第6章：定时器.ppt

,点击添加标题,二级标题,三级标题,四级标题,*,广东交通职业技术学院,6,定时器,/,计数器基础,2,广东交通职业技术学院,本讲主要内容：,6-1.,实现定时的方法,6-2.,定时器,/,计数器的结构和工作原理,6-3.,定时器,/,计数器的控制,6-4.,定时器,/,计数器的工作方式,6-5.,定时器,/,计数器应用,3,广东交通职业技术学院,6-1.,实现定时的方法,软件定时,软件延时不占用硬件资源，但占用了,CPU,时间，降低了,CPU,的利用率。例如延时程序。,采用时基电路定时,例如采用,555,电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电路。但在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件进行控制和修改，即不可编程，且定时时间容易漂移。,可编程定时器定时,最方便的办法是利用单片机内部的定时器,/,计数器。结合了软件定时精确和硬件定时电路独立的特点。,定时器,/,计数器如何使用呢？,4,广东交通职业技术学院,6-2.,定时器,/,计数器的结构和工作原理,定时器,/,计数器的结构,定时器,/,计数器的实质是加,1,计数器（,16,位），由高,8,位和低,8,位两个寄存器组成。,TMOD,是定时器,/,计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；,TCON,是控制寄存器，控制,T0,、,T1,的启动和停止及设置溢出标志,。,T1,计数器,T0,计数器,控制单元,5,广东交通职业技术学院,6-2.,定时器,/,计数器的结构和工作原理,定时器,/,计数器的工作原理,计数器输入的计数脉冲源,系统的时钟振荡器输出脉冲经,12,分频后产生；,T0,或,T1,引脚输入的外部脉冲源。,计数过程,每来一个脉冲计数器加,1,，当加到,计数器为全,1,（即,FFFFH,）,时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使,TCON,中,TF0,或,TF1,置,1,，向,CPU,发出中断请求（定时器,/,计数器中断允许时）。如果定时器,/,计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。,6,广东交通职业技术学院,6-2.,定时器,/,计数器的结构和工作原理,定时应用,用作定时器：此时设置为定时器模式，加,1,计数器是对内部机器周期计数（,1,个机器周期等于,12,个振荡周期，即计数频率为晶振频率的,1/12,）。计数值,N,乘以机器周期,Tcy,就是定时时间,t,。,计数运用,用作计数器：此时设置为计数器模式，外部事件计数脉冲由,T0,或,T1,引脚输入到计数器。每来一个外部脉冲，计数器加,1,。,但单片机对外部脉冲有基本要求：脉冲的高低电平持续时间都必须大于,1,个机器周期。,定时与计数都是利用计数实现！,7,广东交通职业技术学院,6-3.,定时器,/,计数器的控制,工作方式寄存器（,TMOD,）,GATE,：门控位。,GATE,0,时，只要用软件使,TCON,中的,TR0,或,TR1,为,1,，就可以启动定时器,/,计数器工作；（即需要一个启动条件）,GATE,1,时，要用软件使,TR0,或,TR1,为,1,，同时外部中断引脚也为高电平时，才能启动定时器,/,计数器工作，即需要两个启动条件。,C/T,:,定时,/,计数模式选择位。,C/T,0,为定时模式；,C/T,=1,为计数模式。,M1M0,：工作方式设置位。,M0,M1,C/T,GATE,M0,M1,C/T,GATE,D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,定时器,T1,定时器,T0,8,广东交通职业技术学院,6-3.,定时器,/,计数器的控制,计数器工作方式选择,M1 M0,工 作 方 式,功 能 说 明,0 0,方式,0,13,位计数器,0 1,方式,1,16,位计数器,1 0,方式,2,自动重装,8,位计数器,1 1,方式,3,定时器,0,：分成两个,8,位,定时器,1,：停止计数,建议不采用该工作方式！,在精确定时采用该工作方式！,9,广东交通职业技术学院,6-3.,定时器,/,计数器的控制,控制寄存器,TCON,TCON,的低,4,位用于控制外部中断,已在前面介绍。,TCON,的高,4,位用于控制定时器,/,计数器的启动和中断申请。其格式如下：,TF1,（,TCON.7,）：,T1,溢出中断请求标志位。,T1,计数溢出时由硬件自动置,TF1,为,1,。,CPU,响应中断后,TF1,由硬件自动清,0,。,TR1,（,TCON.6,）：,T1,起,/,停控制位。,1,：启动,0,：停止,TF0,（,TCON.5,）：,T0,溢出中断请求标志位，其功能与,TF1,类同。,TR0,（,TCON.4,）：,T0,起,/,停控制位。,1,：启动,0,：停止,10,广东交通职业技术学院,6-4.,定时器,/,计数器的工作方式,方式,0,方式,0,为,13,位计数，由,TL0,的低,5,位（高,3,位未用）和,TH0,的,8,位组成,TL0,的低,5,位溢出时向,TH0,进位，,TH0,溢出时，置位,TCON,中的,TF0,标志，向,CPU,发出中断请求。