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1、16.1MCS-51单片机的定时器/计数器在实际的控制系统中常要求有外部实时时钟,以实现定时或延时控制;还要求有外部计数器,以实现对外界事件进行计数。比如,在单片机控制的电力拖动系统中,控制的对象为电动机,为了实现闭环控制,就需要定时地对转速进行采样。若采用光电脉冲发生器作为检测元件,则先应对每个采样周期中光电脉冲发生器发出的脉冲进行计数,然后再通过实时计算求得对应的转速。6.1.1定时器/计数器的特点对于定时/计数器来说,不管是独立的定时器芯片还是单片机内的定时器,大都有以下特点:(1)定时/计数器有多种工作方式,可以是计数方式也可以是定时方式。(2
2、)定时/计数器的计数值是可变的,当然对计数的最大值有一定限制,这取决于计数器的位数。计数的最大值也就限制了定时的最大值。(3)可以按照规定的定时时间或计数值,在定时时间到或者计数终止时,发出中断申请,以便实现定时控制。36.1.1定时器/计数器的结构46.1.1定时器/计数器的结构定时器/计数器是由T0、T1、TMOD、TCON组成。T0、T1分别由两个8位的计数器组成,均属SFR寄存器T0由TH0、TL0构成,字节地址为8CH、8AHT1由TH1、TL1构成,字节地址为8DH、8BH相关的控制寄存器1、方式寄存器TMOD:用于控制和确定定时器/计数器
3、的功能和计数方式2、控制寄存器TCON:用于控制定时/计数器的启动和停止56.1.2定时器/计数器的工作原理T0(P3.4)T1(P3.5)66.1.2定时器/计数器的工作原理定时器/计数器的核心是1个加1计数器,它的输入脉冲有两个来源:1、外部脉冲源2、系统机器周期(时钟振荡器经12分频以后的脉冲信号)。图中有2个模拟的位开关,前者决定了定时器/计数器的工作状态:当开关处于上方(C/T=0)时为定时状态,处于下方时(C/T=1)为计数状态。工作状态的选择由特殊功能寄存器TMOD的C/T位来决定。7定时功能是通过对单片机内部脉冲进行计数来实现的。即每个
4、机器周期产生1个计数脉冲,使计数器加1。在使用定时器时,既可以根据计数值计算定时时间,也可以根据定时时间的要求计算出计数器的预置值。定时时间与振荡器的频率有关。晶振频率为6Mhz和12Mhz的不同。定时功能8计数功能所谓计数是指对外来脉冲的计数。MCS-51芯片的信号引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)分别是两个计数器的计数输入端。外部输入的脉冲在负跳变时有效,供计数器进行加1计数。计数方式下,单片机在每个机器周期的S5P2对计数脉冲输入引脚进行采样。如果前一个机器周期为高电平,后一个机器周期为低电平,即为一个有效的计数脉冲,在下一个机器周期的S3P
5、1进行计数。由于采样计数脉冲是在2个机器周期完成的,所以计数脉冲的周期不能小于2个机器周期。9加法计数器加法计数器是计满溢出时才申请中断,所以在给计数器赋初值时,不能直接输入所需的计数值,而应输入的是计数器计数的最大值与这一计数值的差值。设最大值为M,计数值为N,初值为X,则X的计算方法为:计数状态:X=M-N定时状态:X=M-(定时时间∕机器周期)1T=12/f106.2与定时器/计数器有关的控制寄存器位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0定时器/计数器控制寄存器:TCON字节地址
6、:88H位地址:88H~8FH(可位寻址)功能:用于控制定时器的启动/停止,和保存外部中断请求以及定时器的计数溢出。TCON既有定时器/计数器的控制功能,又有中断控制功能,其中与定时有关的控制位共4位:TF1、TR1、TF0、TR0。11TF0和TF1:计数溢出标志位当计数器产生计数溢出时,相应的溢出标志位由硬件置“1”。计数溢出标志位的使用有两种情况:使用中断方式时,作中断请求标志位来使用,在转向中断服务程序时由硬件自动清“0”。使用查询方式时,作查询状态位来使用,查询有效后应以软件方法及时将该位清“0”TR0和TR1:运行控制位(软件置1或清0)T
7、R0(TR1)=0停止定时器/计数器工作TR0(TR1)=1启动定时器/计数器工作位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT012②定时器方式选择寄存器:TMOD字节地址:89H(不可位寻址,仅字节寻址)位序D7D6D5D4D3D2D1D0位符号GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0定时器/计数器1定时器/计数器0功能:用于设定定时器/计数器的工作方式(只能用字节传送指令设置其内容)TMOD的低半字节对应定时器/计数器0,高半字节对应定时器/计数器1,前后半字节的位格式完全对应。13
8、C/T:定时方式或计数方式选择位C/T=0定时工作方式C/T=1计数工作方式GATE:门控位