單片機原理及應(yīng)用c語言版6mcs-51單片機定時器計數(shù)器_第1頁
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文檔簡介

1、單片機原理及應(yīng)用 (C語言版)第6章 MCS-51單片機定時器/計數(shù)器,主 編:周國運本章制作:仝選悅中國水利水電出版社,第6章 MCS-51單片機定時器/計數(shù)器,目 錄6.1 MCS-51定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)及原理6.2 定時器T0、T16.3 定時器T26.4 定時器應(yīng)用舉例,,本章主要討論MCS-51單片機定時器/計數(shù)器的邏輯結(jié)構(gòu)和工作原理。內(nèi)容主要有MCS-51單片機定時器T

2、0、T1、T2的邏輯結(jié)構(gòu),工作方式的選擇和應(yīng)用。 本章為單片機的主要內(nèi)容,也是第七章串行口的學(xué)習的基礎(chǔ)。,第6章 MCS-51單片機的定時器/計數(shù)器,6.1 MCS-51單片機定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)及原理,主要內(nèi)容6.1.1 MCS-51單片機定時器的結(jié)構(gòu)6.1.2 MCS-51單片機定時器的工作原理6.1.3 定時器/計數(shù)器的控制寄存器,6.1.1 MCS-51單片機定時器的結(jié)構(gòu),MCS-51單片機定時器/

3、計數(shù)器邏輯結(jié)構(gòu)圖:,6.1.1 MCS-51單片機定時器的結(jié)構(gòu),MCS-51主要由如下構(gòu)成:三個16位的可編程定時器/計數(shù)器:定時器/計數(shù)器0、1和2。每個定時器有兩部分構(gòu)成:THx和TLx特殊功能寄存器T2MOD和T2CON ,主要對T2進行控制。特殊功能寄存器TMOD和TCON ,主要對T0和T1進行控制。,6.1.1 MCS-51單片機定時器的結(jié)構(gòu),引腳P3.5、P3.4、P1.0,輸入計數(shù)脈沖。定時器T0、T1和T

4、2是3個中斷源,可以向CPU 發(fā)出中斷請求。定時器/計數(shù)器T2增加了兩個8位的寄存器:RCAP2H和RCAP2L。特殊功能寄存器之間通過內(nèi)部總線和控制邏輯電路連接起來。,6.1.2 MCS-51單片機定時器的工作原理,,定時器/計數(shù)器T0、T1、T2 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示。,6.1.2 MCS-51單片機定時器/計數(shù)器的工作原理,,從上圖可以看出: 定時器的實質(zhì)是一個加1計數(shù)器。C/T =0 ,為定時器方式。

5、計數(shù)信號由片內(nèi)振蕩電路提供,振蕩脈沖12分頻送給計數(shù)器,每個機器周期計數(shù)器值增1。 例如:如果晶振頻率為12MHz,則最高計數(shù)頻率為0.5MHz,,6.1.2 MCS-51單片機定時器/計數(shù)器的工作原理,,C/T =1 ,為計數(shù)方式。計數(shù)信號由Tx引腳(P3.4、P3.5和P1.0)輸入,每輸入一有效信號,相應(yīng)的計數(shù)器中的內(nèi)容進行加1??刂菩盘朤Rx=1時,定時器啟動。當定時器由全1加到全0時計滿溢出,從0開始

6、繼續(xù)計數(shù),TFx=1 ,向CPU申請中斷。,,6.1.3 定時器/計數(shù)器的方式和控制寄存器,1、T0、T1 工作模式寄存器TMOD 功能:確定定時器的工作模式。其格式如圖6-3所示:,GATE——外部門控制位。GATE=1,使用外部控制門。 TRx=1,P3.2(P3.3)=1時,啟動定時器。,,,6.1.3 定時器/計數(shù)器的方式和控制寄存器,GATE=0,不使用外部門控制計數(shù)器 C/T——定時或計數(shù)方式選擇

7、位 。C/T=0時,為定時器C/T=1時,為計數(shù)器 采樣過程:CPU在每機器周期S5P2期間,輸入信號進行采樣。若前一機器周期采樣值為1,下一機器周期采樣值為0,則計數(shù)器增1,隨后的機器周期S3P1期間,新的計數(shù)值裝入計數(shù)器。,,,,6.1.3 定時器/計數(shù)器的方式和控制寄存器,M1、M0——工作模式選擇位。如下表所示:,6.1.3 定時器/計數(shù)器的方式和控制寄存器,2、T0、T1的控制寄存器TCON,TF1、TF

