定时器计数器习题.ppt

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1、1,第6章 定时器/计数器习题,1,2,6.4 定时器/计数器的编程和应用4种方式，方式0与方式1基本相同，只是计数位数不同。方式0初值计算复杂，一般不用方式0，而用方式1。6.4.1 方式1的应用【例6-1】假设系统时钟频率采用6MHz，在P1.0引脚上输出一个周期为2ms的方波，如图6-13所示。,2,图6-13 P1.0引脚上输出周期为2ms的方波,3,基本思想：方波周期T0确定，T0每隔1ms计数溢出1次，即T0每隔1ms产生一次中断，CPU响应中断后，在中断服务子程序中对P1.0取反,如图6-13所示。为此要做如下几步工作。（1）计算计数初值X机器周期=2s=2106s设需要装入T0

2、的初值为X，则有(216X)2106=1103，216X=500，X=65036。X化为十六进制数，即：65036=FE0CH。T0的初值为TH0=FEH，TL0=0CH。,3,4,（2）初始化程序设计采用定时器中断方式工作。包括定时器初始化和中断系统初始化，主要是对寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确的设置，并将计数初值送入定时器中。（3）程序设计中断服务子程序除了完成所要求的产生方波的工作之外，还要注意将计数初值重新装入定时器，为下一次产生中断做准备。本例，主程序用一条转至自身的短跳转指令来代替。,4,5,参考程序如下：ORG0000H；程序入口RESET：AJMP MAI

3、N；转主程序 ORG 000BH；T0中断入口 AJMP IT0P；转T0中断处理程序IT0P ORG 0100H；主程序入口MAIN：MOV SP，#60H；设堆栈指针 MOV TMOD，#01H；设置T0为方式1定时 ACALL PT0M0；调用初始化子程序PT0M0HERE：AJMP HERE；原地循环，等待中断,5,6,PT0M0：MOV TL0，#0CH；T0初始化，装初值的低8位 MOV TH0，#0FEH；装初值的高8位 SETB ET0；允许T0中断 SETB EA；总中断允许 SETB TR0；启动T0 RETIT0P：MOV TL0，#0CH；中断子程序，T0重装初值 MO

4、V TH0，#0FEH CPL P1.0；P1.0的状态取反 RETI程序说明：当单片机复位时，从程序入口0000H跳向主程序MAIN处执行。其中调用了T0初始化子程序PT0M0。,6,7,子程序返回后，程序执行“AJMP HERE”指令，则循环等待。当响应T0定时中断时，则跳向T0中断入口，再从T0中断入口跳向IT0P标号处执行T0中断服务子程序。当执行完中断返回的指令“RETI”后，又返回断点处继续执行循环指令“AJMP HERE”。在实际的程序中，“AJMP HERE”实际上是一段主程序。当下一次定时器T0的1ms定时中断发生时，再跳向T0中断入口，从而重复执行上述过程。如CPU不做其他

5、工作，也可用查询方式进行控制，程序要简单得多。,7,8,查询方式参考程序：MOVTMOD，#01H；设置T0为方式1LOOP：MOVTH0，#0FEH；T0置初值 MOVTL0，#0CH SETBTR0；接通T0LOOP1：JNB TF0，LOOP1；查TF0，TF0=0，T0未溢出；TF0=1，T0溢出，CLRTR0；T0溢出，关断T0 CPLP1.0；P1.0的状态求反 SJMPLOOP查询程序虽简单，但CPU必须要不断查询TF0标志，工作效率低。,8,9,【例6-2】系统时钟为6MHz，编写定时器T0产生1s定时的程序。基本思想：采用定时器模式。因定时时间较长，首先确定采用哪一种工作方式

6、。时钟为6MHz的条件下，定时器各种工作方式最长可定时时间：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。由上可见，可选方式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。,9,10,（1）计算计数初值X因为(216X)2106=101，所以X=15536=3CB0H。因此TH0=3CH，TL0=B0H。（2）10次计数的实现对于中断10次的计数，采用B寄存器作为中断次数计数器。（3）程序设计参考程序如下：ORG0000H；程序运行入口RESET：LJMP MAIN；跳向主程序入口MAIN ORG000BH；T0的中断入口 LJMPIT0P；转T

