教学目的 ·了解定时器/计数器的结构与工作原理。 掌握定时器/计数器的四种工作方式的特点及应用。 ·用定时器/计数器设计一个可产生一定频率方波的信号源。 ·用定时器/计数器设计一个脉冲宽度调制(PWM)信号以控制直流电动机转速。 用定时器/计数器设计一个用于流水生产线上的产品自动计数器。 ·用定时器/计数器设计一个测量电平脉冲宽度的程序。 ·用定时器/计数器设计一个电子音乐程序。 ·用定时器/计数器设计一个电子音乐程序。 学习重点和难点 ·定时器计数器的初始化。 定时器/计数器与中断的综合应用
教学目的 • 了解定时器/计数器的结构与工作原理。 • 掌握定时器/计数器的四种工作方式的特点及应用。 • 用定时器/计数器设计一个可产生一定频率方波的信号源。 • 用定时器/计数器设计一个脉冲宽度调制(PWM)信号以控制直流电动机转速。 • 用定时器/计数器设计一个用于流水生产线上的产品自动计数器。 • 用定时器/计数器设计一个测量电平脉冲宽度的程序。 • 用定时器/计数器设计一个电子音乐程序。 • 用定时器/计数器设计一个电子音乐程序。 • 定时器/计数器的初始化。 • 定时器/计数器与中断的综合应用
第6章 定时器/计数器 。6.1 定时器/计数器的结构与原理 。6.2 定时器/计数器的控制 ·6.3定时器/计数器的四种工作方式及应用 ·本章小结 ·习题
第6章 定时器/计数器 • 6.1 定时器/计数器的结构与原理 • 6.2 定时器/计数器的控制 • 6.3 定时器/计数器的四种工作方式及应用 • 本章小结 • 习题
6.1 定时器/计数器的 结构与原理 。6.1.1 定时器/计数器的结构 。6.1.2 定时器/计数器的原理 。6.1.3 定时器/计数器的功能 可
6.1 定时器/计数器的 结构与原理 • 6.1.1 定时器/计数器的结构 • 6.1.2 定时器/计数器的原理 • 6.1.3 定时器/计数器的功能
6.1.1 定时器/计数器的结构 8051单片机内部设有两个16位可编程定时器/计数器，简称 为定时器0(T0)和定时器1(T1)。 16位的定时器/计数器分别由两个8位寄存器组成，即：T0 由TH0和TL0构成，T1由TH1和TL1构成。每个寄存器均可 单独访问，这些寄存器是用于存放定时初值或计数初值的。 有一个8位的定时器方式寄存器TMOD和一个8位的定时器 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，定时器/计数器的工作方式、定时 时间和启停控制通过由指令来确定这些寄存器的状态来实 现。TMOD主要用于设定定时器的工作方式，TCON主要用 于控制定时器的启动与停止，并保存T0、T1的溢出和中断 标志
6.1.1 定时器/计数器的结构 • 8051单片机内部设有两个16位可编程定时器/计数器，简称 为定时器0(T0)和定时器1(T1)。 • 16位的定时器/计数器分别由两个8位寄存器组成，即：T0 由TH0和TL0构成，T1由TH1和TL1构成。每个寄存器均可 单独访问，这些寄存器是用于存放定时初值或计数初值的。 • 有一个8位的定时器方式寄存器TMOD和一个8位的定时器 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，定时器/计数器的工作方式、定时 时间和启停控制通过由指令来确定这些寄存器的状态来实 现。TMOD主要用于设定定时器的工作方式，TCON主要用 于控制定时器的启动与停止，并保存T0、T1的溢出和中断 标志
6.1.1 定时器/计数器的结构 定时器/计数器结构框图 (P3.3)(P3.2) T1(P3.5) T0P3.4) (8DH) (8BH) 溢出 (8CH) (8AH) THI TL1 溢出 THO TLO 島 CPU 作方式 島 作方式 中断 TCON(88H) TMOD(89H)
6.1.1 定时器/计数器的结构 定时器/计数器结构框图
6.1.2 定时器/计数器的原理 16位的定时器/计数器实质上是一个加计数器，可实现定时 和计数两种功能，其功能由软件控制和切换。定时器属硬 件定时和计数，是单片机中效率高而且工作灵活的部件。 在定时器/计数器开始工作之前，CPU必须将一些命令（称为 控制字)写入定时器计数器。将控制字写入定时器计数器的 过程叫定时器/计数器的初始化。 在初始化程序中，要将工作方式控制字写入定时器方式寄 存器(TMOD),工作状态控制字（或相关位）写入定时器控制 寄存器(TCON),赋定时/计数初值给TH0(TH1)和TL0(TL1)