8、0:T1、T0的溢出標志位 計數(shù)溢出,TFx=1。 中斷方式:自動清零; 查詢方式:軟件清零。,6.1.3 定時器/計數(shù)器的方式和控制寄存器,TR1、TR0:T1、T0啟??刂莆?。 置1,啟動定時器; 清0,關(guān)閉定時器。IE1、IE0:外部中斷1、0請求標志位IT1、IT0:外部中斷1、0觸發(fā)方式選擇位注意: GATE=1 ,TRx與P3.2(P3.3) 的配合。,6.2

9、 定時器T0、T1的工作模式及應(yīng)用,主要內(nèi)容6.2.1 模式0的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用6.2.2 模式1的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用6.2.3 模式2的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,6.2.1 模式0的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,M1M0=00,選擇模式0。邏輯結(jié)構(gòu)如圖6-5所示。(以T0為例) T0的結(jié)構(gòu):13位定時器/計數(shù)器。 由TH0的8位、TL0的低5位構(gòu)成(高3位未用) 工作過程:TL0溢出后向TH0進位

10、,TH0溢出后將TF0置位,并向CPU申請中斷。 定時時間=(213-定時初值)×機器周期 最大定時時間:213×機器周期,6.2.1 模式0的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,C/T=1,計數(shù)方式。計數(shù)脈沖由P3.4引腳輸入。C/T=0時,定時方式。,圖6-5 模式0的邏輯結(jié)構(gòu)圖,,,6.2.2 模式1的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,M1M0=01時,選擇模式1。邏輯結(jié)構(gòu)如下頁圖所示。 T0的結(jié)構(gòu):16位定時器/計數(shù)器。

11、 TL0:存放計數(shù)初值的低8位。 TH0存放計數(shù)初值的高8位;定時時間=(216-定時初值)×機器周期最大定時時間:216×機器周期,6.2.2 模式1的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,工作過程:當TL0計滿時,向TH0進1;當TH0計滿時,溢出使TF0=1,向CPU申請中斷。 MCS-51單片機之所以設(shè)置幾乎完全一 樣 的方式0和方式1,是出于與 MCS-48單片機兼容的。,6.2.3 模式2的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

12、,M1 M0 =10時,選擇模式2。邏輯結(jié)構(gòu)如圖6-7所示。 T0的結(jié)構(gòu): TL0:8位的定時器/計數(shù)器; TH0:8位預(yù)置寄存器,用于保存初值。 工作過程:當TL0計滿溢出時,TF0置1,向CPU發(fā)出中斷請求;同時引起重裝操作(TH0的計數(shù)初值送到TL0),進行新一輪計數(shù)。,6.2.3 模式2的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,圖6-7 模式2的邏輯結(jié)構(gòu)圖,6.2.3 模式2的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,定時時間=(28 - 初值

13、)×機器周期 最大定時時間=28 ×機器周期優(yōu)點:模式2能夠進行自動重裝載。模式0和1計數(shù)溢出后,計數(shù)器為全0。循環(huán)定時或計數(shù)時,需要重新設(shè)置初值。說明:在模式2能夠滿足計數(shù)或定時要求時,盡可能使用模式2。,6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,1、T0模式3的結(jié)構(gòu)特點 M1 M0 =11,選擇模式3。邏輯結(jié)構(gòu)如圖6-8和6-9所示: 結(jié)構(gòu): TL0、TH0分為兩個獨立的8位計數(shù)器 TL0: 8位定

14、時器/計數(shù)器使用T0所有的資源和控制位 TH0:8位定時器使用T1所有的資源(中斷向量、中斷控制ET1、PT1)和控制位(TR1、TF1),6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,,圖6-8 模式3下T0的邏輯結(jié)構(gòu)圖,6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,2、T0模式3時T1的工作模式T1可以模式0~模式2工作。T1的結(jié)構(gòu)如圖6-9所示由于TF1及中斷矢量被TH0占用,所以T1僅用作波特率發(fā)生器或其它不用中斷的地

15、方。T1作波特率發(fā)生器,其計數(shù)溢出直接送至串行口。設(shè)置好工作方式,串行口波特率發(fā)生器開始自動運行。 TMOD中T1的M1M0=11,T1停止工作。,6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,,圖6-9 模式3下,T1的邏輯結(jié)構(gòu)圖,思考:T0工作在模式3,T1怎么進行方式設(shè)置?,,串行口,,6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,1、定時器/計數(shù)器工作模式的選擇方法(1)首先計算計數(shù)值N(2)確定工作模式原則是盡可能地選擇模式

