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定时器及应用

定时器及应用. 定时/计数器的基本结构如图所示 ：. 例1、设单片机晶振频率为6 MHZ， 使用定时器1以方式0产生周期为500 us 的等宽正方波连续脉冲，并由 P 1.0 输出，以查询方式完成。. 解：1、计算计数初值 要产生500 us 的等宽正方波脉冲，只需在 P 1.0 端以250 us 为周期交替输出高低电平即可实现，为此定时时间为250 us。 使用6 MHZ 晶振，则一个机器周期为2 us， 方式0为13位计数结构，设初值为 X， 则： （2 13 - X）*12*1/6 =250

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定时器及应用

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  1. 定时器及应用

  2. 定时/计数器的基本结构如图所示 ：

  3. 例1、设单片机晶振频率为6MHZ，使用定时器1以方式0产生周期为500us的等宽正方波连续脉冲，并由P1.0输出，以查询方式完成。例1、设单片机晶振频率为6MHZ，使用定时器1以方式0产生周期为500us的等宽正方波连续脉冲，并由P1.0输出，以查询方式完成。

  4. 解：1、计算计数初值 要产生500us的等宽正方波脉冲，只需在P1.0端以250us为周期交替输出高低电平即可实现，为此定时时间为250us。使用6MHZ晶振，则一个机器周期为2us，方式0为13位计数结构，设初值为X，则： （213-X）*12*1/6 =250 得：X=8067，二进制数表示为：11111100 00011，十六进制表示为，高8位为：0FCH，低5位为：03H。其中高8位装入TH1,即TH1 = 0FCH，低5位装入TL1， 即TL1 = 03H。

  5. 2、TMOD寄存器初始化 为把定时器/计数器设定为方式0，则M1M0= 00 ；为实现定时功能，应使C/T=0；为实现定时器/计数器1的运行控制，则GATE =0。定时器/计数器T0不用，有关位设定为0，因此TMOD寄存器初始化为00H。 3、由定时器控制器TCON中的TR1位控制定时的启动和停止，TR1=1启动，TR1=0停止。 4、使用查询就禁止中断 IE=00H

  6. 5、程序设计： • MOV TMOD ,#00H ; 设置T1为工作方式0 • MOV TH1 ,#0FCH ；设置计数初值 • MOV TL1,#03H • MOV IE ,#00H ；禁止中断 SETB TR1；启动定时 • LOOP:JBC TF1,LOOP1 ；查询计数溢出 • AJMP LOOP • LOOP1:MOV TH1,#0FCH ；重新设置计数初值 • MOV TL1,#03H • CPL P1.0 ；输出取反 • AJMP LOOP ；重复循环

  7. 例3、使用定时器0以工作方式2产生100us定时，在P1.0输出周期为200us的连续方波脉冲，已知晶振频率fosc=6MHZ。例3、使用定时器0以工作方式2产生100us定时，在P1.0输出周期为200us的连续方波脉冲，已知晶振频率fosc=6MHZ。

  8. 解： 1、计算计数初值 6MHZ晶振下，一个机器周期为2us,以TH0作重装载的预置寄存器，TL0作8位计数器，则： （28-X）*12*1/6=100 ，得X=206=11001110B=0CEH 把0CEH分别装入TH0和TL0中。 2、TMOD初始化 为把定时器/计数器设定为方式2，则M1M0=10；为实现定时功能，应使C/T=0；为实现定时器/计数器0的运行控制，则GATE=0。定时器/计数器T1不用，有关位设定为0，因此TMOD寄存器初始化为0000 0010，即：02H

  9. 3、由定时器控制器TCON中的TR0位控制定时的启动和停止，TR0=1启动，TR0=0停止。3、由定时器控制器TCON中的TR0位控制定时的启动和停止，TR0=1启动，TR0=0停止。 4、使用中断方式，应开中断 EA 位和ET0位置“1”

