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1、第第6 6章定时器章定时器第1页，共23页，编辑于2022年，星期一2广东交通职业技术学院本讲主要内容：本讲主要内容：6-1.实现定时的方法实现定时的方法6-2.定时器定时器/计数器的结构和工作原理计数器的结构和工作原理 6-3.定时器定时器/计数器的控制计数器的控制6-4.定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式 6-5.定时器定时器/计数器应用计数器应用 第2页，共23页，编辑于2022年，星期一3广东交通职业技术学院6-1.实现定时的方法实现定时的方法软件定时软件延时不占用硬件资源，但占用了软件延时不占用硬件资源，但占用了CPU时间，降低了时间，降低了CPU的利用率。的利用率。例如
2、延时程序。例如延时程序。采用时基电路定时例如采用例如采用555电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可构成硬电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电路。但在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件进件定时电路。但在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件进行控制和修改，即不可编程，且定时时间容易漂移。行控制和修改，即不可编程，且定时时间容易漂移。可编程定时器定时最方便的办法是利用单片机内部的定时器最方便的办法是利用单片机内部的定时器/计数器。结合了软件定时计数器。结合了软件定时精确和硬件定时电路独立的特点。精确和硬件定时电路独立的特点。定时器定时器/计数器计数器如何使用呢
3、？如何使用呢？第3页，共23页，编辑于2022年，星期一4广东交通职业技术学院6-2.6-2.定时器定时器/计数器的结构和工作原理计数器的结构和工作原理定时器/计数器的结构 定时器定时器/计数器的实质是加计数器的实质是加1计数器（计数器（16位），由高位），由高8位和低位和低8位两个寄存器组成。位两个寄存器组成。TMOD是定时器是定时器/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄是控制寄存器，控制存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志的启动和停止及设置溢出标志。T1T1计数器计数器T0T0计数器计数器控制单元控制单元第4页，
4、共23页，编辑于2022年，星期一5广东交通职业技术学院6-2.6-2.定时器定时器/计数器的结构和工作原理计数器的结构和工作原理定时器/计数器的工作原理计数器输入的计数脉冲源计数器输入的计数脉冲源系统的时钟振荡器输出脉冲经系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后产生；分频后产生；T0或或T1引脚输入的外部脉冲源。引脚输入的外部脉冲源。计数过程计数过程每来一个脉冲计数器加每来一个脉冲计数器加1，当加到，当加到计数器为全计数器为全1（即（即FFFFH）时，再输入一个脉冲时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中中TF0或或TF1置置1，向，向CPU发
5、出中断请发出中断请求（定时器求（定时器/计数器中断允许时）。如果定时器计数器中断允许时）。如果定时器/计数器工作于定时模式，则表示计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。第5页，共23页，编辑于2022年，星期一6广东交通职业技术学院6-2.6-2.定时器定时器/计数器的结构和工作原理计数器的结构和工作原理定时应用用作定时器：此时设置为定时器模式，加用作定时器：此时设置为定时器模式，加1计数器是对内部机器周期计数器是对内部机器周期计数（计数（1个机器周期等于个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振
6、频率的个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值）。计数值N乘以机器周期乘以机器周期Tcy就是定时时间就是定时时间t。计数运用用作计数器：此时设置为计数器模式，外部事件计数脉冲由用作计数器：此时设置为计数器模式，外部事件计数脉冲由T0或或T1引脚输入到计数器。每来一个外部脉冲，计数器加引脚输入到计数器。每来一个外部脉冲，计数器加1。但单片机对外但单片机对外部脉冲有基本要求：脉冲的高低电平持续时间都必须大于部脉冲有基本要求：脉冲的高低电平持续时间都必须大于1个机器周个机器周期。期。定时与计数都是利定时与计数都是利用计数实现！用计数实现！第6页，共23页，编辑于2022年，星期一7广东交