7、0中断处理子程序IT0P ORG1000H；主程序入口,10,11,MAIN：MOVSP，#60H；设堆栈指针 MOVB，#0AH；设循环次数10次 MOVTMOD，#01H；设置T0工作在方式1定时 MOV TL0，#0B0H；给T0设初值 MOV TH0，#3CH SETBET0；允许T0中断 SETBEA；总中断允许 SETBTR0；启动T0HERE：SJMPHERE；原地循环，等待中断,11,12,IT0P：MOVTL0，#0B0H；T0中断子程序，T0重装初值 MOVTH0，#3CH DJNZB，RTURN；B中断次数计数，减1非0则；中断返回 CLRTR0；1s定时时间到，停止T0

8、工作SETBF0；1s定时时间到标志F0置1RTURN：RETI程序说明：不论1s定时时间是否已到，都返回到“SJMP HERE”指令处。“SJMP HERE”指令实际是一段主程序。在这段主程序中再通过对F0标志的判定，可知1s定时是否到，再进行具体处理。,12,13,6.4.2 方式2的应用方式2是一个可以自动重新装载初值的8位计数器/定时器。可省去重装初值指令。当某个定时器/计数器不使用时，可扩展一个负跳沿触发的外中断源。【例6-3】扩展一个负跳沿触发的外部中断源，把定时器/计数器T0脚作为外部中断请求输入端，溢出标志TF0作为外中断请求标志。基本思想：设为方式2（自动装入常数方式）计数模

9、式，TH0、TL0初值均为0FFH。当T0脚发生负跳变时，T0计数溢出，TF0置“1”，单片机发出中断请求。,13,14,初始化程序：ORG0000H AJMPIINI；跳到初始化程序 ORG000BH AJMPIT0P；跳到外中断处理程序IINI：MOV TMOD，#06H；设置T0为方式2 MOV TL0，#0FFH；设T0初值 MOV TH0，#0FFH SETB ET0；允许T0中断 SETB EA；总中断允许 SETBTR0；启动T0 IT0P：外中断处理程序段,14,15,程序说明：当连接在P3.4（T0脚）的外部中断请求输入脚电平发生负跳变时，TL0加1，产生溢出，TF0置“1”

10、，向单片机发出中断请求，同时TH0的内容0FFH送TL0，即TL0恢复初值0FFH。P3.4脚相当于一个负跳沿触发的外中断请求源输入。对P3.5也可做类似的处理。【例6-4】当T0（P3.4）引脚上发生负跳变时，作为P1.0引脚产生方波的启动信号。开始从P1.0脚上输出一个周期为1ms的方波，如图6-14所示（系统时钟6MHz）。,15,16,基本思想：T0设为方式1计数，初值为FFFFH。当外部计数输入端T0（P3.4）发生一次负跳变时，T0加1且溢出，溢出标志TF0置“1”，向CPU发出中断请求，此时T0相当于一个负跳沿触发的外部中断源。进入T0中断程序后，F0标志置“1”，说明T0引脚上

11、已接收过负跳变信号。T1定义为方式2定时。在T0引脚产生一次负跳变后，启动T1每500s产生一次中断，在中断服务子程序中对P1.0求反，使P1.0产生周期1ms的方波。由于省去重新装初值指令，所以可产生精确的定时时间。,16,17,17,图6-14 负跳变触发输出一个周期为1ms的方波,18,（1）计算T1的初值设T1的初值为x，则(28x)2106=5104x=28250=6=06H（2）程序设计参考程序：ORG 0000H；程序入口RESET：LJMP MAIN；跳向主程序MAIN ORG 000BH；T0的中断入口 LJMP IT0P；转T0中断服务程序 ORG 001BH；T1的中断入

12、口,18,19,LJMP IT1P；转T1中断服务程序 ORG 0100H；主程序入口MAIN：MOV SP，#60H；设堆栈指针 ACALL PT0M2；调用对T0，T1初始化子程序LOOP：MOV C，F0；T0是否产生过中断，若产生；过，F0置1 JNC LOOP；T0未产生中断，C=0，则跳；到LOOP，等待T0中断 SETB ET1；允许T1产生定时中断SETB TR1；启动T1HERE：AJMP HERE,19,20,PT0M2：MOV TMOD，#26H；对T0，T1初始化，T0方式1；计数，T1方式2定时 MOV TL0，#0FFH；T0置初值 MOV TH0，#0FFH SE

