS-51单片机概述第二章 MCS-51单片机的硬件结构第三章 单片机C语言程序设计第四章 MCS-51单片机的中断系统第五章 MCS-51单片机的定时器/计数器第六章 MCS-51单片机的串行通信第七章 MCS-51单片机的外围器件及扩展,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 3,第五章 MCS-51单片机的定时器/计数器,5.1 定时器/计数器的工作原理5.2 定时器/计数器的工作方式5.3 定时器/计数器的应用,2023/
2、7/7,吉林大学通信工程学院,Page 4,5.1 定时器/计数器的工作原理,一、定时器/计数器的概念定时器计数频率：晶振频率的1/12计数器最大计数频率：晶振频率的1/24,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 5,二、MCS-51的定时器/计数器简介 2个16位的定时/计数器，有多种工作方式。定时/计数器工作在定时模式时，计数脉冲信号来自单片机的内部，计数速率是晶振频率的1/12，当计数器启动后，每个机器周期计数器自动加1。定时/计数器工作在计数模式时，计数器对外部脉冲进行计数，计数器计P3.4(T0脚）P3.5(T1脚）负跳变次数。每产生一次负跳变，计数器自动加1。,2023
3、/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 6,MCS-51定时器/计数器的逻辑结构,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 7,定时/计数器的工作方式寄存器（TMOD，89H）,TMOD,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 8,定时/计数器控制寄存器（TCON，88H）,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 9,5.2 定时器/计数器的工作方式,一、定时器/计数器的工作方式选择,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 10,二、定时器/计数器的工作方式 1、方式0,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 11,在方式0下，当为计数工作方式
4、时，计数值的范围是：18192（213）；当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：（213一计数初值）晶振周期12或（213计数初值）机器周期。其时间单位分别与晶振周期或机器周期相同。例 单片机晶振频率为12MHz，使用定时器T0以方式0产生周期为1ms的等宽正方波连续脉冲，并由P1.0输出，以查询方式完成。,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 12,2、方式1,定时器计数器T0工作方式1的逻辑结构,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 13,在方式1下，当为计数工作方式时，计数值的范围是：165536（216）；当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：（216一
5、计数初值）晶振周期12或（216计数初值）机器周期。其时间单位分别与晶振周期或机器周期相同。例 单片机晶振频率为12MHz，使用定时器T1以方式1产生频率为500Hz的等宽正方波连续脉冲，并由P1.0输出，以中断方式完成。,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 14,3、方式2,定时器计数器0在工作方式2的逻辑结构,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 15,在方式1下，当为计数工作方式时，计数值的范围是：1256（28）；当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：（28一计数初值）晶振周期12或（28计数初值）机器周期。其时间单位分别与晶振周期或机器周期相同。,202
6、3/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 16,4、方式3,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 17,T0方式3情况下的T1（1）T1可以选择方式0、1或2。此时计数溢出标志位TF1及T1中断矢量(地址为001BH)已被TH0所占用，所以T1仅能作为波特率发生器或其它不用中断的地方。（2）T1作串行口波特率发生器时，其计数溢出直接送至串行口。只需设置好工作方式，串行口波特率发生器自动开始运行。（3）如果要停止T1，只需编程将TMOD中T1的M1、M0位设置为1、1即可。,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 18,(c)T1方式2,2023/7/7,吉林大学通信工程
7、学院,Page 19,例 设单片机晶振频率为12MHz，利用定时器工作于方式3的T0分别产生周期为100s和200s的定时等宽正方波连续脉冲，并分别由P1.0和P1.1口输出，以查询方式完成。,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 20,使用定时器/计数器时应注意以下几个方面：（1）MCS51的定时器/计数器为加1计数器。（2）定时器/计数器T1的工作方式没有方式3，如果设置它为方式3（M1M0=11），定时器/计数器T1停止工作。（3）一般情况下，定时器/计数器T1溢出后，TF1自动置1，可以以此为判断标志，检测定时或计数是否完成，但在定时器/计数器T0设置为方式3时，TF1为1
8、时意味着8位计数器TH0溢出，TF0为1表示8位计数器TL0溢出。（4）在计数器模式时，计数脉冲的频率不高于振荡器频率的1/24。,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 21,5.3 定时器/计数器的应用,一、定时器/计数器的初始化（1）确定工作方式（2）装载定时器或计数器的初值（3）根据要求是否采用中断方式（4）启动定时器工作,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 22,二、定时器/计数器的应用举例 1、利用定时器/计数器扩展外部中断具体实现方法为：（1）置定时器/计数器为工作方式2，即自动装载8位计数方式，以便在一次中断响应后，自动为下一次中断请求作好准备。（2）高
9、低8位计数器（TH和TL）均置为0FFH。（3）扩展的外部中断请求信号接计数输入端（T0或T1）。（4）把扩展外中断服务程序存放在所用的定时器/计数器中断入口地址。,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 23,例 将定时器/计数器T0扩展为一个外部中断源，采用工作方式2，TH0和TL0初值均为0FFH，允许T0中断，CPU开发中断。其初始化程序为：MOV TMOD，#06H；置计数器0为工作方式2MOV TH0，#0FFH；置计数初值MOV TL0，#0FFH；SETB EA；开中断SETB ET0；计数器0允许中断SETB TR0；计数启动,2023/7/7,吉林大学通信工程学院
10、,Page 24,2、测量脉冲宽度或周期例 某一应用系统需要对INT0引脚的正脉冲测试其脉冲宽度。分析：可以设置定时器/计数器0为定时方式，工作在模式1，且置位GATE位为1，将外部需测试的脉冲从INT0引脚输入，设机器周期为1s。,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 25,sbit P3_2=P32;unsigned int_test()TMOD=0 x09;TL0=0 x00;TH0=0 x00;while(P3_2);TR0=1;while(!P3_2);while(P3_2);TR0=0;return(TH0*256+TL0);,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,P
11、age 26,3、工业控制系统计数,控制系统原理,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 27,三、定时器/计数器应用总结MCS-51单片机内部有2个可编程的16位定时/计数器T0和T1，它们既可以作为定时器，又可以作为外部事件的计数器，还可以作为串行口的波特率发生器。T0有4种工作方式，而T1有3种工作方式。定时/计数器T0的计数器由TL0和TH0构成；定时/计数器T1的计数器由TL1和TH1构成。T0和T1有多种工作方式，由定时/计数器方式寄存器TMOD设置。,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 28,T0和T1的启动和停止由定时/计数器控制寄存器TCON控制，当计数器计数溢出时，其溢出标志位TF0和TF1被置1，并可以以此标志向CPU提出中断请求。定时/计数器工作在计数模式时，计数输入信号通过T0（P3.4）、T1（P3.5）两个引脚输入，信号发生1到0负跳变时，计数器自动加1。计数输入信号的频率不能高于晶振频率的1/24。定时/计数器工作在定时模式时，每个机器周期产生一个计数脉冲，计数器自动加1，计数速率是晶振频率的1/12。,2023/7/7,吉林大学通信工程学院,Page 29,
