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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章,MCS-51,系列单片机的定时器,/,计数器,第六章 MCS-51系列单片机的定时器/计数器,定时器,/,计数器是单片机系统一个重要的部件，其工作方式灵活、编程简单、使用方便，可用来实现,定时控制,、,延时,、,频率测量,、,脉宽测量,、,信号发生,、,信号检测,等功能。此外，定时,/,计数器还可作为串行通信中,波特率发生器,。因此,对定时器,/,计数器的掌握和应用也是单片机应用技术的关键问题。,定时器/计数器是单片机系统一个重要的部件，其工作方式灵活、编,在,AT89C51,单片机内部有,2,个,定时器,计数器，分别称为,定时器,计数器,0,、,定时器,计数器,1,。每个定时器,计数器都具有计数和定时两种功能，并具有,34,种工作方式。,第一节 定时器,/,计数器工作原理,在AT89C51单片机内部有2个定时器计数器，分别称为定,51,单片机定时器,/,计数器的逻辑结构如图,6-1,，可以看出，,16,位,的定时,/,计数器分别由两个,8,位专用寄存器组成，即：,T0,由,TH,0,和,TL,0,构成；,T1,由,TH1,和,TL1,构成，访问地址依次为,8AH-8DH,。这些寄存器用于存放定时或计数初值，均可单独访问。此外，其内部还有一个,8,位的定时器方式寄存器,TMOD,和一个,8,位的定时控制寄存器,TCON,。这些寄存器之间是通过内部总线和控制逻辑电路连接起来的。,TMOD,主要是用于选定定时器的工作方式，,TCON,主要是用于控制定时器的启动停止，此外,TCON,还可以保存,T0,、,T1,的溢出和中断标志。当定时器工作在计数方式时，外部事件通过引脚,T0,（,P3.4,）和,T1,（,P3.5,）输入。,6.1.1,定时器,计数器内部结构及工作原理,51单片机定时器/计数器的逻辑结构如图6-1，可以看出，1,图,6-1,定时器,/,计数器逻辑结构图,图6-1 定时器/计数器逻辑结构图,以定时器,/,计数器,0,为例，其内部结构如图,6-2,所示。可以看出定时,/,计数器内的核心器件是加,1,计数器，加,1,计数器由两个特殊功能寄存器,TH0,与,TL0,组成。当定时计数器工作于定时方式，加,1,脉冲由系统时钟,fosc,经,12,分频后产生。当定时计数器工作于计数方式，加,1,脉冲由,T0,引脚直接提供。定时器工作于定时还是计数方式，取决于选择开关，当,=0,时工作于定时方式，,=1,时工作于计数方式。加,1,脉冲要经过启动开关才能到达加,1,计数器，启动开关由与门的输出端控制，其输入端分别接启动控制位,TR0,与或门输出端。或门的输入端分别接,GATE,位与外部中断引脚。启动开关的控制方式将在下文中介绍。当加,1,计数器溢出时，由硬件自动将中断标志,TF0,置,1,，以此向,CPU,发中断请求。,以定时器/计数器0为例，其内部结构如图6-2所示。可以看出,图,6-2,定时器,/,计数器,0,内部结构图,图6-2 定时器/计数器0内部结构图,外部信号是加到,T0,或,T1,端引脚（,P3,口第二功能,P3.4 P3.5,引脚），用,T0,（,P3,4,）、,T1,（,P3,5,）两个引脚输入定时计数器,0,与定时计数器,1,计数脉冲信号,，计数方式下是对外来负脉冲进行计数，且到达,T0,（,T1,）端时不一定有规律。计数器在每个机器周的,S5P2,期间采样外部输入信号，若一个周期的采样值为,1,，下一个周期的采样值为,0,，则计数器加,1,，说明识别一个从,10,的跳变需要两个机器周期，所以对外部输入信号最高的计数速率是晶振频率的,1/24(12,机器周期,=,振荡周期；,1/,振荡周期,=,振荡频率,),。