13、TB 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；总中断允许 SETB TR0；启动T0 RET,20,21,IT0P：CLRTR0；T0中断服务程序，停止T0计数 SETBF0；把T0引脚接收过负脉冲标志F0置1，；即接收过负跳变 RETIIT1P：CPL P1.0；T1中断服务程序，P1.0位取反 RETI程序说明：当单片机复位时，从0000H跳向主程序MAIN处执行程序。其中调用了对T0，T1初始化子程序PT0M2。子程序返回后执行标号LOOP处指令，循环等待T0引脚上负脉冲的到来。由于

14、负脉冲到来的标志位F0的复位初始值为0，所以程序就在标号LOOP处循环等待。,21,22,当T0（P3.4）脚发生负跳变时，由于T0计数溢出，则跳向T0中断服务子程序。此时停止T0计数，并把T0引脚接收过负脉冲的标志F0置1。当中断返回时，由于F0已被置1，则程序跳出LOOP处的循环等待。此时执行指令来允许T1中断，并启动T1定时，然后执行“AJMP HERE”指令，循环等待，等待T1的500s定时中断到来。当T1的500s定时中断产生时，则进入T1的中断服务子程序IT1P，把P1.0脚电平取反。由于是自动装初值，省去对T1重装初值指令。中断返回后，到“AJMP HERE”处等待T1的500s

15、定时中断。如此重复，即得到图6-14波形。,22,23,【例6-5】利用定时器T1的方式2计数，每计满100个数，将P1.0取反。本例是方式2计数模式的应用举例。（1）选择工作方式外部信号由T1（P3.5）引脚输入，每发生一次负跳变计数器便加1，每输入100个脉冲，计数器将产生溢出中断，在中断服务程序中将P1.0取反一次。T1工作在方式2的控制字TMOD=60H。不使用T0时，TMOD低4位任取，但不能使T0为方式3，这里取全0。（2）计算T1的初值X=28100=156=9CHTL1的初值为9CH，重装初值寄存器TH1=9CH。,23,24,（3）参考程序：ORG0000H；程序运行入口 L

16、JMPMAIN；跳向主程序MAIN ORG001BH；T1中断服务程序入口 CPLP1.0；P1.0位取反 RETI ORG0100H；主程序入口MAIN：MOV TMOD，#60H；设置T1为方式2计数 MOVTL0，#9CH；T0置初值 MOVTH0，#9CH SETBTR1；启动T1HERE：AJMPHEREEND,24,25,程序说明：由于T1的中断服务子程序只有两条指令，不超过8个字节，所以进入T1中断服务程序入口后，没有选择再跳转。6.4.3 方式3的应用方式3下的T0和T1大不相同。T0工作在方式3，TL0和TH0被分成两个独立的8位定时器/计数器。其中，TL0可作为8位的定时器

17、/计数器，而TH0只能作为8位的定时器。此时T1只能工作在方式0、1或2。一般情况下，当T1用作串行口波特率发生器时，T0才设置为方式3。此时，常把定时器T1设置为方式2，用作波特率发生器。,25,26,【例6-6】假设某AT89S51单片机应用系统的两个外部中断源已被占用，设置T1工作在方式2，用作波特率发生器。现要求增加一个外部中断源，并控制P1.0引脚输出一个5kHz（周期为200s）的方波。设时钟为12MHz。基本思想：设置TL0工作在方式3计数模式，TL0的初值设为0FFH，当检测到T0脚信号出现负跳变时，TL0溢出，同时向CPU申请中断，这里T0脚作为一个负跳沿触发的外部中断请求输

18、入端。在中断处理子程序中，启动TH0，TH0事先被设置为方式3的100s定时，从而控制P1.0输出周期为200s的方波信号，如图6-15所示。,26,27,27,图6-15 定时器P1.0输出的方波信号,28,（1）初值X计算TL0的初值设为0FFH。5kHz方波的周期为200s，因此TH0的定时时间为100s。初值X计算：(28X)1106=1104 X=28100=156=9CH（2）程序设计ORG0000H LJMPMAIN ORG 000BH；TL0中断入口，TL0使用T0的中断 LJMP TL0INT；跳向TL0中断服务程序，TL0占用T0中断,28,29,ORG 001BH；TH0

