南昌网站建设模板技术公司,wordpress上传路径,个人网站搭建wordpress,小迪网站建设51单片机-#xff08;定时/计数器#xff09;
了解CPU时序、特殊功能寄存器和定时/计数器工作原理#xff0c;以定时器0实现每次间隔一秒亮灯一秒的实验为例理解定时/计数器的编程实现。
1.CPU时序
1.1.四个周期
振荡周期#xff1a;为单片机提供定时信号的振荡源的周期…51单片机-定时/计数器
了解CPU时序、特殊功能寄存器和定时/计数器工作原理以定时器0实现每次间隔一秒亮灯一秒的实验为例理解定时/计数器的编程实现。
1.CPU时序
1.1.四个周期
振荡周期为单片机提供定时信号的振荡源的周期晶振周期或外加振荡周期状态周期2个振荡周期为1个状态周期用S表示。振荡周期又称S周期或时钟周期。机器周期1个机器周期含6个状态周期12个振荡周期。指令周期完成1条指令所占用的全部时间它以机器周期为单位。
例如外接晶振为12MHz时51单片机相关周期的具体值为 振荡周期1/12us; 状态周期1/6us; 机器周期1us; 指令周期1~4us;
1.2.相关概念
51单片机有两组定时器/计数器因为既可以定时又可以计数故称之为定时器/计数器。定时器/计数器和单片机的CPU是相互独立的。定时器/计数器工作的过程是自动完成的不需要CPU的参与。51单片机中的定时器/计数器是根据机器内部的时钟或者是外部的脉冲信号对寄存器中的数据加1。有了定时器/计数器之后可以增加单片机的效率一些简单的重复加1的工作可以交给定时器/计数器处理。CPU转而处理一些复杂的事情。同时可以实现精确定时作用。
1.3.定时/计数器的工作原理
定时/计数器实质上是一个加1计数器。它随着计数器的输入脉冲进行自加1也就是每来一个脉冲计数器就自动加1,当加到计数器为全1时再输入一个脉冲就使计数器回零且计数器的溢出使相应的中断标志位置1向CPU发出中断请求定时/计数器中断允许时。如果定时/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。 可见由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。
2.定时器
2.1.定时器结构
定时/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THx和TLx组成。TMOD是定时/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。
2.2.特殊功能寄存器
2.2.1.控制寄存器TCON
TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面中断系统中介绍。TCON的高4位用于控 制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下
位76543210字节地址88HTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0
TF1TCON.7T1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。T1工作时CPU可随时查询TF1的状态。所以TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0同硬件置1或清0的效果一样。TR1TCON.6T1运行控制位。TR1置1时T1开始工作TR1置0时T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以用软件可控制定时/计数器的启动与停止。TF0TCON.5T0溢出中断请求标志位其功能与TF1类同。TR0TCON.4T0运行控制位其功能与TR1类同。
2.2.2.工作方式寄存器TMOD
工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式低四位用于T0高四位用于T1。其格式如下
位76543210字节地址89HGATEC/TM1M0GATEC/TM1M0 GATE是门控位: GATE0时用于控制定时器的启动是否受外部中断源信号的影响。只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1就可以启动定时/计数器工作 GATA1时要用软件使TR0或TR1为1同时外部中断引脚INT0/1也为高电平时才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动条件加上了INT0/1引脚为高电平这一条件。 C/T :定时/计数模式选择位。 C/T 0为定时模式;T上面有一杠代表0时为定时 C/T 1为计数模式。C上面没有一杠代表1时为计数 M1M0工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式。
M1M0工作方式说明00方式 013位定时/计数器01方式 116位定时/计数器10方式 28位自动重装定时/计数器11方式 3T0分成两个独立的 8 位定时/计数器T1 此方式停止计数
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。 定时器模式时有:Nt/ Tcy 计数初值计算的公式为X213N。 定时器的初值还可以采用计数个数直接取补法获得。 计数模式时计数脉冲是T0引脚上的外部脉冲。
门控位GATE具有特殊的作用。当GATE0时经反相后使或门输出为1此时仅由TR0控制与门的开启与门输出1时控制开关接通计数开始当GATE1时由外中断引脚信号控制或门的输出此时控制与门的开启由外中断引脚信号和TR0共同控制。当TR01时外中断引脚信号引脚的高电平启动计数外中断引脚信号引脚的低电平停止计数。这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。
方式1 方式1的计数位数是16位由TL0作为低8位TH0作为高8位组成了16位加1计数器 。 计数个数与计数初值的关系为X216N方式2 方式2为自动重装初值的8位计数方式。 计数个数与计数初值的关系为X28N 工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。方式3 方式3只适用于定时/计数器T0定时器T1处于方式3时相当于TR10停止计数。 工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。
2.3.使用定时器步骤
1.对TMOD赋值以确定T0和T1的工作方式。2.计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。3.中断方式时则对EA赋值开放定时器中断。4.使TR0或TR1置位启动定时/计数器定时或计数。
2.4.计数器初值的计算
机器周期也就是CPU完成一个基本操作所需要的时间。机器周期1/单片机的时钟频率。51单片机内部时钟频率是外部时钟的12分频。也就是说当外部晶振的频率输入到单片机里面的时候要进行12分频。比如说你用的是12MHZ的晶振那么单片机内部的时钟频率就是12/12MHZ当你使用12MHZ的外部晶振的时候。机器周期1/1M1us。我们定时1ms的初值是多少呢1ms/1us1000。也就是要计数1000个数初值65535-10001因为实际上计数器计数到65536才溢出64536FC18H
3.定时器中断编程样例
3.1.声明和定义
3.2.定时器0来设置1毫秒定时
1.使用定时器0也就是要设置TMOD低八位GATE0,C/T0,工作方式1所以M1M001 2.计算初值 方式1对应计算公式 X216N 也可以通过51初值设定软件快速生成下载软件,被当成病毒时自行在安全中心允许并找回。 TH00XFC; //给定时器赋初值定时1ms TL00X18; 加上定时器0中断允许、总中断和开启定时器的函数代码
void Timer0Init()
{TMOD|0X01;//选择为定时器0模式工作方式1仅用TR0打开启动。TH00XFC; //给定时器赋初值定时1msTL00X18; ET01;//打开定时器0中断允许EA1;//打开总中断TR01;//打开定时器
}想要每隔一秒就亮一秒LED在定时1ms后还需要继续赋初值再定时累加1000后刚好1秒。中断函数中断号为1。
void Timer0() interrupt 1
{static u16 i;TH00XFC; //重新装载初值定时1msTL00X18;i;if(i1000)//累加1000次得到一秒{i0;led~led; }
}完整代码如下
#include reg52.h //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器
typedef unsigned int u16; //对数据类型进行声明定义
typedef unsigned char u8;sbit ledP2^0; //定义P20口是led
/*
定时器0初始化函数
*/
void Timer0Init()
{TMOD|0X01;//选择为定时器0模式工作方式1仅用TR0打开启动。TH00XFC; //给定时器赋初值定时1msTL00X18; ET01;//打开定时器0中断允许EA1;//打开总中断TR01;//打开定时器
}void main()
{ Timer0Init(); //定时器0初始化while(1);
}void Timer0() interrupt 1
{static u16 i;TH00XFC; //重新装载初值定时1msTL00X18;i;if(i1000)//累加1000次得到一秒{i0;led~led; }
}