  10. 5、程序设计（查询方式） • MOV TMOD ,#02H ; 设置T0为工作方式2 • MOV TH0 ,#0CEH ；设置计数初值 • MOV TL0,#0CEH • MOV IE ,#00H ；禁止中断 • SETB TR0 ；启动定时 • LOOP: JBC TF0,LOOP1 ；查询计数溢出 • AJMP LOOP • LOOP1:CPL P1.0 ；输出取反 • AJMP LOOP ；重复循环

  11. 5、程序设计（中断方式） • MOV TMOD ,#02H ; 设置T0为工作方式2 • MOV TH0 ,#0CEH ；设置计数初值 • MOV TL0,#0CEH • SETB EA ；开中断 • SETB ET0 ; 定时器1允许中断 • LOOP: SETB TR0 ；启动定时 • HERE: SJMP $ ; 等待中断 • AJMP LOOP • 中断服务程序: • CPL P1.0 ；输出取反 • RETI ；中断返回

  12. 设某用户系统中已使用了两个外部中断源，并置定时器T1工作在模式2，作串行口波特率发生器用。现要求再增加一个外部中断源，并由P1.0输出一个5KHz的方波。Fosc = 12MHz。

  13. 分析： 目的：1) 增加一个外部中断； 2) 使P1.0输出一个方波。 条件：1）两个外部中断源已被使用 2）定时器T1已用于串行口波特率发生器 因此：可利用定时/计数器T0，使之工作在模式3， 1）利用TL0扩展外部中断源 2）利用TH0作定时器使用，输出方波

  14. 设置初值： 1) TL0 = 0FFH 2) 因为输出方波f = 5kHz，故方波周期为200us，用TH0产生100us的定时，故TH0的初值X = 256 – (定时时间/机器周期) = 256 - (100us*晶振频率/12） = 156 • 设定T0工作方式，TMOD，TCON.

  15. 程序： MOV TMOD,#27H ;T0:模式3，计数方式 ;T1:模式2，定时方式 MOV TL0,#0FFH ;一旦加1，马上溢出，申请中断 MOV TH0,#156 ;TH0初值 MOV TH1,#data ;根据波特率要求而定 MOV TL1, #data MOV TCON,#55H ;01010101 MOV IE,#9FH ;开放全部中断 TL0INT: MOV TL0,#0FFH ;TL0重新赋值 ….. RETI TH0INT: MOV TH0,#156 ;TH0重新赋值 CPL P1.0 RETI

  16. 低频信号发生器驱动程序 设计一个控制程序，使89c51的P1口输出8路低频方波脉冲，频率分别为100，50，25，20，10，5，2，1Hz。

  17. 1. 计算定时器初值 使用T0，产生5ms的定时，若晶振选12MHz，则5ms相当于5000个机器周期，T0应工作在模式1，初值x为: x= 65536-5000=60536，用十六进制表示，则x=0EC78H。 (注意TH,TL分开赋值---因为T0/T1都是16位) 2 . 设立8个计数器 对应于P1.0~P1.7，设立8个计数器，初值分别为1，2，4，5，10，20，50，100，由T0的溢出中断服务程序对它们减“1”计数，当减为0时恢复初值，并使相应的口引脚改变状态，这样就可以使P1口输出所要求的方波。

  18. 程序： ORG 0 START: AJMP MAIN ORG 0BH PTP0: MOV TL0,#78H ;T0中断服务程序 MOV TH0,#0ECH CPL P1.0 DJNZ 31H, PF01 ;对各路时间计数器进行减1计数 MOV 31H,#2 ;计数器减为1，恢复计数初值 CPL P1.1 ;输出取反 PF01: DJNZ 32H, PF02 MOV 32H, #4 CPL P1.2 PF02: DJNZ 33H, PF03 MOV 33H, #5 CPL P1.3