16、2若 N ≤ 256選擇模式2,否則選擇模式1(3)如果需要增加一個定時器/計數(shù)器選擇模式3。,6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,2、定時器/計數(shù)器初值X的計算方法因為X + N = 28或216所以X = 28或216-N(1)對定時器設(shè)定時時間為tN = t/機器周期所以X = 28或216- t/機器周期(2)對計數(shù)器X = 28或216- N,6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,例6-1

17、 設(shè)單片機的振蕩頻率為12MHz,用定時器/計數(shù)器0的模式1編程,在P1.0引腳產(chǎn)生一個周期為1000µs的方波,定時器T0采用中斷的處理方式。定時器的分析過程。工作方式選擇 需要產(chǎn)生周期信號時,選擇定時方式。定時時間到了對輸出端進行周期性的輸出即可。 工作模式選擇 根據(jù)定時時間長短選擇工作模式。 首選模式2,可以省略重裝初值操作。,6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,定時時間計算:周期為1000µ

18、s的方波要求定時器的定時時間為500µs,每次溢出時,將P1.0引腳的輸出取反,就可以在P1.0上產(chǎn)生所需要的方波。 定時初值計算: 振蕩頻率為12MHz,則機器周期為1µs。 設(shè)定時初值為X,(65536-X)×1µs=500µs X=65036=0FE0CH定時器的初值為:TH0=0FEH,TL0=0CH,6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,C語言程序:#i

19、nclude //包含特殊功能寄存器庫sbitP1_0=P1^0; //進行位定義void main( ){ TMOD=0x01; //T0做定時器,模式1TL0=0x0c;TH0=0xfe;//設(shè)置定時器的初值ET0=1; //允許T0中斷 EA=1; //允許CPU中斷TR0=1; //啟動定時器while(

20、1); //等待中斷 },6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,void time0_int(void) interrupt 1{//中斷服務(wù)程序TL0=0x0c;TH0=0xfe;//定時器重賦初值P1_0=~P1_0;//P1.0取反,輸出方波}匯編語言程序:ORG0000HSJMPMAINORG000BHLJMP

21、TIME0,6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,MAIN:MOV TMOD,#01H;T0定時,模式1MOVTL0,#0CH;置定時初值MOVTH0,#0FEH SETBET0;定時器T0開中斷SETBEA;CPU開中斷SETBTR0;啟動定時器T0SJMP$;等待定時器溢出TIME0: ;中斷服務(wù)程序MOV TL0,#0CH

22、MOVTH0,#0FEH;重裝定時初值CPLP1.0 ;P1.0取反RETI ;中斷返回END,6.2.4 模式 3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,例6-2 設(shè)單片機的振蕩頻率為12MHz,用定時器/計數(shù)器0編程實現(xiàn)從P1.0輸出周期為500μs的方波。分析:方法同例6-1定時時間: 方波周期為500μs,定時250μs。 模式選擇: 定時器0可以

23、選擇模式0、1和2。模式2最大的定時時間為256μs,滿足250μs的定時要求,選擇模式2。,6.2.4 模式 3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,(1)初值計算 (256-X)×1µs=250µs X=6;則TH0=TL0=6 (2)程序:采用中斷處理方式的程序 :C語言程序 :# include //包含特殊功能寄存器庫sbit P1_0=P1^0;,6.2

24、.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,voidmain( ){TMOD=0x02; //選擇工作模式TL0=0x06;TH0=0x06; //為定時器賦初值 ET0=1; //允許定時0中斷 EA=1;TR0=1;//啟動定時器0while(1);//等待中斷}void time0_int(void) interrupt 1 { P1_

25、0=~P1_0;},6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,匯編語言程序:ORG0000HLJMPMAIN ORG000BH;中斷處理程序CPLP1.0RETIORG 0030H;主程序MAIN:MOV TMOD,#02H MOV TL0,#06HMOV TH0,#06HSETB ET0;允許定時器0中斷SETB

26、 EA;允許CPU中斷SETB TR0;啟動定時器0SJMP $;等待中斷END,6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,采用查詢方式處理的程序:C語言程序:# include sbitP1_0=P1^0;void main(){TMOD=0x02;TL0=0x06;TH0=0x06; TR0=1;while (1){w

