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第4章MCS51单片机的定时器

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第4章MCS-51单片机系统功能扩展

第4章MCS-51单片机系统功能扩展

74LS373结构示意图
74LS373的引脚
引脚说明如下: D7～D0: 8位数据输入端。 Q7～Q0: 8位数据输出端。 G:数据输入锁存控制端：当G为“1” 时，锁存器 输出端与输入端数据相同；当G由“1” 变“0” 时，数据输入锁存器中。 OE#: 输出允许端。
P0口与地址锁存器74LS373的连接
4.1 系统扩展概述
4.1.1 最小应用系统
图4.1 MCS–51单片机最小化系统 (a) 8051/8751最小系统结构图；(b) 8031最小系统结构图
4.1.2 单片机系统扩展的内容与方法
1．单片机的三总线结构
图4.2 MCS–51单片机的三总线结构形式
(1)以P0口作为低8位地址/数据总线。 (2)以P2口的口线作高位地址线。 (3)控制信号线。 *使用ALE信号作为低8位地址的锁存控制信号。 *以PSEN#信号作为扩展程序存储器的读选通信号。 *以EA#信号作为内外程序存储器的选择控制信号。 *由RD#和WR#信号作为扩展数据存储器和I/O口的 读选通、写选通信号。 尽管MCS-51有4个并行I/O口，共32条口线，但由于系 统扩展需要，真正作为数据I/O使用的，就剩下P1 口和P3口的部分口线。
锁存器8282 功能及内部结构与74LS373完全一样，只是其引脚的排 列与74LS373不同 ，8282的引脚如下图。
4.2.2 74LS244和74LS245芯片
在单片机应用系统中, 扩展的三总线上挂接
很多负载, 如存储器、并行接口、A/D接口、显
示接口等, 但总线接口的负载能力有限, 因此常
3) 采用地址译码器的多片程序存储器的扩展
例3 要求用2764芯片扩展8031的片外程序存储器，分配的 地址范围为0000H~3FFFH。

MCS-51单片机的定时器计数器

MCS-51单片机的定时器计数器

1. 定时器T0/T1 中断申请过程
（1）在已经开放T0/T1中断允许且已被启动的前提下， T0/T1加1计满溢出时 TF0/TF1标志位自动置“1” ；
（2）CPU 检测到TCON中TF0/TF1变“1”后,将产生指 令：LCALL 000BH/LCALL 001BH 执行中断服务程序；
（3）TF0/TF1标志位由硬件自动清“0”,以备下次中断申
郑州大学
docin/sundae_meng
（3）工作方式寄存器TMOD
T1
T2
GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0
M1,M0：工作方式选择位 。
=00：13位定时器/计数器； =01：16位定时器/计数器（常用）； =10：可自动重装的8位定时器/计数器（常用）； =11：T0 分为2个8位定时器/计数器；仅适用于T0。 C/T ：定时方式/计数方式选择位。 = 1：选择计数器工作方式，对T0/T1引脚输入的外部事件 的负脉冲计数； = 0 ：选择定时器工作方式，对机器周期脉冲计数定时。 如下页图所示。
CPL P1.0 MOV TH0，#15H MOV TL0，#0A0H
START:MOV SP,#60H MOV P1，#0FFH
SETB TR0 POP PSW
MOV TMOD,#01H MOV TH0，#15H MOV TL0，#0A0H
POP ACC RETI END
SETB EA
Байду номын сангаас
SETB ET0
定时器/计数器0采用工作方式1，其初值为：
21650ms/1s=6553650000=15536=3CB0H
电路图如下：
郑州大学
docin/sundae_meng