  19. PF03: DJNZ 34H, PF04 MOV 34H, #10 CPL P1.4 PF04: DJNZ 35H, PF05 MOV 35H, #20 CPL P1.5 PF05: DJNZ 36H, PF06 MOV 36H, #50 CPL P1.6 PF06: DJNZ 37H, PF07 MOV 37H, #100 CPL P1.7 PF07: RETI

  20. MAIN: MOV SP, #70H ；主程序栈指针初始化 MOV 31H, #2 ；各路计数器置初值 MOV 32H, #4 MOV 33H, #5 MOV 34H, #10 MOV 35H, #20 MOV 36H, #50 MOV 37H, #100 MOV TMOD, #1 ;GATE = 0, C/T=0, M1M0 = 01 MOV TL0, #78H ;初值——〉T0 MOV TH0, #0ECH MOV IE, #82H ;允许T0中断 SETB TR0 ;允许T0计数 HERE: SJMP HERE ；以踏步表示CPU可以处理其他工作

  21. 例 利用定时器T1的模式2对外部信号计数，要求每计满100次对P1.0端取反。

  22. 解：（1）计算计数初值X 100=28-X X=256-100=156=9CH （2）模式字 TMOD=0110****B=60H （3）程序清单 ；用中断方式 ORG 0000H MAIN：MOV TMOD，#60H MOV TL1，#156 MOV TH1，#156 MOV IE，#88H SETB TR1 SJMP $ ORG 001BH CPL P1.0 RETI

  23. 89C51 被测信号 a 1 2 3 P3.2 1 T0计数 T1计数 P3.3 解： 复习GATE的用法： GATE = 0时，TRi = 1，即可启动Ti定时 / 计数 GATE = 1时，TRi = 1，且 =1，才启动定时 / 计数。 例 脉冲参数测量——GATE功能的使用。 脉冲高电平（计数）长度值存于21H、20H中， 脉冲低电平长度存于23H、22H中。 电路连接如下图所示。

  24. ORG 0000H LJMP MAIN ORG 2000H MAIN：MOV TMOD，#99H ；T0、T1均工作在定时， ；模式1，GATE=1 MOV A，#00H ；T0、T1赋计数初值00H， ; 定时最长时间为0000 ~ 65536 MOV TL0，A MOV TH0，A MOV TL1，A MOV TH1，A

  25. TEST0： JB P3.2，TEST0 ；检测是否到a点 SETB TR0 ；到a点，TR0 = 1，做好取计时值准备。 TEST1： JNB P3.2，TEST1 ；检测是否到1点 SETB TR1 ；到1点T0计时；TR1 = 1，做好T1计时准备。 TEST2：JB P3.2，TEST2 ；检测是否到2点 CLR TR0 ；到2点，停止T0计时，T1开始计时。 MOV 20H，TH0 ；保存T0计时结果 MOV 21H，TL0 TEST3：JB P3.3，TEST3 ；检测是否到3点 CLR TR1 ；到3点，停止T1计数 MOV 22H，TH1 ；保存T1计数结果 MOV 23H，TL1 LCALL DISP SJMP ＄

  26. 运行中读定时器/计数器 • 80C51可以随时读写计数寄存器TLx和THx (x为0或1) ，用于实时显示计数值等。 • 办法是：先读THx，后读TLx，再重读THx，若两次读得的THx值是一样的，则可以确定读入的数据是正确的；若两次读得的THx值不一致，则必须重读。

  27. 例. 飞读 RDTIME： MOV A，TH0 ；读TH0 MOV R0，TL0 ；读TL0并存入R0 CJNE A，TH0，RDTIME ；再读TH0，与上次 ；读入的TH0比较，若不等，重读 MOV R1,A ；存TH0在R1中 RET

  28. 实时时钟的设计 （1）实时时钟实现的基本思想 时钟 就是以秒、分、时为单位进行计时。用定时器与中断的联合应用。 如何获得1秒的定时，可把定时时间定为100ms，采用中断方式进行溢出次数的累计，计满10次，即得到秒计时。 片内RAM中规定3个单元作为秒、分、时单元，具体安排如下： 32H：“秒”单元 ；31H：“分”单元；30H：“时”单元 从秒到分，从分到时是通过软件累加并进行比较的方法来实现的。