27、hile(!TF0) ;//查詢計數(shù)溢出TF0=0;P1_0=~P1_0;}},6.2.4 模式3的邏輯結(jié)構(gòu)及應(yīng)用,匯編語言程序:MAIN:MOV TMOD,#02H;主程序MOVTL0,#06HMOVTH0,#06HSETBTR0LOOP:JNBTF0,$;查詢計數(shù)溢出CLRTF0CPLP1.0 SJMPLOOP

28、END,6.3 定時器/計數(shù)器T2,主要內(nèi)容6.3.1 定時器T2的特殊寄存器6.3.2 定時器T2的工作方式及結(jié)構(gòu),6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特殊寄存器,89C52中的T2是一個16位的、具有自動重裝載和捕獲能力的定時器/計數(shù)器。T2的結(jié)構(gòu):除TL2、TH2和控制寄存器T2CON及T2MOD之外,還增加了捕獲寄存器RCAP2L(低字節(jié))和RCAP2H(高字節(jié))。 T2的計數(shù)脈沖源有兩個:一個是內(nèi)部機器

29、周期,另一個是由T2(P1.0)端輸入的外部計數(shù)脈沖。,6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特殊功能寄存器,T2有4種工作方式∶自動重裝、捕獲和波特率發(fā)生器、可編程時鐘輸出。 增加了兩個引腳: T2(P1.0),T2EX(P1.1)。1、定時器/計數(shù)器2的控制寄存器T2CON 可位尋址和字節(jié)尋址。 功能:選擇T2的工作方式和工作模式。 允許位尋址和字節(jié)尋址。其格式如下:,6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特

30、殊功能寄存器,TF2 :定時器/計數(shù)器2的溢出中斷標志位 T2溢出時置位,申請中斷。軟件清零。波特率發(fā)生器方式下,RCLK=1或TCLK=1時,定時器溢出不對TF2進行置位。EXF2(T2CON.6):定時器/計數(shù)器2外部觸發(fā)標志位,,,6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特殊功能寄存器,EXEN2=1,且T2EX引腳上有負跳變將觸發(fā)捕獲或重裝操作,EXF2=1,向CPU發(fā)出中斷請求。 軟件復(fù)位。RCLK

31、:串行口接收時鐘允許標志位RCLK=1時,T2溢出信號分頻后做串行口工作在模式1和3的接收波特率。RCLK=0時,T1溢出信號分頻信后做串行口接收波特率。,6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特殊功能寄存器,TCLK:串行口發(fā)送時鐘允許標志位TCLK=1時,T2溢出信號分頻后做串行口工做在模式1和3的發(fā)送波特率。TCLK=0時,T1溢出信號分頻后做串行口的發(fā)送波特率。,6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特殊功能寄存器,EXEN2

32、( T2CON.3 ) :定時器/計數(shù)器2外部允許標志位EXEN2=1,定時器/計數(shù)器2沒有工作在波特率發(fā)生器方式,如T2EX(P1.1)引腳上產(chǎn)生負跳變時,將激活“捕獲”或“重裝”操作。 EXEN2=0,T2EX引腳上的電平變化對定時器/計數(shù)器2不起作用。,6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特殊功能寄存器,TR2 :定時器/計數(shù)器2啟動控制位TR2=1,啟動定時器/計數(shù)器2。TR2=0,停止定時器/計數(shù)器2。C/T2:T2

33、的定時器或計數(shù)器方式選擇位。 C/T2=1,T2為計數(shù)器。 對T2(P1.0)引腳輸入脈沖進行計數(shù)(下降沿觸發(fā));當T2(P1.0)產(chǎn)生負跳變時,計數(shù)器增1。,,,6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特殊功能寄存器,C/T2=0, T2做定時器。每個機器周期T2加1。CP/RL2 :捕獲和重裝載方式選擇控制位 捕獲方式: CP/RL2=1,EXEN2=1,T2EX(P1.1)引腳負跳變將觸發(fā)捕獲操作。 重裝載

34、方式:CP/RL2=0,EXEN2=1,T2EX引腳有負跳變或T2計滿溢出時,觸發(fā)自動重裝操作。,,,,,6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特殊功能寄存器,RCLK=1或TCLK=1時,定時器/計數(shù)器2做波特率發(fā)生器。CP/RL2標志位不起作用,當T2溢出時強制自動裝載。2、數(shù)據(jù)寄存器TH2、TL28位的數(shù)據(jù)寄存器,組成16位定時器/計數(shù)器。 字節(jié)尋址,地址分別為CDH和CCH。復(fù)位后,TH2=00H,TL2=00H。3、