MCS-51单片机的定时器-计数器

MCS-51单片机的定时器-计数器
1.3 工方式
MCS-51的定时器/计数器共有四种工作方式。工作在方式0、方 式1和方式2时，定时器/计数器0和定时器/计数器1的工作原理完全 一样，现以定时器/计数器0为例介绍前三种工作方式。
1. 方式0（M1M0=00） （1）电路逻辑结构
方式0是13位计数结构的工作方式，其计数器由TH0全部8位 和TL0的低5位构成。TL0高三位弃之不用。图6.4 是定时器/计数 器0工作在方式0的逻辑结构。
分析：题目的要求可用下图来表示。
。
P1.0
8051 250 s 250 s
由上图可以看出只要使 的电位每隔250 取一次反即可。所 以定时时间应取250 。
1)计算计数初值 设计数初值为x，由定时计算公式知：
2)专用寄存器的初始化
D7
D6 D5 D4
D3
D2 D1
D0
GATE
GATE
所以，TMOD应设置为：10H 开放定时器/计数器1中断，所以IE应设置为：88H
当GATE=1时，只有TR0和 同时为高电平，定时器/计数 器 才工作，否则，定时器/计数器不工作。
（2）定时和计数的应用 计数范围：1～213 计数计算公式：计数值＝213－计数初值 定时范围：1机器周期～213机器周期 定时计算公式：定时时间＝（213－定时初值）×机器周期 如果晶振频率为6MHz ，则最大定时时间为： 213×1/6MHz×12＝214（ ）
单片机原理及应用
MCS-5单片机内部共有两个16位可编程的定时器/计数器，即 定时器T0和定时器T1它们既有定时功能又有计数功能。
1.1 结构
定时器/计数器的基本结构如图6.3所示。基本部件是两个8位计 数器（其中TH1和TL1是T1的计数器，TH0和TL0是T0的计数器）。

MCS-51单片机内部定时器计数器

MCS-51单片机内部定时器计数器
•MCS-51单片机内部定时器计数器
二、 方式1
方式 1（16位计数器）
•MCS-51单片机内部定时器计数器
方式1和方式0的工作原理基本相同，唯一 不同是T0和T1工作在方式1时是16位的计数/定 时器。
方式1时的计数长度M是2的16次方。16位 的初值直接拆成高低字节，分别送入TH和TL 即可。
•MCS-51单片机内部定时器计数器
M1 M0：四种工作方式的选择位 工作方式选择表
M1 M0 方式
说明
0 0 0 13 位定时器(TH的 8 位和TL的低 5 位）
0 1 1 16 位定时器/计数器
1 0 2 自动重装入初值的 8 位计数器 T0 分成两个独立的 8 位计数器,
1 1 3 T1 在方式 3 时停止工作
定时 1 ms的初值:
因为 机器周期=12÷6 MHz= 2 μs
所以 1 ms内T0 需要计数N次:
•MCS-51单片机内部定时器计数器
N= 1 ms÷2 μs = 500
由此可知: 使用方式 0 的 13 位计数器即可, T0 的初值X为 X=M－N=8 192－500=7 692=1E0CH 但是, 因为 13 位计数器中, 低 8 位 TL0 只使用了 5 位, 其 余码均计入高 8 位TH0 的初值, 则 T0
0。TF产生的中断申请是否被接受, 还需要由中断计数器T1、 T0 的运行控制位,
通过软件置 1 后, 定时器 /计数器才开始工作, 在系统复位时
被清 0。
•MCS-51单片机内部定时器计数器
定时器的工作方式
一、 方式 0
方式 0（13位计数器）
•MCS-51单片机内部定时器计数器
•MCS-51单片机内部定时器计数器