  29. ①假定使用定时器T0，以工作模式1进行100ms的定时。如fosc=6MHz，则计数初值X为：①假定使用定时器T0，以工作模式1进行100ms的定时。如fosc=6MHz，则计数初值X为： ∵ (216－X)×12/(6 × 106 )=100×10-3 s ∴ X=15536=3CB0H 因此 ： (TL0)=0B0H (TH0)=3CH

  30. ② 采用定时方式进行溢出次数的累计，计满10次即得到秒计时。 ③ 从秒到分和从分到时的计时是通过累计和数值比较实现的。 ④ 时钟显示即及显示缓冲区部分在这里略，可自行设计。

  31. 设T1为模式1 （2）程序流程及程序清单 设中断次数 ① 主程序（MAIN）的主要功能是进行定时器T1的初始化编程并启动T1，然后通过反复调用显示子程序，等待100ms定时中断的到来。其流程如 图所示。 清计时单元 开中断 启动T1 调用显示子程序 等待定时中断

  32. ② 中断服务程序（PITO）的主要功能 进行计时操作。程序开始先判断计数溢出是否满了10次，不满表明还没达到最小计时单位—秒，中断返回；如满10次则表示已达到最小计时单位—秒，，程序继续向下运行，进行计时操作。 要求满1秒则“秒位”32H单元内容加1，满60s则“分位”31H单元内容加1，满60min则“时位”30H单元内容加1，满24h则30H，31H，332H单元内容全部清0。中断服务程序流程如下图所示。

  33. 入口 a 保护现场 (31H)清0 赋计数初值 (30H)加1 N 到1s? N (30H)=24? Y (32H)加1 Y N (30H)清0 (32H)=60? 恢复现场 Y (32H)清0 返回 (31H)加1 图中断服务程序流程图 N (31H)=60? Y a

  34. ③ 源程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ； 上电，转向主程序 ORG 001BH ；T1的中断服务程序入口地址 AJMP SERVE ；转向中断服务程序

  35. ORG 2000H ；主程序 MAIN: MOV SP,#60H ；设堆栈指针 MOV TMOD,#10H ；设置T1工作于模式1 MOV 20H，#0AH ；设循环次数 CLR A MOV 30H，A ；时单元清0 MOV 31H，A ；分单元清0 MOV 32H，A ；秒单元清0

  36. SETB ET1 ；T1开中断 SETB EA ；CPU开中断 MOV TL1,#0B0H ；装计数值低8位 MOV TH1,#3CH ；装计数值高8位 SETB TR1 ；启动定时 SJMP $ ；等待中断（可反复调用显示子程序）

  37. SERVE: PUSH PSW ;保护现场 PUSH ACC MOV TL1,#0B0H ；重新赋初值 MOV TH1,#3CH DJNZ 20H,RETUNT ；1s未到，返回 MOV 20H，#0AH ；重置中断次数

  38. MOV A，#01H ADD A，32H ；“秒位”加1 DA A ；转换为BCD码 MOV 32H，A CJNE A，#60H，RETUNT ；未满60s，返回 MOV 32H，#00H ；计满60s，“秒位”清0

  39. MOV A，#01H ADD A，31H ；“分位”加1 DA A ；转换为BCD码 MOV 31H，A CJNE A，#60H，RETUNT ；未满60min，返回 MOV 31H，#00H ；计满60min，“分位”清0

  40. MOV A，#01H ADD A，30H ；“时位”加1 DA A ；转换为BCD码 MOV 30H，A CJNE A，#24H，RETUNT ；未满24h，返回 MOV 30H，#00H ；计满24h，“时位”清0 RETUNT： POP ACC ；恢复现场 POP PSW RETI ；中断返回 END

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