35、捕獲寄存器RCAP2H和RCAP2L,,6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特殊功能寄存器,RCAP2H:高8位捕獲寄存器,字節(jié)地址為CBH。RCAP2L:低8位捕獲寄存器,字節(jié)地址為CAH。捕獲方式,保存當前捕獲的計數(shù)值。重裝方式,保存重裝初值。復(fù)位后均為00H。,6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特殊功能寄存器,功能:對定時器的加1減1計數(shù)方式進行設(shè)置。 選擇是否工作在可編程時鐘輸出方式。復(fù)位后為××

36、××××00B。,4、定時器/計數(shù)器2的模式控制寄存器T2MOD,6.3.1 定時器/計數(shù)器T2的特殊功能寄存器,T2MOD中標志— :保留位,未定義,為未來功能擴展用。T2OE:定時器/計數(shù)器2輸出啟動位。T2OE=1,工作在可編程時鐘輸出方式。輸出方波信號至T2(P1.0)引腳。,DCEN:定時器/計數(shù)器2向上/向下計數(shù)控制位。當DCEN=l,T2自動向下(遞減)計數(shù)當DCEN=0

37、, T2自動向上(遞增)計數(shù),6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,定時器/計數(shù)器2是一個16位的加1計數(shù)器,具有四種工作方式。如表6-2所示: 方式選擇寄存器:T2CON和T2MOD。注意:無論T2做定時器還是計數(shù)器,都具有捕獲和自動重裝的功能。,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,,,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,一、16位自動重裝方式CP/RL2=0,DCEN=0時,選擇自動重裝方式。結(jié)構(gòu)如下

38、圖所示:T2計滿溢出時, TF2置1,申請中斷。打開重裝載三態(tài)緩沖器,將RCAP2H和RCAP2L的內(nèi)容自動裝載到TH2和TL2中。EXEN2=1且T2EX(P1.1)端的信號有負跳變時, EXF2置1,申請中斷。引起重裝載操作。,,,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,CP/RL2=0,DCEN=1時,定時器/計數(shù)器2既可以增量(加1)和減量(減1)計數(shù)。T2EX電平控制計數(shù)方

39、向: 當T2EX(P1.1)引腳輸入為高電平1時,T2執(zhí)行增量(加1)計數(shù)。 增量計數(shù)過程:計滿溢出時,一方面置位TF2,向主機請求中斷處理;另一方面將存放在寄存器RCAP2L和RCAP2H中的16位計數(shù)初值自動重裝TL2和TH2中,進行新一輪加1計數(shù)。,,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,,,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,T2EX(P1.1)引腳為低電平0時,定時器/計數(shù)器2執(zhí)行減量(減1)計數(shù)。減

40、量計數(shù)過程:是用FFH分別初始化(預(yù)置)TL2和TH2,用0FFFFH減去計數(shù)次數(shù)所求得的下限初始化RCAP2L和RCAP2H。計數(shù)器不斷減1,直至計數(shù)器中的值等于寄存器RCAP2L和RCAP2H中預(yù)置的值時,計滿溢出。 0FFH重裝TL2和TH2,進行新一輪的計數(shù)操作,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,增量(加1)計數(shù)是以65536為模。對計數(shù)次數(shù)求補得到計數(shù)初值,此初值初始化TL2、TH2和RCAP2L、RCAP2H陷阱寄

41、存器。在電平控制重裝方式下,無論減量增量計數(shù),溢出時TF2置1,EXF2狀態(tài)翻轉(zhuǎn),相當于17位計數(shù)器的最高位。,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,二、捕獲方式 當CP/RL2=l,選擇捕獲方式。存在以下兩種情況。T2結(jié)構(gòu)如下圖所示,有兩種情況:EXEN=0 定時器2的計數(shù)溢出,置位TF2,申請中斷。 EXEN2=1 T2EX(P1.1)端的信號有負跳變時,觸發(fā)捕獲操作。將TH2和TL2的內(nèi)容自動捕獲到寄

42、存器RCAP2H和RCAP2L中同時EXF2置1,申請中斷。,,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,,圖6-14 捕獲方式的邏輯結(jié)構(gòu)圖,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,三、波特率發(fā)生器方式 RCLK=1或TCLK= 1時,選擇波特率發(fā)生器方式。結(jié)構(gòu)如下圖所示,從圖可以看出:RCLK=1,T2為接收波特率發(fā)生器。 TCLK=1,T2為發(fā)送波特率發(fā)生器。 C/T2=0,選用內(nèi)部脈沖。

