定时器计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON.ppt

教学目的1、单片机定时/计数器的结构及工作原理。2、掌握初值的计算公式，理解初值、满值和溢出值等概念。3、掌握专用寄存器TMOD、TCON。,教学重点1、了解定时/计数器组成框图；2、掌握定时/计数器的初值计算公式。,教学难点1、掌握定时/计数器的初值计算公式。2、专用寄存器初值的设定。,5.1-4定时器/计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON,练习,估算延时程序的延时时间源程序:DELAY:MOVR2,#10DEL3:MOVR3,#200DEL2:MOVR4,#125DEL1:NOPNOPDJNZR4,DEL1DJNZR3,DEL2DJNZR2,DEL3RET,500*200=0.1s,0.1s*10=1s,4T*125=500us,一、概述,MCS-51单片机有两个16位的可编程的定时器/计数器：定时器/计数器0（T0）和定时器/计数器1（T1）。,1、T1、T0的组成（1）内部有16位的计数器：,（2）专用寄存器：定时器工作方式寄存器TMOD:用来控制定时器T0和T1的工作方式。控制寄存器TCON:用来控制T0和T1的运行，并含有溢出标志。,5.1-4定时器/计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON,MCS-51单片机定时器/计数器逻辑结构图,T1由TH1、TL1构成，字节地址为8DH、8BH,T0由TH0、TL0构成，字节地址为8CH、8AH,TCON则用于控制定时计数器T0和T1的启动和停止计数，同时管理定时器T0和T1的溢出标志等。,特殊功能寄存器TMOD控制定时计数器的工作方式,5.1-4定时器/计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON,工作方式控制寄存器（TMOD）-不可位寻址1、GATE门控位GATE=0以运行控制位TR启动定时器GATE=1以外中断请求信号（/IMT0或/INT1）启动定时器2、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=l计数工作方式（采用外部引脚的输入脉冲为计数脉冲）3、M1、M0工作方式选择位M1、M0=00方式0M1、M0=01方式1M1、M0=10方式2M1、M0=11方式3,5.1-4定时器/计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON,定时器控制寄存器（TCON）-可位寻址1、TF0（TF1）计数溢出标志位当计数器计数溢出（计满）时，该位置“1”查询方式时，此位作状态位供查询，软件清“0”；中断方式时，此位作中断标志位，硬件自动清“0”。2、TR0（TR1）定时器运行控制位TR0（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软件方法使其置“1”或清“0”。3、低4位与外部中断有关，将在中断一章介绍。,5.1-4定时器/计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON,5.1-4定时器/计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON,2、计数脉冲的来源：来自P3.4或P3.5引脚，对外部事件计数。来自内部时钟，对机器周期进行计数，通过计数实现定时。,计数脉冲由内部振荡器经过12分频后得到:,内部计数脉冲的周期等于机器周期。,定时方式,1个机器周期12个振荡周期Tosc12/fosc12/12fc1/fc=Tc(计数周期),计数脉冲的频率fc=振荡频率fosc12,振荡频率fosc=12计数脉冲的频率fc,5.1-4定时器/计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON,1uS,晶振频率,计数频率:(机器周期),复习,定时方式：内部计数脉冲的周期等于机器周期。,内部时钟的振荡频率fosc=12MHZ时，一个机器周期为1微秒:,计数周期TC也是1微秒。,5.1-4定时器/计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON,3、内部计数器的功能：（1）每来一个计数脉冲，计数器加1；（2）计到满值时，再收到一个计数脉冲后，计数器就溢出并发出溢出信号。,（3）可用软件预置初值.,5.1-4定时器/计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON,例如：,初值：是指计数开始前计数器的值。