四川工程职业技术学院 单片机应用技术课程电子教案 第15讲 定时器/计数器基础 Copyright @ Http://mcu.scetc.net
四川工程职业技术学院 单片机应用技术课程电子教案 Copyright © Http://mcu.scetc.net 第 15 讲 定时器/计数器基础
本讲主要内容: 15-1实现定时的方法 15-2定时器计数器的结构和工作原理 15-3.定时器/计数器的控制 15-4定时器/计数器的工作方式 15-5定时器/计数器应用 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 2 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 本讲主要内容： 15-1.实现定时的方法 15-2.定时器/计数器的结构和工作原理 15-3.定时器/计数器的控制 15-4.定时器/计数器的工作方式 15-5.定时器/计数器应用
15-1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CPU时间,降低了CPU的利用 率。例如延时程序。 ◇采用时基电路定时 ◇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 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。 ◇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计数器(定时器计数器 如何使用呢? 精确和硬件定时电路独立的特点。 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 3 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 15-1.实现定时的方法 ³ 软件定时 ² 软件延时不占用硬件资源，但占用了CPU时间，降低了CPU的利用 率。例如延时程序。 ³ 采用时基电路定时 ² 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 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。 ³ 可编程定时器定时 ² 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 精确和硬件定时电路独立的特点。 定时器/计数器 如何使用呢？
15-2.定时器/计数器的结构和工作原理 ◇定时器/计数器的结构 定时器/计数器的实质是加1计数器(16位),由高8位和低8位两个寄存 器组成。TMOD是定时器计数器的工作方式寄存器,确定工作方式和功 能;TCON是 计数,控制I0、T 上及设置溢出标志。 T0计数器 引脚 机器周 期脉冲 TLI THO TLO 内部总线 7O|=g 国山国 ……外部虫时控制单元式…10万式 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 4 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 15-2.定时器/计数器的结构和工作原理 ³ 定时器/计数器的结构 定时器/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存 器组成。TMOD是定时器/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功 能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。 T1计数器 T0计数器 控制单元
15-2.定时器/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 ◇系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后产生; ◇T0或T1引脚输入的外部脉冲源。 ◇计数过程 ◇每来一个脉冲计数器加1,当加到计数器为全1(即FFFH)时,再输入一个脉 冲就使计数器回零,且计数器的溢出使TCON中TF或TF置1,向CPU发出中断 请求(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 示定时时间已到;如果工作于计数模式,则表示计数值已满。 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 5 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 15-2.定时器/计数器的结构和工作原理 ³ 定时器/计数器的工作原理 ² 计数器输入的计数脉冲源 ± 系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后产生； ± T0或T1引脚输入的外部脉冲源。 ² 计数过程 ± 每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1（即FFFFH）时，再输入一个脉 冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断 请求（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 示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满
15-2.定时器/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1计数器是对内部机器周期 计数(1个机器周期等于12个振荡周期,即计数频率为晶振频率的 1/12)。计数值N乘以机器周期Icy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T0或T1 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 部脉冲有基本要求:脉冲的高低电平持续时间都必须 机器周 期 定时与计数都是利 用计数实现!! SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 6 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 15-2.定时器/计数器的结构和工作原理 ³ 定时应用 ² 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（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的 1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t 。 ³ 计数运用 ² 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T1 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 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 期。 定时与计数都是利 用计数实现！！
15-3.定时器/计数器的控制 ◇工作方式寄存器(TMOD) D7 D6 D5 D4 D3 D2 DI DO GATE C/T M1 MO GATEC/T M1 MO 卜定时器T1—中 定时器T0 ◇GATE:门控位。 ◇GATE=0时,只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1,就可以启动定时器计数 器工作;(即需要一个启动条件) ◇GATE=1时,要用软件使TR0或TR1为1,同时外部中断引脚也为高电平时,才 能启动定时器/计数器工作,即需要两个启动条件。 ◇CT:定时/计数模式选择位。 ◇C/T=0为定时模式;CT=1为计数模式。 ◇MIM0:工作方式设置位。 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 7 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 15-3.定时器/计数器的控制 ² 工作方式寄存器（TMOD） ² GATE：门控位。 ± GATE＝0时，只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时器/计数 器工作；（即需要一个启动条件） ± GATE＝1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚也为高电平时，才 能启动定时器/计数器工作，即需要两个启动条件。 ² C/T :定时/计数模式选择位。 ± C/T ＝0为定时模式； C/T =1为计数模式。 ² M1M0：工作方式设置位。 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定时器T1 定时器T0
15-3.定时器/计数器的控制 ◇计数器工作方式选择 建议不采用该工 作方式! M1M0工作方式 功能说 方式0 13位计数裂 在精确定时采用 aeandngna“a 工作方式! 01 方式1 16位计数器 方式2 自动重装8位计数器… …… 定时器0:分成两个8位 方式3 定时器1:停止计数 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 8 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 15-3.定时器/计数器的控制 ²计数器工作方式选择 M1 M0 工 作 方 式 功 能 说 明 0 0 方式0 13位计数器 0 1 方式1 16位计数器 1 0 方式2 自动重装8位计数器 1 1 方式3 定时器0：分成两个8位 定时器1：停止计数 建议不采用该工 作方式！ 在精确定时采用 该工作方式！
15-3.定时器/计数器的控制 ◇控制寄存器T0ON TCON的低4位用于控制外部中断已在前面介绍。TCON的高4位用 于控制定时器/数器的启动和中断申请。其格式如下: 位 76454342 字节地址:8H-|TF1R1 TFO ITRO。。。:TcoN ◇TF1(TCON.7):T溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自 动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。TR1 (TCON.6):T1起/停控制位。1:启动0:停止 ◇TF0(TCON.5):T0溢出中断请求标志位,其功能与TF1类同。 ◇TR0(TCON.4):T0起停控制位。1:启动0:停止 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http: // mcu.scetc. net
SiChuan Engineering Technical College-1959 9 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 15-3.定时器/计数器的控制 ² 控制寄存器TCON TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用 于控制定时器/计数器的启动和中断申请。其格式如下： ² TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自 动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。TR1 （TCON.6）：T1起/停控制位。1：启动 0：停止 ² TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。 ² TR0（TCON.4）：T0起/停控制位。1：启动 0：停止
15-4定时器/计数器的工作方式 ◇方式0 方式0为13位计数,由TL0的低5位(高3位未用)和TH0的8位组成 TL0的低5位溢出时向TH0进位,V CON中的TF0标志, 向CPU发出中断请求。 该方式计算不方便 建议不采用! TCON TMOD TFI D7 T0引脚 ∴申请 0 MO DO TR1 溢出 MI 中断请求 13位计数器 计数/定时选择 M1 C/ INTO引脚 GATE D7 SiChuan Engineering Technical College-1959 Copyright C Http://mcu.scetc.net
SiChuan Engineering Technical College-1959 10 Copyright © Http:// mcu.scetc.net 15-4.定时器/计数器的工作方式 ² 方式0 方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成 TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志， 向CPU发出中断请求。 中断请求 13位计数器 计数/定时选择 该方式计算不方便， 建议不采用！