单片机第六章定时器、计数器1
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51单⽚机定时器计数器详解第六章定时器/计数器6.1 定时器的结构及⼯作原理6.2 定时器的控制6.3 定时器的⼯作模式及其应⽤第六章定时器/计数器实现定时⼀般有多种⽅法:1. 利⽤软件实现(延时程序)优点:简单,控制⽅便;缺点:CPU效率低。
2. 外部硬件实现:单稳态定时器、计数定时器优点:CPU效率⾼;缺点:修改参数⿇烦。
3. 利⽤计数器实现输⼊脉冲定时器/计数器作⽤主要包括产⽣各种时标间隔、记录外部事件的数量等,是单⽚机中最常⽤、最基本的部件之⼀。
外来脉冲定时计数定时器/计数器功能⽰意图6.1 定时器/计数器的结构及⼯作原理6.1.1 定时器/计数器的基本结构MCS-51单⽚机有⼆个定时器/计数器,每个定时器/计数器由⼏个专⽤寄存器组成。
TMOD(89H )⾼四位TMOD(89H )低四位⽅式寄存器TCON(88H)TCON(88H)控制寄存器*8DH 8BH 8CH 8AH TH1 TL1TH0 TL0数据寄存器(16位)定时器T1定时器T0定时器/计数器的结构如下图所⽰。
定时器/计数器的基本结构框图申请P3.5or P3.4or 8DH 8BH8CH 8AH6.1.2 定时器/计数器的⼯作原理定时器/计数器结构原理图INTx P3.YGATE :门控制位:定时/计数控制位TC/x=0,1Y=2,3Z=4,5⼀. 对外部输⼊信号的计数功能当T0或T1设置为计数⼯作⽅式时,计数器对来⾃输⼊引脚P3.4(T0)和P3.5(T1)的外部信号计数。
若前⼀个机器周期采样值为1,后⼀个机器周期采样值为0,则计数器加1。
所以计数器计数的频率最⾼为fosc 的1/24。
BDEHT H >1个机器周期T L >1个机器周期L⼆. 定时功能:定时器/计数器的定时功能也是通过计数实现的,它的计数脉冲是由单⽚机的⽚内振荡器输出经12分频后产⽣的信号,即为对机器周期计数。
INTx P3.Y例如:晶振频率=12MHz 机器周期=1us ,计数1次=1us ,计数频为=1MHz 。
第六章定时器/计数器第一节概述8051内部提供两个十六位的定时器/计数器T0和T1,它们既可以用作硬件定时,也可以对外部脉冲计数。
1.计数功能:所谓计数功能是指对外部脉冲进行计数。
外部事件的发生以输入脉冲下降沿有效,从单片机芯片T0(P3.4)和T1(P3.5)两个引脚输入,最高计数脉冲频率为晶振频率的1/24。
2.定时功能:以定时方式工作时,每个机器周期使计数器加1,由于一个机器周期等于12个振荡脉冲周期,因此如单片机采用12MHz晶振,则计数频率为12MHz/12=1MHz。
即每微秒计数器加1。
这样就可以根据计数器中设置的初值计算出定时时间。
第二节定时器/计数器的基本结构、工作方式及应用一、定时器/计数器基本结构定时器/计数器的基本结构如图6-1。
T0由TH0和TL0两个八位二进制加法计数器组成十六位二进制加法计数器;T1由TH1和TL1两个八位二进制加法计数器组成十六位二进制加法计数器。
图6-1 定时器/计数器基本组成110二、定时器/计数器控制寄存器1.定时器方式控制寄存器TMOD定时器方式控制寄存器地址89H,不可位寻址。
TMOD寄存器中高4位定义T1,低4位定义T0。
其中M1,M0用来确定所选工作方式如表6—1:定时/计数器T1 定时/计数器T0111定时器控制寄存器TCON地址88H,可以位寻址,TCON主要用于控制定时器的操作及中断控制。
有关中断内容在第四章已说明。
此处只对定时控制功能加以介绍。
表6—2给出了TCON有关控制位功能:系统复位时,TMOD和TCON寄存器的每一位都清零。
112113三、工作方式及应用用户可通过编程对专用寄存器TMOD 中的M1,M0位的设置,选择四种操作方式。
(一)方式0(以T0为例)在此方式中,定时寄存器由TH0的8位和TL0的5位(其余位不用)组成一个13位计数器。
当GATE=0时,只要TCON 中的TR0为1,13位计数器就开始计;当GATE=1以及TR0=1时,13位计数器是否计数取决于INT0引脚信号,当INT0由0变1时开始计数,当INT0由1变为0时停止计数。
第6章单片机的定时器/计数器习题1.MCS-51系列的8051单片机内有几个定时/计数器?每个定时/计数器有几种工作方式?如何选择?答:MCS-51系列的8051单片机内有2个定时/计数器,即T0和T1,每个都可以编程为定时器或计数器,T0有四种工作方式(方式0—13位、方式1—16位、方式2-可自动装入初值的8位、方式3-两个8位),T1有三种工作方式(与T0相同的前三种),通过对TMOD的设置选择,其高四位选择T1,低四位选择T0。
2.如果采用的晶振频率为3MHz,定时/计数器TO分别工作在方式0、1和2下,其最大的定时时间各为多少?答:如果采用的晶振频率为3MHz,机器周期为12×1/(3*106)=4us,由于定时/计数器TO工作在方式0、1和2时,其最大的计数次数为8192、65536和256所以,其最大定时时间分别是:方式0为8192×4us=32.768ms、方式1为65536×4us=262.144ms、方式2为256×4us=1024us。
3.定时/计数器TO作为计数器使用时,其计数频率不能超过晶振频率的多少?答:由于定时/计数器TO作为计数器使用时,是对外部引脚输入的脉冲进行计数,CPU在每个机器周期采样一次引脚,当前一次采样为高电平,后一次采样为低电平,则为一次有效计数脉冲,所以如果晶振频率为fosc,则其采样频率fosc/12,两次采样才能决定一次计数有效,所以计数频率不能超过fosc/24。
4.简单说明定时/计数器在不同工作模式下的特点。
答:方式0为13位的定时/计数器,由THx的8位和TLx的低5位构成、方式1为16位的定时/计数器,由THx的8位和TLx的8位构成,方式2为8位的定时/计数器,TLx为加1计数器,THx为计数初值寄存器。
方式3只能用于T0,是将T0的低8位用作一个独立的定时/计数器,而高8位的TH0用作一个独立的定时器,并借用T1的TR1和TF1作为高8位定时器的启停控制位和溢出标志位。