单片机课件5MCS-51单片机定时器计数器

单片机课件5MCS-51单片机定时器计数器

定时器的示例代码
基于MCS-51单片机和定时器 计数器，实现控制蜂鸣器的 状态或LED的闪烁频率。
实践演示
控制蜂鸣器的状态
借助定时器计数器，设置蜂鸣器的开关状态以及背 景灯。
控制LED的闪烁频率
基于定时器计数器，利用MCS-51单片机来控制LED 灯的闪烁速率。
总结
1
重要性和应用
定时器计数器是单片机非常重要的组件之一，其应用非常广泛。
5MCS-51单片机定时器计 数器
本课件将介绍单片机中定时器计数器的作用、类型、寄存器、应用以及示例 代码，展现出单片机学习与应用的魅力。
什么是定时器计数器
1 时间的记录器
定时器计数器是一种可编 程的时间计算器，可用于 各种计时和计数任务。
2 核心组件
作为单片机的核心之一， 定时器计数器可以用来控 制其它模块的工作。
3 可编程
可以通过设置定时器的各 个寄存器来控制计时或计 数的周期、频率和模式。
MCS-51单片机的定时器计数器
定时器模块的功能
以MCS-51单片机为例，定时器计数器可以控制脉 冲的发生和周期、计数等。
定时器的类型
MCS-51单片机的定时器分为两种类型：定时器0和 定时器1，每种定时器都具有其特定的应用场景。
2
对单片机的学习和应用的帮助
通过学习单片机和定时器计数器，可以帮助我们更好地理解单片机的工作原理和应用场景。
3
接下来的拓展用，如机器人、智能家居等领域。
定时器的寄存器
MCS-51单片机的定时器计数器有多个寄存器，包 括计数器寄存器、模式寄存器和数据寄存器。
定时器的应用
定时器的使用方法
通过编程初始化各个寄存器， 设置定时器的模式、计数周 期和计数方式等，以达到所 需的计时或计数效果。

51单片机定时计数器的工作原理

51单片机定时计数器的工作原理

51单片机定时计数器的工作原理
51单片机是一种常用的微控制器，它具有多个定时计数器，其中包括定时器0和定时器1。

这些定时计数器是通过内部时
钟源提供的脉冲进行计数的。

定时器0和定时器1是独立的计数器，它们可以用于不同
的应用。

这里我们将主要关注定时器0的工作原理。

定时器0
由一个八位计数器和一个控制寄存器组成。

当定时器0启动时，它会根据时钟源提供的脉冲进行计数，每个脉冲会使计数器的值增加1。

定时器0的计数范围为0-255，即八位二进制数。

通过控制寄存器，我们可以设置定时器0的工作模式、计
数器的初始值以及时钟源的频率。

定时器0可以以不同的方式工作，包括定时模式和计数模式。

在定时模式下，我们可以设置一个初始值，并在每次计数
器增加到该值时产生一个中断。

这样就可以实现精确的定时功能。

定时器0的中断服务程序可以完成各种操作，例如控制其他外设、延时等。

在计数模式下，定时器0将简单地计数外部触发信号的脉
冲次数。

这可以用于测量外部事件的时间间隔或频率。

需要注意的是，定时器0的工作需要通过编程来完成。

我
们可以使用汇编语言或C语言来配置定时器0的寄存器，并
设计相应的中断服务程序。

51单片机定时器的工作原理是通过定时器0和定时器1实
现计数功能。

定时器0可以在定时模式或计数模式下工作，通过设置计数值和时钟源频率，实现精确的定时功能或测量外部
事件的时间间隔或频率。

编程则是必不可少的，通过配置寄存器和编写中断服务程序来实现定时器的工作。

第04章 单片机中断系统 习题解答

第4章单片机中断系统习题解答一、填空题1．MCS-51单片机有 5 个中断源。

上电复位时，同级中断的自然优先级从高至低依次为外中断0、定时器/计数器0、外中断1、定时器/计数器1、串行口，若IP=00010100B，优先级别最高者为外中断1、最低者为定时器/计数器1。

2．外部中断请求有低电平触发和下降沿触发两种触发方式。

3．MCS-51单片机5个中断源的中断入口地址为：0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。

4．当定时器/计数器1申请中断时，TF1为 1 ，当中断响应后，TF1为 0 。

当串口完成一帧字符接收时，RI为 1 ，当中断响应后，RI为 1 ，需要软件清零。

5．中断源扩展有三种方式，分别是定时器/计数器扩展、查询方式扩展、中断控制芯片扩展。

二简答题1.MCS-51单片机有几个中断源？各中断标志是如何产生的？如何撤销的？各中断源的中断矢量分别是什么？答：MCS-51单片机有5个中断源。

外中断0/1电平触发方式，在对应引脚上检测到低电平将中断标志位IE0/1置1向CPU申请中断，边沿触发方式，在对应引脚上检测到负跳变将中断标志位IE0/1置1向CPU申请中断；定时器/计数器0/1在计数溢出时将TF0/1置1向CPU申请中断；串行口发送1帧结束将TI置1或接收1帧数据将RI置1向CPU申请中断。