7、通职业技术学院6-3.6-3.定时器定时器/计数器的控制计数器的控制工作方式寄存器（工作方式寄存器（TMOD）GATE：门控位。：门控位。GATE0时，只要用软件使时，只要用软件使TCON中的中的TR0或或TR1为为1，就可以启动定时器，就可以启动定时器/计数计数器工作；（即需要一个启动条件）器工作；（即需要一个启动条件）GATE1时，要用软件使时，要用软件使TR0或或TR1为为1，同时外部中断引脚也为高电平时，才，同时外部中断引脚也为高电平时，才能启动定时器能启动定时器/计数器工作，即需要两个启动条件。计数器工作，即需要两个启动条件。C/T:定时定时/计数模式选择位。计数模式选择位。C/T
8、0为定时模式；为定时模式；C/T=1为计数模式。为计数模式。M1M0：工作方式设置位。：工作方式设置位。M0M1C/TGATEM0M1C/TGATED0D1D2D3D4D5D6D7定时器定时器T1定时器定时器T0第7页，共23页，编辑于2022年，星期一8广东交通职业技术学院6-3.6-3.定时器定时器/计数器的控制计数器的控制计数器工作方式选择计数器工作方式选择M1 M0工工 作作 方方 式式功功 能能 说说 明明0 0方式方式013位计数器位计数器0 1方式方式116位计数器位计数器1 0方式方式2自动重装自动重装8位计数器位计数器1 1方式方式3定时器定时器0：分成两个：分成两个8位位定
9、时器定时器1：停止计数：停止计数建议不采用该工建议不采用该工作方式！作方式！在精确定时采用在精确定时采用该工作方式！该工作方式！第8页，共23页，编辑于2022年，星期一9广东交通职业技术学院6-3.6-3.定时器定时器/计数器的控制计数器的控制控制寄存器控制寄存器TCONTCONTCON的低的低4位用于控制外部中断位用于控制外部中断,已在前面介绍。已在前面介绍。TCON的高的高4位用于位用于控制定时器控制定时器/计数器的启动和中断申请。其格式如下：计数器的启动和中断申请。其格式如下：TF1（TCON.7）：）：T1溢出中断请求标志位。溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自计数溢出时由硬件
10、自动置动置TF1为为1。CPU响应中断后响应中断后TF1由硬件自动清由硬件自动清0。TR1（TCON.6）：）：T1起起/停控制位。停控制位。1：启动：启动 0：停止：停止TF0（TCON.5）：）：T0溢出中断请求标志位，其功能与溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。类同。TR0（TCON.4）：）：T0起起/停控制位。停控制位。1：启动：启动 0：停止：停止第9页，共23页，编辑于2022年，星期一10广东交通职业技术学院6-4.定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式方式方式0方式方式0为为13位计数，由位计数，由TL0的低的低5位（高位（高3位未用）和位未用）和TH0的的8位组
11、成位组成TL0的低的低5位位溢出时向溢出时向TH0进位，进位，TH0溢出时，置位溢出时，置位TCON中的中的TF0标志，向标志，向CPU发出中断请发出中断请求。求。1313位计数器位计数器计数计数/定时选择定时选择中断请求中断请求该方式计算不方便，该方式计算不方便，建议不采用！建议不采用！第10页，共23页，编辑于2022年，星期一11广东交通职业技术学院TF1TR1TF0TR0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M01&110T0引脚INT0引脚10机器周期TH0TL08位8位溢出TCONTMODD0D7D7D0申请中断TF1TR1TF0TR0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0
12、1&110T0引脚INT0引脚10机器周期TH0TL08位8位溢出TCONTMODD0D7D7D0申请中断6-4.定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式方式方式1方式方式1的计数位数是的计数位数是16位，由位，由TL0(TL1)作为低作为低8位、位、TH0(TH1)作为高作为高8位，组成了位，组成了16位加位加1计数器计数器。1616位计数器位计数器第11页，共23页，编辑于2022年，星期一12广东交通职业技术学院6-4.定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式方式方式2方式方式2为自动重装初值的为自动重装初值的8位计数方式。位计数方式。在方式在方式2下，当计数器计满下，当计数
13、器计满255（FFH）溢出时，）溢出时，CPU自动把自动把TH 的值装入的值装入TL中，不需中，不需用户干预。因此特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。用户干预。因此特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。8 8位计数器位计数器TH1TH1重装单元重装单元第12页，共23页，编辑于2022年，星期一13广东交通职业技术学院6-4.定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式 方式方式3方式方式3只适用于定时器只适用于定时器/计数器计数器T0，定时器，定时器T1方式方式3时相当于时相当于TR1=0，停止计数停止计数。工作方式工作方式3将将T0分成为两个独立的分成为两个独立的8位计数器位计数器TL
