片机原理与应用第6章

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1、第6章定时器/计数器（课时：8学时）教学目的了解定时器/计数器的结构与工作原理。掌握定时器/计数器的四种工作方式的特点及应用。用定时器/计数器设计一个可产生一定频率方波的信号源。用定时器/计数器设计一个脉冲宽度调制(PWM)信号以控制直流电动机转速。用定时器/计数器设计一个用于流水生产线上的产品自动计数器。用定时器/计数器设计一个测量电平脉冲宽度的程序。用定时器/计数器设计一个电子音乐程序。用定时器/计数器设计一个电子音乐程序。学习重点和难点定时器/计数器的初始化。定时器/计数器与中断的综合应用。第6章定时器/计数器6.1定时器/

2、计数器的结构与原理6.2定时器/计数器的控制6.3定时器/计数器的四种工作方式及应用本章小结习题6.1定时器/计数器的结构与原理6.1.1定时器/计数器的结构6.1.2定时器/计数器的原理6.1.3定时器/计数器的功能6.1.1定时器/计数器的结构8051单片机内部设有两个16位可编程定时器/计数器，简称为定时器0(T0)和定时器1(T1)。16位的定时器/计数器分别由两个8位寄存器组成，即：T0由TH0和TL0构成，T1由TH1和TL1构成。每个寄存器均可单独访问，这些寄存器是用于存放定时初值或计数初值的。有一个8位的定时器方

3、式寄存器TMOD和一个8位的定时器控制寄存器TCON。这些寄存器之间是通过内部总线和控制逻辑电路连接起来的，定时器/计数器的工作方式、定时时间和启停控制通过由指令来确定这些寄存器的状态来实现。TMOD主要用于设定定时器的工作方式，TCON主要用于控制定时器的启动与停止，并保存T0、T1的溢出和中断标志。6.1.1定时器/计数器的结构定时器/计数器结构框图6.1.2定时器/计数器的原理16位的定时器/计数器实质上是一个加l计数器，可实现定时和计数两种功能，其功能由软件控制和切换。定时器属硬件定时和计数，是单片机中效率高而且工作灵活的

4、部件。在定时器/计数器开始工作之前，CPU必须将一些命令(称为控制字)写入定时器/计数器。将控制字写入定时器/计数器的过程叫定时器/计数器的初始化。在初始化程序中，要将工作方式控制字写入定时器方式寄存器(TMOD)，工作状态控制字(或相关位)写入定时器控制寄存器(TCON)，赋定时/计数初值给TH0(TH1)和TL0(TL1)。6.1.2定时器/计数器的原理定时器/计数器的定时功能。计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生，即每过一个机器周期，计数器加1，直至计满溢出。定时器的定时时间与系统的时钟频率有关。因一个机器周期等于12

5、个时钟周期，所以计数频率应为系统时钟频率的十二分之一。如果晶振频率为12MHz，则机器周期为1s。通过改变定时器的定时初值，并适当选择定时器的长度(8位、13位或16位)，可以调整定时时间。6.1.2定时器/计数器的原理定时器/计数器的计数功能。通过外部计数输入引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)对外部信号计数，外部脉冲的下降沿将触发计数。计数器在每个机器周期的S5P2期间采样引脚输入电平，若一个机器周期S5P2期间采样值为1，下一个机器周期S5P2期间采样值为0，则计数器加1，再下一个机器周期S3P1期间，新的计数值装入计数

6、器。因检测一个由1至0的跳变需要两个机器周期，故外部信号的最高计数频率为时钟频率的二十四分之一。如果晶振频率为12MHz，则最高计数频率为0.5MHz。虽然对外部输入信号的占空比无特殊要求，但为了确保给定电平在变化前至少被采样一次，外部计数脉冲的高电平与低电平保持时间均需在一个机器周期以上。6.1.3定时器/计数器的功能定时器/计数器具有定时和计数两种功能，应用范围如下。1.定时与延时控制方面可产生定时中断信号，以设计出各种不同频率的信号源；产生定时扫描信号，对键盘进行扫描以获得控制信号，对显示器进行扫描以不间断地显示数据。2.测

7、量外部脉冲方面对外部脉冲信号进行计数可测量脉冲信号的宽度、周期，也可实现自动计数。3.监控系统工作方面对系统进行定时扫描，当系统工作异常时，使系统自动复位，重新启动以恢复正常工作。6.2定时器/计数器的控制6.2.1定时器方式寄存器TMOD6.2.2定时器控制寄存器TCON6.2.1定时器方式寄存器TMOD定时器方式寄存器TMOD的作用是设置T0、T1的工作方式。TMOD的格式：各位的功能说明：(1)GATE：门控位。GATE=0：软件启动定时器，即用指令使TCON中的TR1(TR0)置1即可启动定时器1(定时器0)。GATE=1

8、：软件和硬件共同启动定时器，即用指令使TCON中的TR1(TR0)置1时，只有外部中断INT0(INT1)引脚输入高电平时才能启动定时器1(定时器0)。6.2.1定时器方式寄存器TMOD(2)C/T：功能选择位。C/T=0时，以定时器方式工作。C/