文档介绍：任务五定时器与计数器
一任务背景
51系列单片机有两个16位定时器/计数器,通过对机器周期计数达到定时的目的,通过对外部事件计数达到计数之目的。
1. 定时器/计数器的基本原理
51单片机的定时器/计数器采用加法计数方式工作。两个定时器/计数器T0和T1自内部均有一个16位加法计数器(TH0, TL0和TH1, TL1),用来完成加1计数。当加法计数器产生溢出时,硬件自动产生溢出中断标志信号,可向CPU申请中断。由于加法计数器的初值可以由程序设定,因此其计数/定时范围就可利用软件来编程。
当处于计数方式时,定时器/计数器对加在T0(P3. 4). T1()引脚的脉冲信号进行加1计数,我们可以通过设置不同的初值来控制计数次数。
当处于定时方式时,定时器/计数器对内部机器周期TC进行加1计数,因此其计数最小单位就是1个机器周期。例如,当我们的应用系统采用的时钟频率为12 MHz时,其机器周期Tc=1 us,其基本定时单位就是l us 。
在定时/计数过程中,可以用指令将加法计数器的值读回CPU。
2. 定时器计数器的控制方式
(1) 定时器方式寄存器TMOD
TMOD称为定时器方式寄存器,用来设置定时器/计数器的工作方式、是否需要门控信号等,其地址为89H。定时器/计数器T0、T1都有4种工作方式,可通过对方式寄存器TMOD设置来选择工作方式。TMOD的低4位用于设置定时器/,。
表 5-1 TMOD寄存器结构
T1方式字段
T0方式字段
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
GATE
C/
M1
M0
GATE
C /
M1
M0
M1、M0:工作方式选择位,。
M1 M0
工作方式
功能
0 0
方式0
13位定时器/计数器(TH的高8位和TL的低5位)
0 1
方式1
16位定时器/计数器
1 0
方式2
具有自动重装初值的8位定时器/计数器
1 1
方式3
定时器0:分成两个8位计数器
定时器1:无方式3
表5-2工作方式选择
( 2 ) 定时器的控制寄存器TCON
定时器的控制寄存器TCON地址为88H,可以进行位寻址。用来控制定时器/计数器.
开始定时/计数、设置中断及中断响应等。。
表5-4 TCON控制寄存器各位定义
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
1T1
IE0
IT0
TF0 (TF1):定时器/计数器T0(T1)的中断标志位。当T0(T1)计数溢出时,由硬件置位,在允许中断的情况下,向CPU发出中断请求信号,CPU响应中断转向中断服务程序时,由硬件自动将该位清零。
T0(T1):T0(T1)的启动控制位。当T0(T1) =1时,可启动T0(T1);当T0(T1)=0时,关闭T0(T1)。该位由软件进行设置,一般情况下,在定时器/计数器初始化完成后,设置为不需门控时,用指令将该位置为l即可启动T0(T1)。 IE0(LE1):外部中断0(外部中断1)请求标志位。
IT0 (IT1):外部中断0(外部中断1)触发方式选择位。
3 定时器/计数器的工作方式
(1) 工作方式0
将方式寄存器TMOD的方式选择位M1M0设置为00时,定时器/计数器设定为工作方式0,由TH的8位和TL的低5位构成了13位的计数器。(T0)在方式0时的工作原理框图。
图5-1 T1(T0)工作方式0:13位方式
如果C / =1,定时器/计数器1工作在计数状态,则由THI、TLl构成的13位加法计数器对Tl()引脚上的外部脉冲计数。当计数到全1(即8l9l或1FFFH).再来一个外部脉冲便计数到0,计数器溢出使TFl=。
在方式0下,计数长度为1 =213=8192。如果要让数器汁数N次,则应向计数器中写入的计数初值X为
计数初值X=最大计数值M-计数次数M—计数次数=213—N=8192—N
例如,设置计数器计数2000次,计数次数N=2000数初值x为
计数初值x=213一N=8192—2000=6192
= 11000001,10000 B
但应注意,上述13位计数初值的高8位写入TH1,而13位计数初值的低5位二进制数前面要加3个0,凑成8位二进制数后写入TL1。此例中应向TH1写入的数据是:11000001B(C1H),向TLI写入的数据是:00010000 B(10H),即计数初值X=