【文章內(nèi)容簡介】 ） 發(fā)生負跳變將使計數(shù)器加 1， 利用此特性 ， 適當設(shè)置計數(shù)初值 ， 就可以把計數(shù)輸入端 T0（ 或 T1）作為外部中斷請求輸入口 。 其特點是以占用內(nèi)部定時中斷為代價的 。 中斷服務(wù)程序的入口地址 仍然為 000BH或 001BH。 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 2． 查詢方式擴展外部中斷請求輸入口 把多個中斷源通過硬件 （ 如與非門 ） 引入外部中斷輸入端 ，同時又連到某個 I/O口 。 當有中斷源申請中斷時 ， 在中斷服務(wù)程序中通過軟件查詢可確定哪一個是正在申請的中斷源 ， 其查詢的次序可由中斷優(yōu)先級決定 。 其特點是中斷響應(yīng)速度較慢 。 適用于外部中斷源較多的場合 。 3． 使用專用芯片擴展外部中斷請求輸入口 當外部中斷源較多，同時又要求中斷響應(yīng)速度很高時，查詢方式擴展外部中斷請求輸入口的方法很難滿足要求。這時可以使用專用接口芯片進行外部中斷請求輸入口的擴展。74LS148優(yōu)先級編碼器和可編程中斷控制器 8259均可以實現(xiàn)該任務(wù)。 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 MCS51單片機的定時器 /計數(shù)器 定時器 /計數(shù)器 1． 基本概念 （ 1） 計數(shù) ： 計數(shù)是指對外部事件的個數(shù)進行計量 。 其實質(zhì)就是對外部輸入脈沖的個數(shù)進行計量 。 實現(xiàn)計數(shù)功能的器件稱為計數(shù)器 。 （ 2） 定時： 8051單片機中的定時器和計數(shù)器是一個部件 ， 只不過計數(shù)器記錄的是外界發(fā)生的事件 ， 而定時器則是由單片機內(nèi)部提供一個非常穩(wěn)定的計數(shù)源進行定時的 。 這個計數(shù)源是由單片機的晶振經(jīng)過 12分頻后獲得的一個脈沖源 。所以定時器計數(shù)脈沖的時間間隔與晶振有關(guān) 。 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 （ 3） 定時的種類 軟件定時： 利用執(zhí)行一個循環(huán)程序進行時間延遲 。 其特點是定時時間精確 ， 不需外加硬件電路 ， 但占用 CPU時間 。 因此軟件定時的時間不宜過長 。 硬件定時： 利用硬件電路實現(xiàn)定時 。 其特點是不占用 CPU時間 ， 通過改變電路元器件參數(shù)來調(diào)節(jié)定時 ， 但使用不夠靈活方便 。 對于時間較長的定時 ， 常用硬件電路來實現(xiàn) 。 可編程定時器： 通過專用的定時器 /計數(shù)器芯片實現(xiàn) 。 其特點是通過對系統(tǒng)時鐘脈沖進行計數(shù)實現(xiàn)定時 ， 定時時間可通過程序設(shè)定的方法改變 ， 使用靈活方便 。 也可實現(xiàn)對外部脈沖的計數(shù)功能 。 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 MCS51單片機內(nèi)部有兩個 16位可編程的定時器 /計數(shù)器，簡稱為 T0和 T1，均可作定時器用也可計數(shù)器，它們均是二進制加法計數(shù)器，當計數(shù)器計滿回零時能自動產(chǎn)生溢出中斷請求，表示定時時間已到或計數(shù)已終止。適用于定時控制、延時、外部計數(shù)和檢測等。 計數(shù)器： 對引腳 T0（ P ）和 T1（ .）輸入的外部脈沖信號計數(shù)，當輸入脈沖信號從 1到 0的負跳變時，計數(shù)器就自動加 1。計數(shù)的最高頻率一般為振蕩頻率的 1/24。 定時器： 對系統(tǒng)晶振振蕩脈沖的 12分頻輸出進行計數(shù)。 （ 1） 定時器 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu) 組成： 16位加法計數(shù)器、工作方式寄存器 TMOD和控制寄存器 TCON。 T0： TL0（低 8位）和 TH0（高 8位） T1： TL1（低 8位）和 TH1（高 8位） 2． MCS51內(nèi)部定時器 /計數(shù)器 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 8051單片機內(nèi)部的定時器 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 （ 2）控制寄存器 TCON (88H) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TF0/TF1： T0/1計數(shù)溢出標志位。