單片機定時器詳解

1、MCS-51 單片機定時器/計數(shù)器的簡潔結(jié)構(gòu)圖:MCS-51 單片機定時器/計數(shù)器的簡潔結(jié)構(gòu)圖:一、MCS-51 單片機的定時器/計數(shù)器概念一、MCS-51 單片機的定時器/計數(shù)器概念單片機中的定時器和計數(shù)器其實是同一個物理的電子元件,只不過計數(shù)器記錄的是單片機外部單片機中的定時器和計數(shù)器其實是同一個物理的電子元件,只不過計數(shù)器記錄的是單片機外部發(fā)生的事情(接受的是外部脈沖),而定時器則是由單片機自身供應(yīng)的一個格外穩(wěn)定的計數(shù)器,這發(fā)生的事情(接受的是外部脈沖),而定時器則是由單片機自身供應(yīng)的一個格外穩(wěn)定的計數(shù)器,這個穩(wěn)定的計數(shù)器就是單片機上連接的晶振部件;MCS-51 單片機的晶振經(jīng)過 12

2、分頻之后供應(yīng)個穩(wěn)定的計數(shù)器就是單片機上連接的晶振部件;MCS-51 單片機的晶振經(jīng)過 12 分頻之后供應(yīng)給單片機的只有 1MHZ 的穩(wěn)定脈沖;晶振的頻率是格外精確的,所以單片機的計數(shù)脈沖之間的給單片機的只有 1MHZ 的穩(wěn)定脈沖;晶振的頻率是格外精確的,所以單片機的計數(shù)脈沖之間的時間間隔也是格外精確的,這個精確的時間間隔是 1 微秒;時間間隔也是格外精確的,這個精確的時間間隔是 1 微秒;MCS-51 單片機外接的是 12MHZ 的晶振(實際上是 11.0592MHZ),所以,MCS-51 單片機內(nèi)部MCS-51 單片機外接的是 12MHZ 的晶振(實際上是 11.0592MHZ),所以,MC

3、S-51 單片機內(nèi)部的工作頻率(時鐘脈沖頻率)是 12MHZ/12=1MHZ=1000000 次/秒=1000000 條指令/秒的工作頻率(時鐘脈沖頻率)是 12MHZ/12=1MHZ=1000000 次/秒=1000000 條指令/秒=1000000 次/1000000 微秒=1 次/微秒=1 條指令/微秒;也就是說,晶振振蕩一次,就會給單片=1000000 次/1000000 微秒=1 次/微秒=1 條指令/微秒;也就是說,晶振振蕩一次,就會給單片機供應(yīng)一個時鐘脈沖,花費的時間是 1 微秒,此時,CPU 會執(zhí)行一條指令,經(jīng)受一個機器周期;即:1機供應(yīng)一個時鐘脈沖,花費的時間是 1 微秒,此

4、時,CPU 會執(zhí)行一條指令,經(jīng)受一個機器周期;即:1個時鐘脈沖=1 個機器周期=1 微秒=1 條指令;個時鐘脈沖=1 個機器周期=1 微秒=1 條指令;注:個人 PC 機上的 CPU 主頻是晶振經(jīng)過倍頻之后的頻率,這一點恰好與 MCS-51 單片機的相注:個人 PC 機上的 CPU 主頻是晶振經(jīng)過倍頻之后的頻率,這一點恰好與 MCS-51 單片機的相反,MCS-51 單片機的主頻是晶振經(jīng)過分頻之后的頻率;反,MCS-51 單片機的主頻是晶振經(jīng)過分頻之后的頻率;總之:MCS-51 單片機中的時間概念就是通過計數(shù)脈沖的個數(shù)來測量出來的;1 個脈沖=1 微秒總之:MCS-51 單片機中的時間概念就是

5、通過計數(shù)脈沖的個數(shù)來測量出來的;1 個脈沖=1 微秒=1 條指令=1 個機器周期;=1 條指令=1 個機器周期;8051:T0T1,T116 位的定時器/計數(shù)器;8052/T2;數(shù)功能,常用于時間把握、延時、對外部時間計數(shù)和檢測等場合;二、定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)8051T0T1;T0TL0T1TH1TL1805112T0/T1101/12;T0(P3.4)T1(P3.5)對外部脈沖信號進行計數(shù),當輸入的外部脈沖101;計數(shù)器的最高頻率一般是時鐘振蕩頻率1/24;T0T1CPUT0T1CPU/計數(shù)器是單片機中效率高而工作機敏的部件;三、定時器/計數(shù)器的工作模式除了可選擇定時器和計數(shù)器的這兩種工作方

