单片机定时器.pptxVIP

1 定时器/计数器及其应用 定时器/计数器的应用场合: 定时或延时控制、对外部事件的检测、计数等； MCS-51系列8031、8051单片机有两个16位定时器/计数器（即T0和T1）； 8032、8052单片机有3个16位定时器/计数器（即T0、 T1和T2）； 第1页/共65页 2 定时器/计数器及其应用 所谓计数器就是对外部输入脉冲的计数； 所谓定时器也是对脉冲进行计数完成的，计数的是MCS-51内部产生的标准脉冲，通过计数脉冲个数实现定时。 所以，定时器和计数器本质上是一致的，在以后的叙述中将定时器/计数器笼统称为定时器。 第2页/共65页 3 第3页/共65页 4 第5章 定时器/计数器及其应用 5.1 定时器的结构及工作原理 5.2 定时器的TMOD和TCON寄存器 5.3 定时器的工作方式 5.3.1 方式0 5.3.2 方式1 5.3.3 方式2 5.3.4 方式3 5.4 定时器的编程和应用 第4页/共65页 5 第5章 定时器/计数器及其应用 5.1 定时器的结构及工作原理 第5页/共65页 6 5.1 定时器的结构及工作原理 组成：两个16位的定时器T0和T1，以及他们的工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON等组成。内部通过总线与CPU相连。 定时器T0和T1各由两个8位特殊功能寄存器TH0、TL0、TH1、TL1构成。 工作方式寄存器TMOD：用于设置定时器的工作模式和工作方式； 控制寄存器TCON：用于启动和停止定时器的计数，并控制定时器的状态； 单片机复位时，两个寄存器的所有位都被清0。 8051定时器 内部结构框图 第6页/共65页 7 5.1 定时器的结构及工作原理 两个可编程的定时器/计数器T1、T0。 每个定时器内部结构实际上就是一个可编程的加法计数器，由编程来设置它工作在定时状态还是计数状态。 两种工作模式: (1) 计数器工作模式 就是对外部事件进行计数。计数脉冲来自相应的外部输入引脚T0（P3.4)或T1(P3.5)。当输入信号发生由1至0的负跳变(下降沿)时，计数器（TH0，TL0或TH1，TL1）的值增1。计数的最高频率一般为振荡频率的1/24。Why? (2) 定时器工作模式 也是通过计数实现的。计数脉冲来自内部时钟脉冲，每个机器周期计数值增1，每个机器周期=12个振荡周期，因此计数频率为振荡频率的1/12。所以定时时间=计数值×机器周期。 4种工作方式 (方式0-方式3) 。 第7页/共65页 8 5.1 定时器的结构及工作原理 当控制信号 定时器工作在定时方式；加1计数器对脉冲f进行计数，每来一个脉冲，计数器加1，直到计时器计满溢出； 因为 ，即一个计数脉冲的周期就是一个机器周期；计数器计数的是机器周期脉冲个数。从而实现定时。 当控制信号 定时器工作在计数方式；加1计数器对来自输入引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)的外信号脉冲进行计数，每来一个脉冲，计数器加1，直到计时器计满溢出； 第8页/共65页 9 控制信号K可以控制计数器的“启动”和“停止”， 第9页/共65页 10 振荡周期：是振荡脉冲的周期，也成为“拍”，用P表示。就是晶体振荡器的周期，或外部振荡脉冲的周期。是MCS-51单片机的最小时序单位。 时钟周期：是振荡源信号经二分频后形成的时钟脉冲信号，用S表示。每个时钟周期分成P1、P2两个节拍，又被称为一个状态。是MCS-51单片机的最基本的时序单位。 机器周期：通常将完成一个基本操作所需的时间称为机器周期，由6个状态（12拍）组成，所以一个机器周期可以依次表示为S1P1、S2P2……S6P1、S6P2。通常算术逻辑操作发生在节拍P1期间，而内部寄存器到寄存器的传送发生在节拍P2期间。 指令周期：是指CPU执行一条指令所需要的时间。是MCS-51单片机的最大的时序单位，由若干个振荡周期组成。一个指令周期通常含有1～4个机器周期，MCS-51典型的指令周期为一个机器周期。 振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期 第10页/共65页 11 5.1 定时器的结构及工作原理 在每个机器周期的S5P2期间采样检测引脚输入电平。 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。 新的计数值在检测到输入引脚电平发生“1”到“0”的负跳变（下降沿）后，于下一个机器周期的S3P1期间装入计数器中。 由于CPU需要两个机器周期来识别一个“1”到“0”的跳变信号，所以最高的计数频率为振荡周期的1/24。 第11页/共65页 12 5.1 定时器的结构及工作原理 定时/计数器对输入信号的要求 外部计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24，例如选用12