19、中断入口，T1为方式3时，TH0；使用了T1的中断LJMP TH0INT；跳向TH0中断服务程序ORG 0100H；主程序入口MAIN：MOVTMOD，#27H；T0方式3，T1方式2定时作串；行口波特率发生器 MOVTL0，#0FFH；置TL0初值 MOVTH0，#9CH；置TH0初值 MOVTL1，#datal；TL1装入串口波特率常数MOV TH1，#datah；TH1装入串口波特率常数 MOV TCON，#15H；允许T0中断,29,30,MOVIE，#9FH；设置中断允许，总中断允许，；TH0、TL0中断允许HERE：AJMP HERE；循环等待TL0INT：MOV TL0，#0FF

20、H；TL0中断服务处理子程序，TL0；重新装入初值 SETB TR1；开始启动TH0定时 RETITH0INT：MOV TH0，#9CH；TH0中断服务程序，TH0重新；装入初值 CPLP1.0；P1.0位取反输出 RETI,30,31,6.4.4 门控制位GATEx的应用测量脉冲宽度介绍门控制位GATE的具体应用，测量（P3.3）引脚上正脉冲的宽度。【例6-7】门控位GATE1可使T1的启动计数受 的控制，当GATE1=1，TR1=1时，只有 INT1*引脚输入高电平时，T1才被允许计数。可测量 引脚（P3.3）上正脉冲的宽度。其方法如图6-16所示。,31,图6-16 利用GATE位测量正

21、脉冲的宽度,32,参考程序：ORG0000HRESET：AJMP MAIN；复位入口转主程序 ORG 0100H；主程序入口MAIN：MOV SP，#60H MOVTMOD，#90H；向TMOD写控制字，T1为方；式1定时，GATE1=1 MOV TL1，#00H MOV TH1，#00HLOOP0：JB P3.3，LOOP0；等待 低 SETB TR1；如 为低，启动T1,32,33,LOOP1：JNB P3.3，LOOP1；等待 升高LOOP2：JB P3.3，LOOP2；为高，此时计数器计数，；等待 降低 CLR TR1；停止T1计数 MOV A，TL1；T1计数值送A；将T1计数值送显

22、示器 END执行以上程序，使 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。,33,将A中的T1计数值送到显示器显示,34,6.4.5 实时时钟的设计介绍使用定时器/计数器实现时钟。1实现实时时钟的基本思想最小计时单位是秒，如何获得1s的定时时间呢？从前面介绍知，定时器方式1，最大定时时间也只能131ms。可将定时器的定时时间定为100ms，中断方式进行溢出次数的累计，计满10次，即得秒计时。而计数10次可用循环程序的方法实现。初值的计算如例6-2。片内RAM规定3个单元为秒、分、时单元:42H：“秒”单元；41H：“分”单元；40H：“时”单元,34,35,从秒到分，从分到时是通过

23、软件累加并比较来实现。要求每满1秒，则“秒”单元42H中的内容加1；“秒”单元满60，则“分”单元41H中的内容加1；“分”单元满60，则“时”单元40H中的内容加1；“时”单元满24，则将42H、41H、40H的内容全部清“0”。2程序设计（1）主程序设计进行定时器T0初始化，并启动T0，然后反复调用显示子程序，等待100ms中断到来。流程如图6-17所示。（2）中断服务程序的设计实现秒、分、时的计时处理。流程如图6-18所示。,35,36,36,图6-17 时钟主程序流程,37,37,图6-18 中断服务程序流程,38,参考程序：ORG0000H AJMPMAIN；上电，跳向主程序 ORG

24、 000BH；T0的中断入口 AJMP IT0PORG1000HMAIN：MOV TMOD，#01H；设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”,38,39,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；等中断（也可调用显示子程序）IT0P：PUSH PSW；T0中断子程序入口，保护现场 PUSH Acc MO

25、V TH0，#3CH；重新装入初值 MOV TL0，#0B0H DJNZ 20H，RETURN；1秒时间未到，返回 MOV 20H，#0AH；重置中断次数 MOV A，#01H；“秒”单元增1,39,40,ADD A，42H DA A；“秒”单元十进制调整 MOV 42H，A；“秒”的BCD码存回“秒”单元 CJNE A，#60H，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，#60H，RETURN；是否到60分，未到则返回,40,41,MOV 41H，#00H；计满60分，“分”单元清“0”MOV A，#01H；“时”单元增1 ADD A，40H DA A；“时”单元十进制调整 MOV 40H，A CJNE A，#24H，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,41,