单片机应用技术 教学课件 作者 廖世海 吴政江 第5章 定时器计数器.ppt

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1、第5章定时器/计数器廖世海制作第5章定时器/计数器5.1定时器/计数器的结构及工作原理5.2.定时器/计数器的控制5.3定时器/计数器的编程和应用5.4基本技能训练——BCD码显示的两位秒表5.1.1定时器/计数器的结构MSC-51单片机内部有两个16位的可编程定时器/计数器，称为定时器0（T0）和定时器1（T1），可编程选择其作为定时器用或作为计数器用。其逻辑结构如图5-1所示。图5-1MSC-51单片机定时器/计数器的逻辑结构5.1定时器/计数器的结构及工作原理5.1.2定时器/计数器的工作原理当定时器/计数器设置为定时工作方式

2、时，计数器对内部机器周期计数，每过一个机器周期，计数器增1，直至计满溢出。当定时器/计数器设置为计数工作方式时，计数器对来自输入引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）的外部信号计数，外部脉冲的下降沿将触发计数。5.2.1控制寄存器1.工作方式控制寄存器（TMOD）TMOD用于设定定时器/计数器的工作方式，低4位用于T0，高4位用于T1。TMOD的位格式见表5-1。5.2定时器/计数器的控制TMOD各位做作用GATE：选通控制。GATE=0，只要用软件对TR置1就可启动定时器；GATE=1，只有（）引脚为高电平，且由软件使TR置1时

3、，才能启动定时器工作。：定时器/计数器方式选择。=0，设置为定时工作方式；=1，设置为计数工作方式。M1M0：工作方式控制位，可构成四种工作方式，见5-2。表5-2工作方式选择2．定时器/计数器控制寄存器（TCON）TCON已在上一章中介绍，其低4位与外部中断有关，高4位与定时器/计数器有关。MCS-51单片机的定时器/计数器有四种工作方式。1．工作方式0当MlM0＝00H时，定时器/计数器工作于方式0。用13位构成一个13位定时器/计数器,最大计数值为213=8192。如图5-2所示。5.2.2定时器/计数器的工作方式＝1时为

4、计数状态，计数值由下式确定：N＝213－X＝8192－X式中，N为计数值；X为THx、TLx的初始值。＝0时为定时器方式，加法计数器对机器周期脉冲Tcy计数，每个机器周期TLx加1。定时时间由下式确定：T=NTcy＝（8192－X）Tcy式中，Tcy为单片机的机器周期。2．工作方式1当MlM0＝01H时，定时器/计数器工作于方式1，是16位计数器，最大计数值为216=65536，如图5-3所示。图5-3定时器/计数器工作方式1的逻辑结构在工作方式1时，计数值由下式确定：N=216－X＝65536－X计数范围为1～65536。定时

5、器的定时时间由下式确定：T=NTcy＝（65536－X）Tcy如果晶振频率fosc=12MHz，则Tcy＝1μs，定时范围为1～65536μs。3．工作方式2当M1M0＝10H时，定时器/计数器工作于方式2，是8位定时器/计数器，能自动恢复定时器/计数器初始值，如图5-4所示。方式2与方式0、方式1的区别在于：1）计数位数不同，计数范围比方式0、方式1都小。2）初始值自动重装，适用于需要重复定时的应用场合。在工作方式2时，计数值由下式确定：N=28－X＝256－X计数范围为1～256。定时器的定时时间由下式确定：T=NTcy＝（

6、256－X）Tcy如果振荡频率fosc=12MHz，则Tcy＝1μs，定时范围为1～256μs。4.工作方式3当M1M0=11H时，定时器/计数器设定为工作方式3，如图5-5所示。图5-5定时器／计数器工作方式3的逻辑结构T0分成两个独立的8位定时器/计数器TL0和TH0。TL0使用、GATE、TR0、、TF0定时/计数，TH0则占用了T1的两个控制位TR1、TF1。5.3.1定时器/计数器的初始化编程1．初始化的内容1）根据设计需要先确定定时器/计数器的工作模式及工作方式，然后将相应的控制字送入TMOD寄存器中。2）计算出计数初始

7、值并写入TH0、TL0、TH1、TL1中。3）通过对中断优先级寄存器IP和中断允许寄存器IE的设置，确定计数器的中断优先级和是否开放中断。4）给定时器控制寄存器TCON送命令字，控制定时器/计数器的启动和停止5.3定时器/计数器的编程和应用2．定时器/计数器初始值的计算定时器/计数器初始值的换算关系如下：X=M-N式中，N为实际计数值；M为计数最大值；X为计数初始值。其中，计数最大值在不同工作方式下的值不同。定时器模式下对应的定时时间为T=NTcy=（M-X）Tcy式中，Tcy为单片机的机器周期（Tcy为晶振时钟周期的12倍）。5

8、.3.2定时器/计数器的应用举例【例5.1】试用定时器T0设计一个能产生周期t=2ms的信号发生器。设单片机的振荡频率fosc=12MHz。解：假设选T0作信号发生器，则=0，GATE=0，即TMOD=00H。N=t/Tcy=t/（