43、 C/T2=1,選用外部脈沖。 T2(P1.0)輸入負跳變時,計數(shù)值增l。,,,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,,,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,計數(shù)溢出時,觸發(fā)自動裝載操作。 RCAP2H和RCAP2L的內(nèi)容自動裝載到TH2和TL2中。T2用做波特率發(fā)生器時,TH2的溢出不會將TF2置位,不產(chǎn)生中斷請求。T2EX還可以作為一個附加的外部中斷源。 T2用做波特率發(fā)生器時,若EXEN2=

44、1,當T2EX有負跳變時,EXF2置1,由于不發(fā)生重裝載或捕獲操作,此時T2EX引腳可外接一中斷源。,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,定時器/計數(shù)器T2作為波特率發(fā)生器使用時的編程方法如下:…RCAP2H=0x30;//設(shè)置波特率RCAP2L=0x38;TCLK=1;//選擇定時器2的溢出脈沖作為波特率發(fā)生器 注意:在波特率發(fā)生器工作方式下,在 T2計數(shù)過程中不能再讀/寫 TH2和TL

45、2的內(nèi)容。,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,四、可編程時鐘輸出方式 T2OE=1時,C/T2=0時,T2工作于時鐘輸出方式。結(jié)構(gòu)如下圖所示: 工作過程:當T2計滿溢出時,T2(P1.0)引腳狀態(tài)翻轉(zhuǎn),從而輸出頻率可調(diào)、精度很高的方波信號;同時使RCAP2H和RCAP2L寄存器內(nèi)容裝入TH2和TL2寄存器中,重新計數(shù)。在時鐘輸出方式下,T2溢出時不置位TF2。,,6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,當

46、EXEN2=1,T2EX(P1.1)引腳有負跳變時,EXF2將置1。(同波特率發(fā)生器方式)從P1.0引腳輸出的時鐘信號頻率為:Fosc/(4×(65536-(RCAP2H,RCAP2L))),6.3.2 定時器/計數(shù)器T2的工作方式,,圖6-16 T2時鐘輸出方式下的邏輯結(jié)構(gòu)圖,6.4 定時器應(yīng)用舉例,主要內(nèi)容6.4.1 定時器的初始化6.4.2 定時器應(yīng)用舉例,6.4.1 定時器的初始化,在使用定

47、時器/計數(shù)器前,應(yīng)首先對其進行初始化編程。一、定時器的初始化步驟1、選擇工作模式和工作方式。 設(shè)置TMOD、T2MOD。2、設(shè)置定時器的計數(shù)初值。 設(shè)置THx和TLx,RCAP2H和RCAP2L。3、中斷設(shè)置:設(shè)置IE。4、啟動定時器。 設(shè)置TCON或T2CON。 可以使用位操作指令。例如:SETB TRx。,6.4.1 定時器的初始化,二、定時器/計數(shù)器初值計算 根據(jù)

48、定時器/計數(shù)器的模式和方式,計算計數(shù)初值(注意T2)計數(shù)器的長度為n,則計數(shù)的最大值為2n 。1、工作于定時方式計數(shù)脈沖由內(nèi)部的時鐘提供,每個機器周期進行加1。設(shè)晶振頻率為fosc,則計數(shù)脈沖的頻率為fosc/12,計數(shù)脈沖周期T=1/(fosc/12)。,6.4.1 定時器的初始化,如果進行定時時間為t,計數(shù)初值為X,則:t=( 2n -X)×12/fosc2、工作于計數(shù)方式 當工作在計數(shù)方式時,對外部脈沖

49、計數(shù)。利用計數(shù)器計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生溢出的特性,來計算初值X 。則有:X= 2n—計數(shù)次數(shù),6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,例6-3 利用定時器T1的模式2對外部信號進行計數(shù),要求每計滿100次,將P1.0端取反。分析:T1工作在計數(shù)方式。脈沖數(shù)100。模式2,模式字TMOD=0110××××b。1、初值計數(shù):在模式2下:X= 28-100=156D=9CH2、C語言程序:#include

50、 sbit p1_0=p1^0;//進行位定義,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,void main ( ){TMOD=0x60;//T1工作在模式2,計數(shù)TL1=0x9c;//裝入計數(shù)(重裝)初值TH1=0x9c;ET1=1;//允許定時器1中斷EA=1;//開中斷TR1=1 ;//啟動定時器1while(1);},6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,void tim