对于T0/T1和边沿触发的INT0/INT1中断标志在进入中断服务程序后自动撤销；对于电平触发的INT0/INT1需在中断申请引脚处加硬件撤销电路；对于串行口中断标志TI/RI需在进入中断服务程序后用软件CLR RI或CLR TI，撤销。

它们的中断矢量分别是：0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。

2.简述MCS-51中断过程答：中断过程分中断申请、中断响应、中断处理、中断返回4个阶段。

中断请求：各中断源根据自身特点施加合适的信号，将对应的中断标志位置1向CPU申请中断。

第4章 MCS-51单片机汇编语言程序设计

开始
程序清单：
送转移地址序号
A，R3 ；取序号 A ；序号乘2 DPTR， #JTAB ；32个子程序 首地址送DPTR JMP ＠A+DPTR ；根据序号转移 JTAB： AJMP ROUT00 ；32个子程序首地址 AJMP ROUT01 … MP： MOV RL MOV AJMP ROUT31
第 四 章 MCS-51 单 片 机 汇 编 语 言 程 序 设 计
【例4-1】
双字节二进制数求补。
程序说明：对R3(高8位)、R2(低8位)中的二进制定 点数取反加1即可得到其补码。
开始
程序清单：
BINPL：MOV A，R2 CPL A ADD A，#01H MOV R2，A MOV A，R3 CPL A ADDC A，#00H MOV R3，A RET ；低位字节取反 ；加1 ；低位字节补码送R2 ；高位字节取反 ；加进位 ；高位字节补码送R3
散转生成正确偏移号
置换指令地址表首址
转入R3指示的程序
AJMP
……
AJMP
第 四 章 MCS-51 单 片 机 汇 编 语 言 程 序 设 计
3．循环程序
包括：循环初始化、循环处理、循环控制
开始 置初值 循环体 循环结束？ Y 循环修改 N 循环体 循环结束？ N Y 结束 循环修改 结束 开始 置初值
；调用查表子程序 ； 暂存R1中 ；调查表子程序 ；平方和存A中 ；等待
取第一个数→A 调查表子程序 结果存入R1 取下一个数→A 调查表子程序 两数平方相加 存结果
子程序清单：
SQR： INC A ；加RET占的一个字节 MOVC A，＠A+PC ；查平方表 RET TAB： DB 0，1，4，9，16 DB 25，36，49，64，81 END

51单片机定时器实验内容

51单片机定时器实验内容
51单片机定时器实验的内容可以根据不同的需求和目的进行调整，以下是
一些可能的实验内容：
1. 定时器初始化实验：实验目标是了解如何初始化51单片机的定时器，包括设置定时器的工作模式、计数值、初始值等。

