单片机原理与接口技术教学课件 作者 于斌 单片机原理与接口技术（第8章）.pptVIP

第8章 定时器/计数器及实验 MCS-51单片机可提供2个16位的定时器/计数器：T0和T1。它们均可以用作定时器和事件计数器，为单片机系统提供精确定时和计数功能。 8.1 定时器/计数器的硬件结构及工作原理 图8-1为定时器/计数器的硬件结构框图。图中可见，T0和T1的核心均为一个加1计数器。加1计数器的脉冲来源有两个：一个是外部脉冲源，另一个是单片机系统的时钟源。计数器对输入脉冲进行加1计数，每输入一个脉冲，计数值加1。 图8-1 定时器/计数器硬件结构框图 计数到计数值为全1 当计数到计数值为全1时，再有一个脉冲信号输入将使得计数器溢出。这时，加1计数器从最高位溢出一个脉冲使TCON(定时器控制寄存器)的溢出标志位TF0或TF1置1，同时将计数值清零。如果定时器/计数器工作于定时状态，则表示定时时间到； 工作于计数状态 如果工作于计数状态，则表示计数值回零。因此，加1计数器的基本功能是对输入脉冲进行计数，至于其工作于定时状态还是计数状态，则取决于外接脉冲源。当脉冲源为单片机系统时钟源时，计数脉冲为一等间隔脉冲序列，脉冲数乘以间隔时间就是定时时间，此时加1计数器工作于定时状态。当脉冲源为间隔不等的外部脉冲信号时，加1计数器就相当于外部事件计数器，工作于计数状态。 用作定时器 用作定时器时，在每个机器周期加1计数器都加1，因此也可以看作对机器周期的累计。因为1个机器周期包括12个振荡周期，因此加1计数器的计数频率是振荡频率的1/12。如果单片机采用12MHz的晶体振荡器，则加1计数器的计数频率为1MHz，即每微秒加1计数器加1。这样就可以按定时时间的要求计算出加1计数器的预置计数值。 用作计数器 用作计数器时，加1计数器在其对应的外部输入端T0(P3.4)或T1(P3.5)检测到一个负跳变时加1。其最快的计数频率是振荡频率的1/24。 2个8位特殊功能寄存器 定时器/计数器T0由2个8位特殊功能寄存器TH0和TL0构成，TH0用于存放高8位的二进制计数值，TL0用于存放低8位的二进制计数值。定时器/计数器T1由2个8位特殊功能寄存器TH1和TL1构成，TH1用于存放高8位的二进制计数值，TL1用于存放低8位的二进制计数值。工作方式寄存器TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式。控制寄存器TCON用于启动和停止定时器/计数器的计数，并控制定时器/计数器的工作状态。 8.2 定时器的工作方式寄存器和控制寄存器 8.2.1 定时器/计数器工作方式寄存器TMOD 如图8.2所示，TMOD的高4位控制T1的工作方式，低4位控制T0的工作方式。 工作方式选择位 M1、M0：工作方式选择位。定时器/计数器有4种工作方式，由M1和M0来进行选择，如表8-1所示。 表8-1 定时器/计数器工作方式选择 定时器/计数器选择位 C/ T：定时器/计数器选择位。C/ T＝1工作为计数器功能，C/ T＝0工作为定时器功能。 GATE：选通控制位。GATE＝0，由软件控制TR0或TR1启动定时器；GATE＝1，由外部中断引脚INT0(P3.2)和 INT1(P3.3)输入电平分别控制T0和T1的运行。 8.2.2 定时器控制寄存器TCON 图8.3 定时器/计数器控制字段 定时器T1溢出中断标志 TF1：定时器T1溢出中断标志。当定时器T1溢出时由内部硬件置位，申请中断。当转向中断服务程序时，由内部硬件将TF1标志清零。 定时器T1运行控制位 TR1：定时器T1运行控制位，由软件置位/清零来控制定时器T1的计数启动/停止。当选通控制位GATE为0而TR1为1时，T1启动计数；当TR1为0时，T1停止计数。当选通控制位为1时，仅当TR1为1且P3.3引脚输入为高电平时才启动T1计数，TR1为0或P3.3引脚输入为低电平都使T1停止计数。 溢出中断标志和运行控制位 TF0：定时器T0溢出中断标志，其含义与TF1类似。 TR0：定时器T0运行控制位，其含义与TR1类似。 TCON的低4位与外部中断有关，其意义在前一章已介绍过。 8.3 定时器/计数器的工作方式 2个16位定时器/计数器具有定时和计数两种功能，每种功能都包括了四种工作方式。用户通过指令把方式字写入定时器/计数器工作方式寄存器TMOD来选择T0或T1的功能和工作方式； 启动计数或停止计数 通过写入计数初值来控制计数长度(定时时间)；通过对定时器/计数器控制寄存器TCON的相应位进行置位或清零来实现定时器的启动计数或停止计数。 8.3.1 工作方式0 当M1M0为00时，定时器/计数器被选为工作方式0，其等效框图如图8-4所示。 图8-4 定时器T0工作方式0结构图 一个13位的定时器/计数器 T0(或T1)在工作在方式0时，是一个13位的定时器/计数器