同时外部输入信号的高电平与低电平保持时间均需大于一个机器周期。,6.1.2,计数功能,外部信号是加到T0或T1端引脚（P3口第二功能P3.4 P3,定时的实质也是计数，不过定时时间不是对外来脉冲进行计数，而是对,CPU,的内部时钟脉冲的,12,分频（机器周期）进行计数，即,每过一个机器周期就加一次,1,。例如：设计数器是,8,位的,TL0,，计数初值为,100,，,CPU,时钟频率为,12MHz,，则机器周期为,1s,，当产生计数溢出时，表示定时了（,256-100,）,1s=156s,，从而就起到了定时器的作用。,一旦定时器,/,计数器被设置成某种工作方式，它就会按设定的工作方式独立运行，,不再占用,CPU,的操作时间，直到加,1,计数器计满溢出，才向,CPU,发送中断请求。,6.1.3,定时功能,定时的实质也是计数，不过定时时间不是对外来脉冲进行计数，而是,定时器,/,计数器的核心是一个加,1,计数器，,16,位定时器,/,计数器分别由,2,个,8,位的专用寄存器组成：,T0,由,TL0,和,TH0,组成，,T1,由,TL1,和,TH1,组成，这些寄存器存放定时或计数初值，每个定时器都可以由软件设置成定时工作方式或计数工作方式，工作方式的设定由工作方式寄存器,TMOD,设置，由控制寄存器,TCON,控制。,第二节 定时器,/,计数器有关寄存器,定时器/计数器的核心是一个加1计数器，16位定时器/计数器,寄存器,TMOD,的字节地址为,89H,，其不可以进行位寻址，各位定义如表,6-1,。,6.2.1,定时器,/,计数器的工作方式寄存器,TMOD,寄存器TMOD的字节地址为89H，其不可以进行位寻址，各位定,1,、,GATE-,选通控制位（,门控位,）,GATE=,0,，只要用,软件,对,TR0,（或,TR1,）置,1,就启动定时器,;,GATE=,l,，只有,外部中断,INT1,（或,INT0,）引脚为高电平，且用软件对,TR0,（或,TR1,）置,1,才启动定时器。,2,、,C/-,工作方式,选择位,C/=,0,，设置定时器,/,计数器为,定时,工作方式；,C/=,1,，设置定时器,/,计数器为,计数,工作方式。,1、GATE-选通控制位（门控位）,3,、,M1M0-,工作方式,控制位,定时器,/,计数器由,M1,和,M0,的不同的组合选择不同的工作方式，如下：,M1M0=00,方式,0 13,位计数器,M1M0=01,方式,1,16,位,计数器,M1M0=10,方式,2,可,再装入,8,位,计数器,M1M0=11,方式,3 T0,：可分成两个,8,位计数器；,T1,：停止计数,3、M1M0-工作方式控制位,TCON,用于控制定时器的启动、停止、溢出和中断，可位寻址，其各位定义如表,6-2,。,6.2.2,定时器,/,计数器控制寄存器,TCON,TCON用于控制定时器的启动、停止、溢出和中断，可位寻址，其,1,、,TF1,和,TF0-,计数溢出标志位,T1/T0,溢出时由硬件置,1,，并申请中断，,CPU,相应中断后，又由硬件清,0,。,TF1,和,TF0,也可以由软件清,0,。（可通过软件查询,TFx,已否为,0,来判断溢出，,x=0,或,1,）,2,、,TR1,和,TR0-,运行控制位,由软件置,1,或清,0,，用来启动或停止定时器。,TR0,（,TR1,）,=0,，则定时器,/,计数器,0,（定时器,/,计数器,1,）停止定时器,/,计数器工作；,TR0,（,TR1,）,=1,，则启动定时器,/,计数器,0,（定时器,/,计数器,1,）工作。,3,、,IE1/IE0-,外部中断,1/,外部中断,0,请求标志，中断章节已介绍，此处不再说明。