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1、第6章定时器及应用定时/计数器是一种应用非常广泛的硬件逻辑电路,它有两种不同的工作方式----“定时”、“计数”。6.1定时器概述1、定时:产生一个标准的时间间隔(对等间隔脉冲计数)。如20mS,100mS或1000mS等。单片机使用这种方式可以产生一个符合某一要求的脉冲方波(如下图)。20mS40mSMCS-51Px.y输出波形2、计数:对外部的事件(脉冲)进行统计。很明显外部事件的发生是随机的,单片机不可能预知外部事件何时发生,但能对间隔可能不相等的脉冲进行统计计数。当达到所要求的计数值时,单片机进行相应的操作。MCS-
2、51T0(T1)端口外部脉冲外部设备定时/计数器的基本模型D7D6D5D4D3D2D1D0TF计数脉冲CP溢出标志8位的加1计数器8051定时/计数器结构8051定时/计数器的工作原理(1):何时控制启动计数器?思考:(2):如何控制是定时还是计数?(3):如何控制定时/计数的长短?N位增量计数器TFN位初值寄存器系统内部时钟fosc/12启动控制TR外部脉冲T0或T1引脚定时/计数控制C/T计数器溢出(中断信号)计数脉冲CPC/T=0C/T=1MCS-51单片机定时器模型由启动控制开关TR来控制计数器是否计数:当TR=0时
3、:计数器计数脉冲被断开,所以停止工作;当TR=1时:计数器的计数脉冲输入端与信号源接通,计数器开始计数(工作)。定时、计数方式由C/T控制。当C/T=1时:多路器选择的是系统时钟(fosc/12),即定时方式;当C/T=1时:多路器选择的是外部(T0或T1引脚)输入,即计数方式。定时/计数的长短由初值寄存器中的计数初值来设定。作定时器用:每个机器周期计数器加1,计数速率是fosc/12.作计数器用:用2个机器周期识别一个脉冲下降沿,故最快计数速率是fosc/24.定时/计数器的四种工作模式模式0:13位计数器模式模式1:16
4、位计数器模式模式2:8位自动重装初值模式模式3:拆分/组合扩展8位模式1、模式0:13位计数器模式13位计数器在某一个初值的基础上加1计数,当计数器计满为全“1”,再来一个计数脉冲时,就产生一个“溢出中断信号”TF1=1。TH1TL1震荡器1/12(8位)(低5位)TF1中断启动控制T1引脚TR1GATEINT1高三位弃用C/T=0C/T=113位加1计数器GATE=0时,TR1=1开始定时/计数;GATE=1时(门控方式),TR=1且INT1=1时,开始工作.此种方式主要用于测量加在INT1脚上一个正脉冲的脉宽。2、模式1
5、:既16位计数器模式(以T1为例)TL1TH1震荡器1/12(8位)(8位)TF1中断启动控制T1引脚TR1GATEINT1C/T=0C/T=116位加1计数器由TL1做计数器,TH1做初值寄存器,工作前TL1,TH1分别预置相同的初值。TL1计数时,当产生溢出的同时,将TH1中的初值自动重装TL1。TL1继续计数……,此模式主要用于做串行口波特率发生器。3、模式2:8位自动重装初值模式TL1(8位)TH1(8位)震荡器1/12TF1中断控制T1引脚TR1GATEINT1C/T=1C/T=08位加1计数器8位初值寄存器在这种
6、模式中,单片机将T0和T1重新进行“拆分、组合”,将T0变为由TH0,TL0组成的两个独立的8位定时/计数器。将T1设定在模式3则相当于停止工作。TL0震荡器1/12TF0中断控制T0引脚TR0GATEINT0C/T=0C/T=1TH0TF1中断控制TR1Fosc/12在模式3时的模式中定时器T0的结构图4、模式3拆分/组合扩展模式模式3下T0(TH0,TL0)及T1的各自特点:1、TH0计数脉冲来自内部fosc,所以它只能处于”定时”方式;2、TH0分别借用了定时器T1的TR1和TF1为自己服务,使TH0能象TL0那样用T
7、R1启动定时,并用TF1来作为TH0的溢出中断的标志;3、此时,由于T1缺少了启动控制信号TR1和溢出中断标志TR1,那么在模式3时,T1是如何启动和工作?没有溢出中断标志TF1,则T1就不用中断方式工作(实际上连查询也不行);没有启动控制信号TR1,可以让它在模式3之前就开始工作,并且让它事先设定为自动重装模式.4、模式3就是将单片机原有的T0,T1两个计数器变成三个独立的计数器,其中T1要事先设定为模式2(串行口的波特率发生器)并启动起来。注:8051系统只有T1能作串行口的波特率发生器。模式3时T0,T1的电路结构TL
8、0八位定时/计数器TH0八位定时器T1(TL1,TH1)自动重装模式TF0TF1将T0分解为两个计数器TL0和TH0,其中TH0借用了T1的TR1和TF1T1已无TR1,TF1功能,建议T1做波特率发生器TH0,TL0和T1三个计数器定时/计数器4种模式比较模式计数模M最大计数值模式013