可用于申請中斷或供 CPU查詢。在進入中斷服務(wù)程序時會自動清零；但在查詢方式時必須軟件清零。 =1 ： 計數(shù)溢出 ； =0 ： 計數(shù)未滿。 TR0/TR1： T0/1啟停控制位。 =1 ： 啟動計數(shù)； =0： 停止計數(shù)。 IE0/IE1和 IT0/IT1： 用于管理外部中斷（前面已介紹過）。 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 M1,M0： 工作方式選擇位 。 =00： 13位定時器 /計數(shù)器； =01： 16位定時器 /計數(shù)器（常用）； =10：可自動重裝的 8位定時器 /計數(shù)器（常用）； =11： T0 分為 2個 8位定時器 /計數(shù)器；僅適用于 T0。 C/ ：定時方式 /計數(shù)方式選擇位。 = 1：選擇計數(shù)器工作方式，對 T0/T1引腳輸入的外部事件的負脈沖計數(shù)； = 0 ：選擇定時器工作方式，對機器周期脈沖計數(shù)定時。 如下頁圖所示。 （ 2）工作方式寄存器 TMOD GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0 T1 T0 T《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 GATE： 門控位，定時器 /計數(shù)器的啟 /停可由軟件與硬件兩者控制 = 0 ： 軟件控制，只由 TCON中的啟 /?？刂莆?TR0/TR1控制定時器 /計數(shù)器的啟 /停。 = 1 ： 硬件控制，由外部中斷請求信號 / 和 TCON中的啟 /停控制位 TR0/TR1組合狀態(tài)控制定時器 /計數(shù)器的啟 /停。 其控制邏輯如下圖所示。 0INT1INT1INT《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 定時器 /計數(shù)器的工作方式 8051單片機的定時器 /計數(shù)器共有四種工作模式 ， 現(xiàn)以 T0為例加以介紹 ， T1與 T0的工作原理相同 ， 但方式 3下 T1停止計數(shù) 。 方式 （ 如F0） 和用戶定義名稱等幾種 方式 。 1． 工作方式 0（ M1M0=00 ， 13位定時器 /計數(shù)器 ） 由 TH0的全部 8位和 TL0的低 5位 （ TL0的高 3位未用 ） 構(gòu)成 13位加1計數(shù)器 ， 當 TL0低 5位計數(shù)滿時直接向 TH0進位 ， 并當全部 13位計數(shù)滿溢出時 ， 溢出標志位 TF0置 “ 1”。 2． 工作方式 1 （ M1M0=01 ， 16位定時器 /計數(shù)器 ） 由 TH0和 TL0構(gòu)成 16位加 1計數(shù)器 ， 其他特性與工作方式 0相同 。 3． 工作方式 2 （ M1M0=10 ， 自動重裝計數(shù)初值的 8位定時器 /計數(shù)器 ） 16位定時器 /計數(shù)器被拆成兩個 8位寄存器 TH0和 TL0， CPU在對它們初始化時必須裝入相同的定時器 /計數(shù)器初值 。 以 TL0作計數(shù)器 ，而 TH0作為預(yù)置寄存器 。 當計數(shù)滿溢出時 ， TF0置 “ 1”， 同時 TH0將計數(shù)初值以硬件方法自動裝入 TL0。 這種工作方式很適合于那些重復計數(shù)的應(yīng)用場合 （ 如串行數(shù)據(jù)通信的波特率發(fā)生器 ） 。 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 4． 工作方式 3 （ M1M0=11 ， 2個 8位定時器 /計數(shù)器 ， 僅適用于 T0） TL0： 8位定時器 /計數(shù)器 ， 使用 T0原有控制資源 TR0和 TF0，其功能和操作與方式 0或方式 1完全相同 。 TH0： 只能作為 8位定時器 ， 借用 T1的控制位 TR1和 TF1， 只能對片內(nèi)機器周期脈沖計數(shù) 。 在方式 3模式下 ， 定時器 /計數(shù)器 0可以構(gòu)成兩個定時器或者一個定時器和一個計數(shù)器 。 T0方式 3下的 T1方式 2， 因定時初值能自動恢復 ， 用作波特率發(fā)生器更為合適 。 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 定時器 /計數(shù)器可按片內(nèi)機器周期定時 ， 也可對由 T0/T1引腳輸入一個負脈沖進行加法計數(shù) 。 在應(yīng)用時 ， 其工作方式和工作過程均可通過程序設(shè)定和控制 ， 因此 ， 定時器 /計數(shù)器在工作前必須先對其進行初始化 ， 計算和設(shè)置初值 。 1. 