,MOVTH0,#0FFH；给定时器T0送初值MOVTL0,#9CH,即（TH0）0FFH、（TL0）9CH,有关名词:,5.1-4定时器/计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON,有关名词:,即（TH0）0FFH、（TL0）0FFH（或（TH1）0FFH、(TL1)0FFH。）,满值：当计数器计满16位时T0（或T1）的内容称为满值。,溢出值:计到满值时，再收到一个计数脉冲后，计数器就溢出。当计数器溢出时T0（或T1）的内容称为溢出值。,此时（TH0）00H、（TL0）00H、（TF0）=1,溢出值满值10FFFFH1=10000H=216=65536,TF0溢出标志位,或（TH1）00H、(TL1)00H、（TF1）=1。,5.1-4定时器/计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON,实验27初值与定时时间的关系,CLRP3.7SETBCMOVA,#0FEHMOVP0，ARLCALCALLDELAYJCLOOPSETBCMOVA,#7FHMOVP0，ARRCALCALLDELAYJCLOOP1LJMPSTART,START:,LOOP:,LOOP1:,程序1,实验27初值与定时时间的关系,DELAY:MOVR3,#14HMOVTMOD,#01HMOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HCLRTF0SETBTR0LP1:JBCTF0,LP2SJMPLP1LP2:MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HDJNZR3,LP1RET,；修改初值，观察亮灯速度，定时时间与初值的关系：；初值越大，亮灯速度越，定时时间越；初值越小，亮灯速度越，定时时间越。,设置定时初值,重置定时初值,实验结论,定时器计数器初始化的步骤：（1）确定工作方式、操作模式、启动控制方式一写入TMOD寄存器。如程序中：MOVTMOD,#01H（设定T0为16位定时器工作方式）（2）设置定时器或计数器的初值-可直接将初值送入TH0、TL0或TH1、TL1。如程序中：MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0H（3）启动定时器工作。（TF0清零，TR0置1）如程序中：CLRTF0、SETBTR0。（如启动T1则用CLRTF1、SETBTR1）（4）溢出位为1，则定时结束，同时溢出位清零。,实验27初值与定时时间的关系,初值的大小与溢出时所需计数脉冲个数的关系如下：,可见，初值越小，溢出时所需脉冲的个数越多。,从上表可得：脉冲个数溢出值初值216初值,计数初值=216计数次数（计数脉冲个数）（计数公式）,定时时间越长,实验27初值与定时时间的关系,计数器在初值基础上，每接受一个定时脉冲，计数器加1，一直加到计数器溢出，溢出则停止计数，定时时间到。,可见，初值越小，定时时间越长。,定时时间与初值的关系如表2所示：,TC=1微秒,定时时间脉冲个数计数脉冲的周期,实验27初值与定时时间的关系,所以定时时间脉冲个数计数脉冲的周期,由式可得：,脉冲个数溢出值初值216初值,因为,（216初值）1/计数脉冲的频率fc,（216初值）12/振荡频率fosc,初值216-定时时间振荡频率fosc/12,计数脉冲的频率fc=振荡频率fosc12,注意：定时时间的单位用s（微秒）时，振荡频率的单位用MHZ（兆赫兹）,定时公式,初值216-定时时间/1s(前提：时钟振荡频率为12MHz),216=10000H=65536D,实验27初值与定时时间的关系,例1：时钟频率为12MHZ，计算定时200s的初值。,初值216定时时间(s)振荡频率fosc(MHZ)/12,即（TH0）0FFH、（TL0）38H,=216-200s12MHZ/12=216-200=10000H-0C8H=0FF38H,=65536-200=65336=0FF38H,最小定时时间为：（一个脉冲）11us=1(us)最长定时时间为：（65536个脉冲）655361us=65536(us)=65.536(ms)0.066(s),例2：在工作方式1下，计数器的计数值范围是：165536（216），计算最小定时时间和最大定时时间。,定时时间脉冲个数计数脉冲的周期,假设晶振频率为12MHZ,晶振频率为12MHZ计数脉冲周期1us晶振频率为6MHZ计数脉冲周期2us,如果定时时间超出最长定时时间，可考虑如程序1中设置循环，以得到更长的定时时间。,实验27初值与定时时间的关系,1.时钟频率为12MHZ，计算定时1ms的初值。,程序2,2.编制单个数码管显示0-9程序，要求显示间隔为1ms，用定时器定时。,3.如果程序2要定时1S，程序应如果修改？,实验27初值与定时时间的关系,时钟频率为12MHZ，计算定时1ms的初值。,初值216定时时间(s)/1s,即（TH0）0FCH、（TL0）18H,=216-1ms/1s=216-1000=10000H-03E8H=0FC18H,