,13,位计数器,计数,/,定时选择,中断请求,该方式计算不方便，建议不采用！,11,广东交通职业技术学院,TF1,TR1,TF0,TR0,GATE,C/,T,M1,M0,GATE,C/T,M1,M0,1,&,1,1,0,T0,引脚,INT0,引脚,1,0,机器周期,TH0,TL0,8,位,8,位,溢出,TCON,TMOD,D0,D7,D7,D0,申请,中断,TF1,TR1,TF0,TR0,GATE,C/,T,M1,M0,GATE,C/T,M1,M0,1,&,1,1,0,T0,引脚,INT0,引脚,1,0,机器周期,TH0,TL0,8,位,8,位,溢出,TCON,TMOD,D0,D7,D7,D0,申请,中断,6-4.,定时器,/,计数器的工作方式,方式,1,方式,1,的计数位数是,16,位，由,TL0(TL1),作为低,8,位、,TH0(TH1),作为高,8,位，组成了,16,位加,1,计数器。,16,位计数器,12,广东交通职业技术学院,6-4.,定时器,/,计数器的工作方式,方式,2,方式,2,为自动重装初值的,8,位计数方式。,在方式,2,下，当计数器计满,255,（,FFH,）溢出时，,CPU,自动把,TH,的值装入,TL,中，不需用户干预。因此特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。,8,位计数器,TH1,重装单元,13,广东交通职业技术学院,6-4.,定时器,/,计数器的工作方式,方式,3,方式,3,只适用于定时器,/,计数器,T0,，定时器,T1,方式,3,时相当于,TR1=0,，停止计数,。,工作方式,3,将,T0,分成为两个独立的,8,位计数器,TL0,和,TH0,。,14,广东交通职业技术学院,6-5.,定时器,/,计数器应用,例,1,：编写一段程序，让,51MCU,的,P1.7,输出,1ms,的方波，,fosc=12MHz,，自行选择合适的工作模式和定时器。,6-5.,定时器,/,计数器应用,选择合适的工作模式,输入初值,启动定时器,等待溢出,原则：,1,、计算需求计数值，首先考虑模式,2,，再考虑模式,1,。,2,、中断方式为主，少使用查询模式,6-5.,定时器,/,计数器应用,选择合适的工作模式,输入初值,启动定时器,等待溢出,选择方式,1,！,C,语言代码：,TMOD=0 x01,初值,=,计数最大值,-,需求计数值,=2,n,t f,osc,/12,=2,16,-0.5ms12MHz/12,=65036,=0 xFE0C,N,6-5.,定时器,/,计数器应用,选择合适的工作模式,输入初值,启动定时器,等待溢出,C,语言代码：,TH0=0 xFE;,TL0=0 x0C;,定时器启动后即对选择的技术信号进行加,1,计数,6-5.,定时器,/,计数器应用,选择合适的工作模式,输入初值,启动定时器,等待溢出,C,语言代码：,TR0=1;,1,、如果使用查询方式，则需要进行不间断查询,2,、定时器溢出位必须进行软件清,0,3,、除方式,2,外，其他方式均不会自动重装初值，需要使用程序软件重装,6-5.,定时器,/,计数器应用,选择合适的工作模式,输入初值,启动定时器,等待溢出,while(1),while(!TF0);/,不间断查询,TF0=0;/,定时时间到,软件清楚溢出位,P17=!P17;/,执行操作,TH0=0 xFE;/,重装初值,TL0=0 x0C;,void main(void),TMOD=0 x01;,TH0=0 xFE;,TL0=0 x0C;,TR0=1;,while(1),while(!TF0);/,不间断查询,TF0=0;/,定时时间到,软件清楚溢出位,P17=!P17;/,执行操作,TH0=0 xFE;/,重装初值,TL0=0 x0C;,6-5.,定时器,/,计数器应用,1,、产生的方波准确度高吗？,2,、能否使用其他方式产生？如果可以，设计程序。,3,、可产生更高精确度的信号吗？,4,、使发光二极管以,1s,的时间闪烁，分别用延时函数和定时器实现。,6-5.,定时器,/,计数器应用,22,广东交通职业技术学院,6-5.,定时器,/,计数器应用,例,2,：编写一段程序，让,51MCU,的,P1.7,输出占空比为,70%,，频率为,100HZ,的矩形波（用定时器完成），,fosc=6MHz,。,思路：此题中，高电平时间为,10ms70%=7ms,，低电平为,3ms,。对于这种高、低电平时间不一致的波形，通常取出两个时间的相同单位时间作为定时器的定时时间，对于不同的电平采用不同的定时次数。此例中，可用,1ms,作为定时器的定时时间。高电平段定时,7,次，低电平段定时,3,次，即可实现矩形波输出。,定时器初值,=65536-1000/2=65036=FE0CH,定时器计数器,51,系列单片机的,内部,有,两,个,16,位的,加,1,定时器,/,计数器，称为定时器,T0,和定时器,T1,。,工作为定时器时，计数脉冲为,振荡器的,12,分频,，工作为计数器时，计数脉冲为,P3.4/P3.5,的,下降沿,。,定时器,T0,有,四,种工作方式，定时器,T1,有,三,种工作方式，它们的结构和工作原理,完全相同,。,51,系列单片机通过,TMOD,寄存器设置定时器的,工作模式,，通过,TCON,寄存器首先,软件,控制,启动,/,停止,。,