,4,、,IT1/IT0-,外部中断,1/,外部中断,0,触发方式选择位，中断章节已介绍，此处不再说明。,1、TF1和TF0-计数溢出标志位,如果定时器,/,计数器在工作时，用中断方式来判断其是否溢出，则就需要设定中断允许寄存器,IE,，表,6-3,为中断允许控制寄存器各位定义,。,6.2.3,中断允许控制寄存器（,IE,）,1,、,EA-,中断允许总控制位,EA=1,，,CPU,开放中断；,EA=0,，,CPU,禁止中断请求。,2,、,ET0,和,ET1-,定时,/,计数中断允许控制位,ET0,（,ET1,）,=0,，禁止定时器,/,计数器,0,（定时器,/,计数器,1,）溢出中断；,ET0,（,ET1,）,=1,，允许定时器,/,计数器,0,（定时器,/,计数器,1,）溢出中断。,如果定时器/计数器在工作时，用中断方式来判断其是否溢出，则就,对定时器,/,计数器的工作方式寄存器,TMOD,中的,M1 M0,位进行设置，可以使得定时器,/,计数器工作在,4,种工作方式下，下面对这,4,种方式做一下介绍。,6.3.1,定时器,/,计数器的,工作方式,0,（,1,）计数结构,在工作方式,0,下，定时器,/,计数器采用,13,位计数结构。,（,2,）工作方式,0,的特点,两个定时器,/,计数器,T0,、,T1,均可在方式,0,下工作；,13,位计数结构，其计数器由,THx,全部,8,位和,TLx,的低,5,位构成（高,3,位不用），,x=0,或,1,；,当产生计数溢出时，由硬件自动给计数溢出标志位,TF0,（,TF1,）置,1,，由软件给,THx,、,TLx,重新置计数初值，,x=0,或,1,。,第三节 定时器,/,计数器工作方式,对定时器/计数器的工作方式寄存器TMOD中的M1 M0位进,（,3,）计数,/,定时范围,在工作方式,0,下，当采用计数工作方式时，由于是,13,位的计数结构，所以计数范围是：,18192,。当采用定时工作方式时，其定时时间,=,（,213-,计数初值）,机器周期，例如：设单片机的晶振频率,f=12MHz,，则机器周期为,1s,，从而定时范围为,1s,8192s,。,应说明的是，工作方式,0,采用,13,位计数器是为了与早期的产品兼容，计数初值的高,8,位和低,5,位的确定比较麻烦，所以在实际应用中常用,16,位的,工作方式,1,取代,。,（3）计数/定时范围,（,1,）计数结构,工作方式,1,是,16,位,计数结构的工作方式。,（,2,）工作方式,1,的特点,两个定时器,/,计数器均可在工作方式,1,下工作；,16,位计数结构，其计数器由,THx,的全部,8,位和,TLx,的全部,8,位构成，,x=0,或,1,；,当产生计数溢出时，由硬件自动给计数溢出标志位,TF0,（,TF1,）置,1,，由软件给,THx,、,TLx,重新置计数初值,x=0,或,1,。,（,3,）计数,/,定时范围,在工作方式,1,下，当采用计数工作方式时，由于是,16,位的计数结构，所以计数范围是：,1,65536,。当采用定时工作方式时，其定时时间,=,（,216-,计数初值）,机器周期，例如：设单片机的晶振频率,f=12MHz,，则机器周期为,1s,，从而定时范围：,1s,65536s,。,6.3.2,定时器,/,计数器的,工作方式,1,（1）计数结构 6.3.2定时器/计数器的工作方式1,工作方式,2,是一种,自动再装入,预置数的工作方式，前两种工作方式当工作溢出后，,THx,和,TLx,内容就变为,0,，若想使用则需要重新对,THx,和,TLx,设定初值。而在工作方式,2,下，,THx,和,TLx,的初值一旦设定，如不需改变的话则不用再对,
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