实验中可以编写代码，让定时器在初始化后自动开始计时，并在达到指定时间后产生中断或输出信号。

2. 定时器中断实验：实验目标是了解如何使用51单片机的定时器中断功能，实现定时器在达到指定时间后自动触发中断，并在中断服务程序中执行特定的操作。

实验中可以编写代码，让定时器在达到指定时间后自动进入中断服务程序，并在其中执行特定的操作，如点亮LED灯等。

3. 定时器PWM输出实验：实验目标是了解如何使用51单片机的定时器PWM输出功能，实现定时器输出PWM波形。

实验中可以编写代码，让定时器输出不同占空比的PWM波形，并通过调整占空比来控制LED灯的亮
度等。

4. 定时器与外部事件同步实验：实验目标是了解如何使用51单片机的定时器与外部事件同步，实现定时器在外部事件发生时自动开始计时或停止计时。

实验中可以编写代码，让定时器在外部事件发生时自动开始计时或停止计时，并在达到指定时间后执行特定的操作。

以上是一些常见的51单片机定时器实验内容，通过这些实验可以深入了解51单片机的定时器工作原理和用法，并提高编程技能和硬件控制能力。

简述mcs-51单片机中定时器方式0、方式1和方式2的工作特点。

MCS-51单片机中定时器的方式0、方式1和方式2具有不同的工作特点。

方式0是一个13位的定时器/计数器，其使用了16位寄存器（TH0和TL0）中的13位，包括TL0的低5位和TH0的8位，而TL0的高3位并未使用。

方式1是一个16位的定时器/计数器，TH0和TL0对应的16位全部参与计数运算。

当TH0和TL0计数满溢出时，硬件会自动将TF0置位并申请中断，同时16位加1计数器会从0开始继续计数。

在定时工作方式下，定时时间t对应的初值为X=216–t×fosc/12。

在计数工作方式下，计数长度最大为216=65536（个外部脉冲）。

方式2的特点是初值只需设置一次，每次溢出后，初值会自动从TH0加载到TL0或从TH1加载到TL1，但计数范围比方式1小。

在方式2中，只有TL0用作8位计数器参与脉冲计数工作，TH0不参与计数，只用来保存初值。

以上信息仅供参考，建议咨询专业计算机技术人员或者查阅专业书籍了解更多详细信息。

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4.2.1 方式0 当TMOD中的M1＝0、M0＝0时，选定方式0工作。方
式0实质上是一个13位定时/计数器运作方式。以定时器1为 例给出了方式0的逻辑结构图如图所示。
计数时，TL1溢出后向TH1进位，TH1溢出后将TF1 置位， 如果中断允许，CPU响应中断并转入中断服务程序，由内部 硬件清TF1。TF1也可以由程序查询和清零。
定时器/计数器T0、T1的内部结构框图
说明: (1)单片机定时器／计数器的核心是一个可预置的加1计数 器．其基本功能是计数加1。 若是对单片微机的T0或T1 引脚上输入的一个1到0的跳 变进行计数增 l，即是计数功能。 若是对单片微机内部的机器周期进行计数，从而得到定 时，这就是定 时功能。 (2)计数器的初值可通过内部总线设定。 (3)计数器的启动可由软件和硬件控制, 方式可通过软件选 择。 (4)计数器的长度(位数)可用软件设定。 (5) 定时器／计数器是16位，最大计数值为65535，超过最 大值后定时器／计数器会溢出。 (6) 8051的定时器/计数器除了可用作定时器或计数器之 外，还可用作串行接口的波特率发生器。
TR0（TCON．4）——T0的运行控制位。 • IE1（TCON．3）——外部中断1下降沿触发标志位。 • IE0（TCON．I）——外部中断0下降沿触发标志位。 • IT1（TCON．0）——外部中断1触发类型选择位。 • IT0（TCON．0）——外部中断0触发类型选择位。
4.2 定时器/计数器的工作方式
第4章 MCS-51单片 机的定时器/计数器
4.1 定时器/计数器的结构 4.2 定时器/计数器的工作方式 4.3 定时器/计数器应用举例 4.4 定时器/计数器的扩展
4.1 定时器/计数器的结构
定时和计数功能在单片机应用中十分普遍.为了 方便应用,单片机内部配置了2个16位的可编程的定时/ 计数器T0和T1.其内部结构及其工作原理如下:
以上的控制信号 由2个8位寄存器来完成。
4.1.1 工作方式控制寄存器TMOD