14、0和和TH0。第13页，共23页，编辑于2022年，星期一14广东交通职业技术学院6-5.定时器定时器/计数器应用计数器应用例例1：编写一段程序，让：编写一段程序，让51MCU的的P1.7输出输出1ms的方波，的方波，fosc=12MHz，自行，自行选择合适的工作模式和定时器。选择合适的工作模式和定时器。第14页，共23页，编辑于2022年，星期一6-5.定时器定时器/计数器应用计数器应用第15页，共23页，编辑于2022年，星期一原则：原则：1、计算需求计数值，首先考虑模式、计算需求计数值，首先考虑模式2，再考虑模式，再考虑模式1。2、中断方式为主，少使用查询模式、中断方式为主，少使用查询模
15、式6-5.定时器定时器/计数器应用计数器应用选择方式选择方式1！C语言代码：语言代码：TMOD=0 x01第16页，共23页，编辑于2022年，星期一初值初值=计数最大值计数最大值-需求计数值需求计数值 =2n t fosc/12 =216-0.5ms12MHz/12 =65036 =0 xFE0CN6-5.定时器定时器/计数器应用计数器应用C语言代码：语言代码：TH0=0 xFE;TL0=0 x0C;第17页，共23页，编辑于2022年，星期一定时器启动后即对选择的技术信号进行加定时器启动后即对选择的技术信号进行加1计数计数6-5.定时器定时器/计数器应用计数器应用C语言代码：语言代码：TR
16、0=1;第18页，共23页，编辑于2022年，星期一1、如果使用查询方式，则需要进行不间断查询、如果使用查询方式，则需要进行不间断查询2、定时器溢出位必须进行软件清、定时器溢出位必须进行软件清03、除方式、除方式2外，其他方式均不会自动重装初值，需要使用程序软件重装外，其他方式均不会自动重装初值，需要使用程序软件重装6-5.定时器定时器/计数器应用计数器应用while(1)while(!TF0);/不间断查询不间断查询TF0=0;/定时时间到定时时间到,软件清楚溢出位软件清楚溢出位P17=!P17;/执行操作执行操作 TH0=0 xFE;/重装初值重装初值TL0=0 x0C;第19页，共23页
17、，编辑于2022年，星期一void main(void)TMOD=0 x01;TH0=0 xFE;TL0=0 x0C;TR0=1;while(1)while(!TF0);/不间断查询TF0=0;/定时时间到,软件清楚溢出位P17=!P17;/执行操作 TH0=0 xFE;/重装初值TL0=0 x0C;6-5.定时器定时器/计数器应用计数器应用第20页，共23页，编辑于2022年，星期一1、产生的方波准确度高吗？、产生的方波准确度高吗？2、能否使用其他方式产生？如果可以，设计程序。、能否使用其他方式产生？如果可以，设计程序。3、可产生更高精确度的信号吗？、可产生更高精确度的信号吗？4、使发光二极
18、管以、使发光二极管以1s的时间闪烁，分别用延时函数和定的时间闪烁，分别用延时函数和定时器实现。时器实现。6-5.定时器定时器/计数器应用计数器应用第21页，共23页，编辑于2022年，星期一22广东交通职业技术学院6-5.定时器定时器/计数器应用计数器应用例例2：编写一段程序，让：编写一段程序，让51MCU的的P1.7输出占空比为输出占空比为70%，频率为，频率为100HZ的的矩形波（用定时器完成），矩形波（用定时器完成），fosc=6MHz。思路：此题中，高电平时间为思路：此题中，高电平时间为10ms70%=7ms，低电平为，低电平为3ms。对于这种高、低电平时间。对于这种高、低电平时间不一
19、致的波形，通常取出两个时间的相同单位时间作为定时器的定时时间，对于不同不一致的波形，通常取出两个时间的相同单位时间作为定时器的定时时间，对于不同的电平采用不同的定时次数。此例中，可用的电平采用不同的定时次数。此例中，可用1ms作为定时器的定时时间。高电平段作为定时器的定时时间。高电平段定时定时7次，低电平段定时次，低电平段定时3次，即可实现矩形波输出。次，即可实现矩形波输出。定时器初值定时器初值=65536-1000/2=65036=FE0CH第22页，共23页，编辑于2022年，星期一定时器计数器定时器计数器5151系列单片机的系列单片机的内部内部有有两两个个1616位的位的加加1 1定时器
20、定时器/计数器，称计数器，称为定时器为定时器T0T0和定时器和定时器T1T1。工作为定时器时，计数脉冲为工作为定时器时，计数脉冲为振荡器的振荡器的1212分频分频，工作为计，工作为计数器时，计数脉冲为数器时，计数脉冲为P3.4/P3.5P3.4/P3.5的的下降沿下降沿。定时器定时器T0T0有有四四种工作方式，定时器种工作方式，定时器T1T1有有三三种工作方式，它种工作方式，它们的结构和工作原理们的结构和工作原理完全相同完全相同。5151系列单片机通过系列单片机通过TMODTMOD寄存器设置定时器的寄存器设置定时器的工作模式工作模式，通过，通过TCONTCON寄存器首先寄存器首先软件软件控制控制启动启动/停止停止。第23页，共23页，编辑于2022年，星期一