6、式外,每個定時器/計數(shù)器都有 4 種工作模式;012,T0T13/計數(shù)器的工作模式不同; 0:TL05TH0813/計數(shù)器啟動TL01;當 TL0 TH013/13的寄存器值清0,中斷標記TF0 置1;假如需要進一步定時/計數(shù),需要使用相關(guān)指令重置時間常數(shù), 并把定時器/計數(shù)器的中斷標記 TF0 置 0;工作模式 0 的結(jié)構(gòu)如下圖:工作模式 1:101TH0TL016/0/1工作模式 2:這種模式又稱為自動再裝入預(yù)置數(shù)模式;當定時器/TH0/TL0TH0/TL000計數(shù)了,而這并不是我們想要的;所以,要保證每次溢出之后,在重新開頭定時/計數(shù)的操作是我們想要的,那就要把預(yù)置數(shù)(時間常數(shù))重新裝入

7、某個地方;而重新裝入預(yù)置數(shù)既然需要重新裝入預(yù)置數(shù),那么預(yù)置數(shù)就必需要存放在某個地方,才能保證重裝操作成功;在工 2/8TL0/計數(shù)操作;明顯,定時/計數(shù)的方位小了很多;注:這個工作模式常用于波特率發(fā)生器(串口通訊),T1 工作在串口模式 2;用于這種方式時,定時器就是為了供應(yīng)一個時間基準;計數(shù)溢出之后,不需要做太多的事情,只做一件事就可以,就是重新裝入預(yù)置數(shù),再開頭重新計數(shù),而且中間不需要任何延時;工作模式 2 的結(jié)構(gòu)如下圖:工作模式 3:工作模式 3:由于定時器/T13,假如把定時器/T03TL0TH08/3/計數(shù)器的定時/計數(shù)范圍工作方式 116 位定時器/計數(shù)器 工作 模式,最多可計數(shù)

8、2 的 16 次方 次,即:65536次,0,65535;013 位定時器 / 計數(shù)器 工作 模式,最多可計數(shù) 213 次方 次,即:8192 工作方式 116 位定時器/計數(shù)器 工作 模式,最多可計數(shù) 2 的 16 次方 次,即:65536次,0,65535;28/28256，,0,255;38/計數(shù)器工作模式 ，計算次數(shù)最多為 28256，,0,255;預(yù)置數(shù)的計算公式:預(yù)置數(shù)=最大值-需要計數(shù)的次數(shù);1、工作模式把握寄存器 TMOD(89h):1、工作模式把握寄存器 TMOD(89h):2、工作狀態(tài)把握寄存器 TCON(88H):五、定時器/計數(shù)器的把握寄存器五、定時器/計數(shù)器的把握寄存

9、器8051 單片機設(shè)計了兩個 8 位的特殊功能寄存器來把握定時器/計數(shù)器的工作狀態(tài);這兩個特殊功能寄存器分別是 TMOD 和 TCON;它倆都在特殊功能寄存器區(qū);8051 單片機設(shè)計了兩個 8 位的特殊功能寄存器來把握定時器/計數(shù)器的工作狀態(tài);這兩個特殊功能寄存器分別是 TMOD 和 TCON;它倆都在特殊功能寄存器區(qū);六、定時器/計數(shù)器的初始化注:由于8051注:由于8051 單片機的定時器/計數(shù)器使用的時鐘脈沖是外部晶振 (12MHZ)經(jīng)過12分 頻(12MHZ/12=1MHZ)之后的頻率,所以,一個時鐘脈沖就是 1 微秒;所以,8192 個脈沖=8192 微秒=8.192 毫秒; 65536 個脈沖=65536 微秒=65.536 毫秒; 256 個脈沖=256 微秒=0.256 毫秒;1、設(shè)置定時器/計數(shù)器的工作模式 TMOD(常用的是模式 1:TMOD=0 x01)