工作方式控制寄存器TMOD用于控制定时器/计数 器的工作方式以及四种工作模式。TMOD的字节地址 是89H。
TMOD的低4位用来定义T0，高4位用来定义T1。 各位的意义如下：
D7
D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
T1
T0
C／T——功能选择位。
C/T＝0时，选择定时功能。
计数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期使寄存器的 值增1。因此定时器的定时时间，与系统的振荡频率fosc、计数器 的长度和初始值等有关。
C/T＝1时，选择计数功。
这时，通过引脚T0（P3.4）和T1(P3.5)对外部信号进行计 数。在每个机器周期内检测一次引脚，若一次为高电平，下一次 为低电平，计数器就加1。因此，频率不能高于fosc/24。
其中各位的意义如下：
• TF1（TCON．7）——定时器／计数器T1的溢出标志。 T1溢出时，该位由内部硬件置位。若中断开放，即响应
中断，进入中断服务程序后，由硬件自动清0；若中断禁止， 可用于判跳，用软件清0。 • TR1（TCON．6）——T1的运行控制位。
用软件控制，置 l时，启动 T1；清0时，停止 T1。 • TF0（TCON．5）——T0的溢出标志。
GATE——门控位。
GATE＝1时，由外部中断引脚、和TR0、TR1共同来启动定 时器。当引脚INT0为高电平时，TR0置位启动定时器T0；当引 脚INT1为高电平时，TR1置位，启动定时器T1。
GATE＝0时，仅由TR0和TR1置位来启动定时器T0和T1。
M1、M0——工作方式选择位。
由于有M1和M0两位，可以有四种工作方式：
振荡器
1/12
T1脚（P3.5) TR1
C/T 0 C/T 1
TL1 (8位）
控制端
B
GATE
A
＋
TH1 (8位）
TF1 中断 重新装入
INT1脚
方式2的意义及实现方法: 采用工作方式0或1都要在溢出后做一个重置预置数的工作，
做工作当然就得要时间，一般来说这点时间不算什么，可是有 一些场合我们还是要计较的，所以就有了第三种工作方式;自动 再装入预置数的工作方式。
M1 M0 工作方式
说明
00
0
13位计数器
01
1
16位计数器
10
2
自动重装8位计数器
11
3
T0；分成2个8位计数器
T1；停止定时或计数
4.1.2 定时器/计数器控制寄存器TCON
控制寄存器TCON是一个逐位定义的8位寄存器，字节地址 为88H，位寻址的地址为88H～8FH。其格式如下：
位地址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H 位功能 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
既然要自动新装入预置数，那么预置数就需要一个地方存放， 方式2中的计数器的高8位THi就是用于此功能,存放预置数，此 时高8位不能参与作计数器使用了,定时/计数的功能只是由低8 位TLi来实现，计数范围也就比16位小多了。从上图看，每当计 数溢出，就会打开T0或T1的高、低8位之间的开关，计预置数 进入低8位,且这项工作由硬件自动完成的，不需要由人工干预。
振荡器
1/12
T1脚（P3.5) TR1
C/T 0 C/T 1
TL1 TH1 (8位） (8位）
控制端
B
TF1 中断
GATE
INT1脚
A
＋
4.2.3 方式2 当TMOD中的M1＝1、M0＝0时，选定方式2工作. 定时器/计数器0、1在方式2下是8位自动重装入定时器/计
数器。其等效电路逻辑结构如图所示（以T1为例）。在这种 方式下，这个16位计数器被拆成两个，其中TL1用作8位计数 器，TH1用于保存计数器的初值。
振荡器
1/12
T1脚（P3.5) TR1
C/T 0 C/T 1
TL1 TH1 (5位 (8位）
控制端
B
TF1 中断
GATE
INT1脚
A
＋
4.2.2 方式1
当TMOD中的M1＝0、M0＝l时，选定方式1工作。 定时器/计数器工作于方式1时，其等效电路逻辑结构如图所 示（以T1为例）。方式1和方式0基本上相同，只是在方式1下 是16位的定时器/计数器。 计数时，TL1溢出后向TH1进位，TH1溢出后将TF1置位，如 果中断允许，CPU响应中断并转入中断服务程序，由内部硬件 清TF1。TF1也可以由程序查询和清零。