定時器 T0/T1 中斷申請過程 （ 1）在已經(jīng)開放 T0/T1中斷允許且已被啟動的前提下， T0/T1加 1計滿溢出時 TF0/TF1標志位自動置“ 1” ； （ 2） CPU 檢測到 TCON中 TF0/TF1變“ 1”后 ,將產(chǎn)生指令：LCALL 000BH/LCALL 001BH 執(zhí)行中斷服務(wù)程序； （ 3） TF0/TF1標志位由硬件自動清“ 0”,以備下次中斷申請。 定時器 /計數(shù)器的應(yīng)用 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 2. 定時器 /計數(shù)器初始化的步驟 （ 1）寫 TMOD，設(shè)置定時器 /計數(shù)器的工作方式； （ 2）計算定時器 /計數(shù)器的初值，寫入 TH0/TH TL0/TL1。 （ 3）設(shè)置 IE、 IP，以開放相應(yīng)的中斷和設(shè)定中斷優(yōu)先級。 3. 定時器 /計數(shù)器的定時器 /計數(shù)器范圍 （ 1） 工作方式 0： 13位定時器 /計數(shù)器方式 最大計數(shù)值 = 213 = 8192 （ 2） 工作方式 1： 16位定時器 /計數(shù)器方式 最大計數(shù)值 = 216 = 65536 （ 3） 工作方式 2和工作方式 3： 8位的定時器 /計數(shù)器方式 最大計數(shù)值 = 28 = 256 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 3. 計數(shù)器初值的計算 方法： 用最大計數(shù)量減去需要的計數(shù)次數(shù) 。 即： TC=M?C 其中： TC—— 計數(shù)器需要預(yù)置的初值； M—— 計數(shù)器的模值 （ 最大計數(shù)值 ） ； 方式 0時 ， M=213；方式 1時 ， M=216；方式 2, 3時 ， M=28； C—— 計數(shù)器計滿回 0所需的計數(shù)值 ， 即設(shè)計任務(wù)要求的計數(shù)值 。 例如： 流水線上一個包裝是 12盒，要求每到 12盒就產(chǎn)生一個動作，用單片機的工作方式 0來控制，則應(yīng)當預(yù)置的初值為： TC = M ? C = 213 ?12=8180 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 4. 定時器初值的計算 定時時間的計算公式為： T=（ M?TC） T0 （ 或 TC=M?T/T0 ） 其中： T—— 定時器的定時時間 ， 即設(shè)計任務(wù)要求的定時時間； T0—— 計數(shù)器計數(shù)脈沖的周期 ， 即單片機系統(tǒng)主頻周期的 12倍； M—— 計數(shù)器的模值； TC—— 定時器需要預(yù)置的初值 。 若設(shè)初值 TC=0， 則定時器定時時間為最大 。 若設(shè)單片機系統(tǒng)主頻為 12MHz， 則各種工作方式定時器的最大定時時間為： 工作方式 0： Tmax=213 1?s= 工作方式 1： Tmax=216 1?s= 工作方式 2和 3： Tmax=28 1?s= 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 5. 定時器 /計數(shù)器應(yīng)用舉例 [例題 4] 設(shè)一只發(fā)光二極管 LED和 8051的 。 當 ， LED發(fā)亮；當 ， LED不亮 。 編制程序用定時器來實現(xiàn)發(fā)光二極管 LED的閃爍功能 ，設(shè)置 LED每 1s閃爍一次 。 已知單片機系統(tǒng)主頻為 12MHz。 解： 定時器 /計數(shù)器的最長的定時是 ， 無法實現(xiàn) 1s的定時 。 可以采用軟件計數(shù)器來進行設(shè)計 。 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 設(shè)計思想： 定義一個軟件計數(shù)器單元 30H， 先用定時器 /計數(shù)器 0做一個 50ms的定時器 ， 定時時間到了以后將軟件計數(shù)器中的值加 1， 如果軟件計數(shù)器計到了 20， 取反 ， 并清掉軟件計數(shù)器中的值 ， 否則直接返回 。 則完成了 20次定時中斷才取反一次 ， 因此定時時間就為 20 50=1000ms=1s。 定時器 /計數(shù)器 0采用工作方式 1， 其初值為： 216?50ms/1?s=65536?50000=15536=3CB0H 電路圖如下： 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 定時器初值的新算法 : 《 單片機原理及應(yīng)用 》 教學課件 程序如下： ORG 0000H AJMP START 。 轉(zhuǎn)入