6.1.2 定时器/计数器的原理 • 16位的定时器/计数器实质上是一个加l计数器，可实现定时 和计数两种功能，其功能由软件控制和切换。定时器属硬 件定时和计数，是单片机中效率高而且工作灵活的部件。 • 在定时器/计数器开始工作之前，CPU必须将一些命令(称为 控制字)写入定时器/计数器。将控制字写入定时器/计数器的 过程叫定时器/计数器的初始化。 • 在初始化程序中，要将工作方式控制字写入定时器方式寄 存器(TMOD)，工作状态控制字(或相关位)写入定时器控制 寄存器(TCON)，赋定时/计数初值给TH0(TH1)和TL0(TL1)
6.1.2 定时器/计数器的原理 定时器/计数器的定时功能。 计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生，即每过一 个机器周期，计数器加1，直至计满溢出。 定时器的定时时间与系统的时钟频率有关。因一个机器周 期等于12个时钟周期，所以计数频率应为系统时钟频率的 十二分之一。如果晶振频率为12MHz,则机器周期为1us。 通过改变定时器的定时初值，并适当选择定时器的长度(8 位、13位或16位)，可以调整定时时间
6.1.2 定时器/计数器的原理 • 定时器/计数器的定时功能。 l 计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生，即每过一 个机器周期，计数器加1，直至计满溢出。 l 定时器的定时时间与系统的时钟频率有关。因一个机器周 期等于12个时钟周期，所以计数频率应为系统时钟频率的 十二分之一。如果晶振频率为12MHz，则机器周期为1s。 通过改变定时器的定时初值，并适当选择定时器的长度(8 位、13位或16位)，可以调整定时时间
6.1.2 定时器/计数器的原理 定时器/计数器的计数功能。 通过外部计数输入引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)对外部信号计 数，外部脉冲的下降沿将触发计数。计数器在每个机器周 期的S5P2期间采样引脚输入电平，若一个机器周期S5P2 期间采样值为1，下一个机器周期S5P2期间采样值为0， 则计数器加1，再下一个机器周期S3P1期间，新的计数值 装入计数器。 因检测一个由1至0的跳变需要两个机器周期，故外部信号 的最高计数频率为时钟频率的二十四分之一。如果晶振频 率为12MHz,则最高计数频率为0.5MHz。虽然对外部输 入信号的占空比无特殊要求，但为了确保给定电平在变化 前至少被采样一次，外部计数脉冲的高电平与低电平保持 时间均需在一个机器周期以上
6.1.2 定时器/计数器的原理 • 定时器/计数器的计数功能。 l 通过外部计数输入引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)对外部信号计 数，外部脉冲的下降沿将触发计数。计数器在每个机器周 期的S5P2期间采样引脚输入电平，若一个机器周期S5P2 期间采样值为1，下一个机器周期S5P2期间采样值为0， 则计数器加1，再下一个机器周期S3P1期间，新的计数值 装入计数器。 l 因检测一个由1至0的跳变需要两个机器周期，故外部信号 的最高计数频率为时钟频率的二十四分之一。如果晶振频 率为12MHz，则最高计数频率为0.5MHz。虽然对外部输 入信号的占空比无特殊要求，但为了确保给定电平在变化 前至少被采样一次，外部计数脉冲的高电平与低电平保持 时间均需在一个机器周期以上
6.1.3 定时器/计数器的功能 定时器/计数器具有定时和计数两种功能，应用范围如下。 1.定时与延时控制方面 可产生定时中断信号，以设计出各种不同频率的信号源； 产生定时扫描信号，对键盘进行扫描以获得控制信号，对 显示器进行扫描以不间断地显示数据。 2.测量外部脉冲方面 对外部脉冲信号进行计数可测量脉冲信号的宽度、周期， 也可实现自动计数。 3.监控系统工作方面 对系统进行定时扫描，当系统工作异常时，使系统自动复 位，重新启动以恢复正常工作
6.1.3 定时器/计数器的功能 定时器/计数器具有定时和计数两种功能，应用范围如下。 1. 定时与延时控制方面 可产生定时中断信号，以设计出各种不同频率的信号源； 产生定时扫描信号，对键盘进行扫描以获得控制信号，对 显示器进行扫描以不间断地显示数据。 2. 测量外部脉冲方面 对外部脉冲信号进行计数可测量脉冲信号的宽度、周期， 也可实现自动计数。 3. 监控系统工作方面 对系统进行定时扫描，当系统工作异常时，使系统自动复 位，重新启动以恢复正常工作
6.2 定时器/计数器的控制 。6.2.1 定时器方式寄存器TMOD °6.2.2 定时器控制寄存器TCON
6.2 定时器/计数器的控制 • 6.2.1 定时器方式寄存器TMOD • 6.2.2 定时器控制寄存器TCON