51、e0_int(void) interrupt 3 //中斷服務(wù)程序{P1_0=~P1_0;//取反,產(chǎn)生方波}3、匯編語言程序:MAIN: MOV TMOD,#60H;T1工作在模式2,計數(shù)MOVTL1,#9CH;裝入計數(shù)初值MOVTH1,#9CH;裝入計數(shù)(重裝)初值,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,MOVIE,#88H;允許定時器中斷SETBTR1

52、;啟動定時器HERE:SJMP HERE;等待中斷中斷服務(wù)程序:ORG 001BH;中斷服務(wù)程序入口地址CPLP1.0;對P1.0引腳信號取反RETI;中斷返回,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,例6-4 某一應(yīng)用系統(tǒng)需要對INT0引腳的正脈沖測試其脈沖寬度。分析:可以設(shè)置定時器/計數(shù)器0為定時方式,工作在模式1,且置位GATE位為1,將外部需測試的脈沖從INT0引腳輸入,設(shè)機器周期為1&#

53、181;s。,,,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,C語言程序:計算脈寬和處理程序略。#include sbit P3_2=P3^2;unsigned int_test( ){TMOD=0x09;TL0=0x00;TH0=0x00;while(P3_2);TR0=1;,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,while(!P3_2);while(P3_2);TR0= 0;return (TH0*256

54、+TL0);}匯編語言程序:INT00:MOV TMOD,#09H MOV TL0,#00H;設(shè)置計數(shù)初值MOV TH0,#00HLOP1:JBP3.2,LOP1;等待P3.2變低電平,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,SETB TR0;啟動T0計數(shù)LOP2:JNBP3.2,LOP2;等待P3.2變成高電平LOP3:JBP3.2,LOP3;等待P3.2變成低電平

55、 CLRTR0;停止T0計數(shù)MOV A,TL0;計數(shù)器TL0中的內(nèi)容送AMOV B,TH0;計數(shù)器TH0中的內(nèi)容送B 本題也可以使用定時器/計數(shù)器2工作在捕獲方式下進行脈寬測試。 注意:T2脈寬測試必須在定時器未溢出的情況下才有效。,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,例6-5 某應(yīng)用系統(tǒng)要求通過P1.0和P1.1口分別輸出脈沖周期為200µs和400µs的方波,f

56、osc=6MHz。 分析:需要兩個定時器??梢赃x擇使用定時器/計數(shù)器0,設(shè)置為定時模式,工作模式3,分成兩個8位的定時器。1、計算定時初值。t=(256 -X)×12/fosc初值分別為0CEH和9CH。,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,2、C語言程序:# include sbitP1_0=P1^0;//進行位定義sbitP1_1=P1^1;void main( ){TM

57、OD=0x03;//設(shè)置T0定時,工作在模式3TL0=0xce;//設(shè)置TL0計數(shù)初值,產(chǎn)生 200µs方波TH0=0x9c;//設(shè)置TH0計數(shù)初值,產(chǎn)生 400µs方波ET0=1;//設(shè)置定時器0中斷允許位,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,ET1=1;//設(shè)置定時器/計數(shù)//器1中斷允許位EA=1;//設(shè)置總中斷允許位TR0=1;

58、//啟動定時器T0TR1=1;//啟動定時器T1while(1); //等待溢出}void time0L_int(void) interrupt 1{//T0中斷服務(wù)程序TL0=0xce;//定時器重賦初值P1_0=~P1_0;//產(chǎn)生方波},6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,void time0H_int(void) interrupt 3{ //T1中

59、斷服務(wù)程序TH0=0x9c;//定時器重賦初值P1_1=~P1_1;//產(chǎn)生方波}3、匯編語言程序:主程序:ORG0000HLJMPMAIN,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,ORG000BHLJMPT0SORG001BHLJMPT1SMAIN:MOVTMOD,#03H; 設(shè)置T0定時,模式3MOVTL0,#0CEH;設(shè)置TL0計

60、數(shù)初值,產(chǎn)生200µs方波MOVTH0,#9CH;設(shè)置TH0計數(shù)初值,產(chǎn)生400µs方波,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,SETBEA;設(shè)置總中斷允許位SETBET0;允許定時器0中斷SETBET1;允許定時器1中斷SETBTR0;啟動定時器T0SETBTR1;啟動定時器T1T0中斷服務(wù)程序:T0S:MOVTL0

