单片机原理教案第6章.ppt

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1、6.1定时和计数的基本概念6.2MCS-51单片机定时/计数器的结构和工作原理6.3定时/计数器工作模式及其应用6.4综合应用举例第6章定时器与计数器从一个生活中的例子来理解计数的基本概念：假设你希望知道一个碗里可以装多少豆子？你可以采用什么办法呢？你肯定会说把碗里的豆子数一下就行了，不错，正是如此。从这个常见的计数例子可以看出，如果想计数，必须必备三要素：◆计数单元：豆子◆人：一个能认识豆子并能计数的人◆计数容量：一个碗，同时碗装满了，人可以看到碗满了，停止计数计数的基本概念但是生活中常见的事情如何用单

2、片机去实现呢？单片机是无法认识豆子等我们人可以通过眼睛认识的事物。单片机可以识别的只能是电脉冲信号，如果想利用单片机完成计数功能，则与生活中的计数相对应，需要以下三要素：◆计数脉冲：单片机的某个IO引脚可以识别脉冲信号◆单片机CPU：单片机CPU内部集成这样的硬件功能，即IO引脚每来一个脉冲，寄存器的值增加1，计数一次。◆计数容量：计数容量和寄存器的位数有关，如果利用8位寄存器则只能计数到255，超过255则必须告诉CPU已经溢出，停止计数还是从生活中的定时例子来说明定时的基本概念。一个闹钟，将它定时在1

3、个小时后闹响，换言之，也可以说是秒针走了3600圈，如果需要你设计一个这样的定时装置，你该怎么办呢？同时想定时，必须必备三要素：定时的基本概念◆定时基准：最小的定时单元，对于本例而言，需要一个精确的秒针，当秒针走一圈，则表示一秒的时间。◆计数功能：需要一个装置能计数，秒针每走一圈则计数功能加1。◆计数容量：当计数达到3600圈以后，则报警表示定时时间已到。同样对于单片机而言如何实现现实生活中需要的定时功能呢？如果想利用单片机完成定时功能，则与生活中的定时相对应，需要以下三要素：◆定时基准：单片机中的晶振提

4、供一个精确的定时基准。由单片机的晶振经过12分频后获得的一个脉冲源，即采用机器周期作为定时基准，如果晶振为12M，则定时基准为1us。◆计数功能：与计数功能相同，单片机CPU内部集成这样的硬件功能，即每一个机器周期，寄存器的值增加1，计数一次。◆计数容量：当达到用户定义的时间后，则申请中断，在中断程序中实现报警功能。6.2.1定时/计数器概述图6-1定时/计数器结构图6-2定时/计数器控制逻辑6.2.2单片机定时/计数器的工作方式定时器工作方式设置为定时器工作方式时，基准时间由单片机的晶振经过12分频后获

5、得的一个脉冲信号，即机器周期信号。机器周期信号输入到加1计数器，加1计数器实现每个机器周期使T0或T1的计数寄存器数值增加1，直至计满溢出，根据计数机器周期的次数可以得到定时时间。计数器工作方式设置为计数方式时，外部脉冲信号输入到引脚T0（P3.4）和T1（P3.5），CPU对外部脉冲信号进行采样计数，加1计数器由外部输入脉冲信号的下降沿触发计数。计数方式具体工作过程计数器在每个机器周期的S5P2期间采样T0和T1引脚的输入电平，若前一个机器周期采样值为1，下一个机器周期采样值为0，则计数器加1。所以检测

6、一个从1到0的跳变需要两个机器周期，即外部输入信号的周期应大于或等于两个机器周期，也就是说外部输入信号的频率必须小于晶振频率的1/24，若频率超过晶振频率的1/24，则无法准确计数脉冲个数。虽然对外部输入信号的占空比无特殊要求，但是为了确保输入信号电平在变化之前至少被采样一次，要求电平保持时间至少是一个完整的机器周期。对输入脉冲信号的基本要求如图6-3所示。图6-3对输入脉冲宽度的要求TMOD用于控制T0和T1的工作模式。TMOD不能位寻址，只能用字节设置定时器的工作模式，低半字节设置T0，高半字节设置T

7、1。8051系统复位时，TMOD的所有位被清0。TMOD各位的定义格式如图所示6.2.3工作模式寄存器TMODGATEC/TM1M0GATEM1C/TM0定时器T1定时器T0TMOD（89H）D7D6D5D4D3D2D1D0M1和M0—操作模式控制位。两位可形成四种编码，对应于四种模式。—计数器/定时器方式选择位设置为定时方式。定时器计数8051片内脉冲，即对机器周期计数设置为计数方式。计数器的输入来自T0（P3.4）或T1（P3.5）端的外部脉冲GATE—门控位。GATE=0，只要用软件使TR0（或TR

8、1）置1就可以启动定时器，而不管INT0（或INT1）的电平是高还是低。GATE=1，只有INT0（或INT1）引脚为高电平且由软件使TR0（或TR1）置1时，才能启动定时器工作。TCON除可字节寻址外，各位还可位寻址。8051系统复位时，TCON的所有位被清0。TCON各位的定义格式如图所示。6.2.4启动控制寄存器TCON6.3定时/计数器工作模式及其应用6.3.1模式0及其应用6.3.2模式1及其应用6.3.3模式2及其