单片机原理及应用 教学课件 作者 孙康岭刘永海 主编 单片机5.2.pptVIP

尚辅网 尚辅网 5.2 80C51的定时/计数器 在采用单片机系统解决生产实际问题时，常常需要定时或延时的控制，也常要求对控制对象的事件进行计数，如测定汽车行车里程与时速时，就需要对车轮转动的圈数进行计数，同时也要对行驶时间进行计时。 要实现定时功能可采用以下几种方法： 1．单片机软件定时 通过执行一个循环程序可实现软件定时。其特点是不需外加硬件电路，但占用CPU时间，降低CPU效率。因此软件定时的时间不宜过长。 2．不可编程的硬件定时 利用硬件电路实现定时,如555定时器。其特点是不占用CPU时间，通过改变电路元器件参数来调节定时，但使用不够灵活方便。 3．可编程定时器定时 通过专用的定时器/计数器芯片实现。其特点是通过对系统时钟脉冲进行计数实现定时，定时时间可通过程序设定的方法改变，使用灵活方便。也可实现对外部脉冲的计数功能。 80C51单片机内部有两个16位可编程的定时器/计数器，简称为T0和T1，均可作定时器用，也可作为计数器。 5.2.1 定时/计数器的结构和工作原理 定时/计数器的结构如图5-6所示。T0由2个8位的特殊功能寄存器TH0和TL0构成，T1则由2个8位的特殊功能寄存器TH1和TL1构成。T0、T1由特殊功能寄存器TMOD和TCON进行控制。 定时/计数器的核心部件是一个加1计数器，可工作在定时方式或计数方式，使用的是同一个计数部件。 图5-6 定时/计数器的结构 定时方式与计数方式的异同: 这两种工作方式的区别，只是计数脉冲来源不同。 1、当工作在定时器方式，计数脉冲信号是内部的机器周期脉冲(机器周期为确定值)，每来一个脉冲，计数器的值加1。 定时时间=机器周期× 计数值 2、当工作在计数器方式，计数脉冲来自引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）输入的外部脉冲信号，当输入脉冲信号发生从1到0的负跳变时，计数器就自动加1。 由于CPU检测到一个负跳变至少需要2个机器周期，所以计数的最高频率为振荡频率的1/24。 这两种工作方式的相同： 3、随着计数值的增加，当计数值达到最大时再来一个脉冲，其值便由最大变为0，称为定时/计数器发生了溢出。 溢出信号使定时中断请求标志位TF0或TF1置1，若开放中断，则向CPU申请中断服务。 对计数功能而言，表示计数已满； 对于定时功能而言，表示定时时间已到。 5.2.2 定时/计数器的控制 定时/计数器T0、T1由特殊功能寄存器TMOD、TCON、IE、IP进行控制。 TMOD用于设置其工作方式。 TCON控制定时/计数器的启动与停止、定时/计数器的溢出标志。 IE用于开放或禁止中断源的请求（包括定时/计数器T0、T1）。 IP 用于设置中断源的中断优先级（包括定时/计数器T0、T1）。 1．定时/计数器控制寄存器TCON TCON是一个8位的特殊功能寄存器，字节地址为88H，可位寻址。各位的定义如下。 2．工作方式控制寄存器TMOD 工作方式控制寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，其字节地址为89H，不能位寻址，其中高4位定义定时/计数器T1的工作方式，低4位定义定时/计数器T0的工作方式。各位的定义如下: 定时/计数器T1或T0都有四种工作方式，由各自的M1M0位进行设置。 5.2.3 定时/计数器的工作方式 8051单片机的定时器/计数器共有四种工作方式， T1与T0的工作原理基本相同，但方式3下T1停止计数。现以T0为例加以介绍。 1．工作方式0 （13位定时/计数器） 当工作方式控制寄存器TMOD的最低两位M1M0=00时，T0工作于方式0，为。 在该方式下，由TH0的全部8位和TL0的低5位（TL0的高3位未用）构成13位加1计数器。 当TL0低5位计数满时直接向TH0进位，并当全部13位计数满时，发生溢出，使溢出标志位TF0置1。 工作方式0下的两种情况： （1）当C/T=0时，定时/计数器T0工作于定时功能。 当T0启动之后，对机器周期计数。 设T0中的定时初值为X，则 定时时间=（213-X）×机器周期 （2）当C/T=1时，定时/计数器T0工作于计数功能。 当T0启动之后，对来自片外T0引脚的脉冲的负跳变计数。 设T0中的计数初值为X，则 计数值= 213-X 计数范围：1～8192 ； 初值X的范围是8191～0。 注：213=8192 实际应用中，若需要更长的定时时间或更大的计数范围，可以通过循环进行多次定时或计数来实现。 例：已知晶振6MHz，要求定时0.5ms，试求出T0工作于方式0时的定时初值。 解：由于晶振6MHz，因此机器周期为2μs。 定时0.5mS，根据公式有 0.5ms=（213-X）× 2μs 求得初值X =