61、,#0CEH;重新設(shè)置定時初值CPLP1.0;P1.0口的輸出取反RETI,6.4.2 定時器的應(yīng)用舉例,T1中斷服務(wù)程序:T1S:MOVTH0,#9CH ;重新設(shè)置定時初值CPLP1.1 ;對P1.0口輸出信號取反RETI ;中斷返回例6-6 利用定時器精確定時1s控制LED以秒為單位閃爍。已知fosc=12MHz。分析:定時器/計數(shù)器在定時方式下,各個

62、模式最大定時時間分別為:,6.4.2 定時器應(yīng)用舉例,定時器0=(8192-0)×12/fosc=8.192ms 定時器1=(65536-0)×12/fosc=65.536ms 定時器2=(256-0)×12/fosc=0.256ms 選擇模式1。定時時間為10ms,當10ms的定時時間到,TF1=1,連續(xù)定時100次,調(diào)用亮燈函數(shù);再連續(xù)定時100次,調(diào)用滅燈函數(shù)。循環(huán)工作,即達到1s閃爍1次的

63、效果。1、初值計算:(256-X)×12/fosc=10ms初值X=55536=0D8F0H,6.4.2 定時器應(yīng)用舉例,2、程序設(shè)計:C語言程序:#include sbit LED=P1^0;unsigned char i;void main(){LED=0;//定義燈的初始狀態(tài)為滅TMOD=0x10;//設(shè)置定時器1工作在模式1TL1=0xf0;TH1=0xd8;//

64、設(shè)置定時初值TR1=1; //啟動定時器1,6.4.2 定時器應(yīng)用舉例,ET1=1;//允許定時器1中斷EA=1;while(1); }void timer1_int() interrupt 3{TL1=0xf0;//定時器重裝初值TH1=0xd8; if(++i==100){LED=~LED;i=0; }},6.4.2 定時器應(yīng)用舉例,匯編語言程序:選擇硬件定時10ms

65、,設(shè)置一計數(shù)單元,存放計數(shù)值100,循環(huán)定時100次。ORG0000HLJMPMAINORG001BHLJMPTIMERMAIN:MOVR0,#100 ;存放計數(shù)值100MOVTMOD,#10H,6.4.2 定時器應(yīng)用舉例,MOVTL1,#0F0HMOVTH1,#0D8HSETBET1SETBEASETBTR1CLRP1.0

66、SJMP$TIMER:MOVTL1,#0F0HMOVTH1,#0D8HDJNZR0,NEXTMOVR0,#100CPLP1.0NEXT: RETIEND,6.4.2 定時器應(yīng)用舉例,例6-7 用定時器/計數(shù)器2從P1.0產(chǎn)生一個5000Hz的方波,假設(shè)晶振頻率fosc為12MHz。分析:當T2MOD的T2OE=1,T2CON的C/T2=0時,T2工作于時鐘輸出方式。T2溢

67、出信號自動觸發(fā)T2(P1.0)引腳狀態(tài)翻轉(zhuǎn)從P1.0引腳輸出頻率可調(diào)、精度高的方波信號。,,6.4.2 定時器應(yīng)用舉例,溢出后,RCAP2H和RCAP2L寄存器內(nèi)容裝入TH2 和TL2寄存器中,重新計數(shù),以便獲得準確的溢出信號。輸出信號頻率為:fosc/(4×(65536-(RCAP2H,RCAP2L)))方波頻率為5000Hz。計數(shù)初值為65536-600=64936。C語言程序:# include sfr1

68、6 RCAP2=0xca; //特殊寄存器定義,6.4.2 定時器應(yīng)用舉例,sfr16 T2=0xcc;sfr T2MOD=0xc9;void main(){ RCAP2=64936;T2=64936;T2MOD=2;TR2=1;while(1); }匯編語言程序:ORG0000HLJMPMAIN,6.4.2 定時器應(yīng)用舉例,MAIN:MOV

69、T2MOD,#02H;T2工作在可編程時鐘輸出方式SETBTR2;T2定時且啟動T2工作MOVRCAP2L,#0A8H;送計數(shù)初值的低8位MOVRCAP2H,#0FDH;送計數(shù)初值的高8位MOVTL2,#0A8HMOVTH2,#0FDHHERE:SJMPHERE;等待溢出END,本章小結(jié)本章首先總體簡單介紹了MCS-51單片機定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)、工作原理和相關(guān)的寄存器。

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