1、教学目的教学目的u掌握定时器掌握定时器/计数器的结构与工作原理；计数器的结构与工作原理；u掌握定时器掌握定时器/计数器的四种工作方式及相关寄计数器的四种工作方式及相关寄存器的设置；存器的设置；u掌握用掌握用C语言对定时器语言对定时器/计数器的相关编程；计数器的相关编程；u会利用单片机的定时器会利用单片机的定时器/计数器实现定时和计计数器实现定时和计数功能。数功能。一、定时器一、定时器/计数器的结构计数器的结构u内设内设内设内设2 2个个个个1616位可编程定时位可编程定时位可编程定时位可编程定时器器/计数器计数器计数器计数器T0,T1T0,T1。分别。分别。分别。分别由两个由两个由两个由两个8
2、 8位特殊功能寄存器组成，位特殊功能寄存器组成，位特殊功能寄存器组成，位特殊功能寄存器组成，它们用，它们用，它们用，它们用于存放定时或计数的初始设定值。于存放定时或计数的初始设定值。于存放定时或计数的初始设定值。于存放定时或计数的初始设定值。工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器TMODTMOD。设置定时或计数模式，在每种。设置定时或计数模式，在每种。设置定时或计数模式，在每种。设置定时或计数模式，在每种模式下又可设置方式模式下又可设置方式模式下又可设置方式模式下又可设置方式0 0、方式、方式、方式、方式1 1、方式、方式、方式、方式2 2、方式、方式、方式、
3、方式3 3四种工作方四种工作方四种工作方四种工作方式。式。式。式。定时控制寄存器定时控制寄存器定时控制寄存器定时控制寄存器TCONTCON。控制定时器的启动。控制定时器的启动。控制定时器的启动。控制定时器的启动/停止。停止。停止。停止。二、定时器二、定时器/计数器的工作原理计数器的工作原理 可实现可实现定时和计数两种功能定时和计数两种功能，其功能，其功能由软件控制和切换。如何实现的？由软件控制和切换。如何实现的？1、定时功能、定时功能u16位的定时器位的定时器/计数器实质上是一个计数器实质上是一个加加1计计数器数器，每过一个机器周期，计数器加，每过一个机器周期，计数器加1，直至计满溢出，直至计
4、满溢出，即对机器周期进行计数即对机器周期进行计数。定时时间定时时间=计数次数计数次数*机器周期机器周期u定时器的定时时间与机器周期有关。机器定时器的定时时间与机器周期有关。机器周期由晶振频率决定的。机器周期周期由晶振频率决定的。机器周期=12*1/fosc。如晶振频率为。如晶振频率为12MHz，则机，则机器周期为器周期为1 s。2、计数功能、计数功能u通过外部计数输入引脚通过外部计数输入引脚通过外部计数输入引脚通过外部计数输入引脚T0(P3.4)T0(P3.4)或或或或T1(P3.5)T1(P3.5)对外对外对外对外部脉冲信号计数部脉冲信号计数部脉冲信号计数部脉冲信号计数：计数器在每个机器周期
5、的：计数器在每个机器周期的：计数器在每个机器周期的：计数器在每个机器周期的S5P2S5P2期间采样引脚输入电平，若第一个机器周期间采样引脚输入电平，若第一个机器周期间采样引脚输入电平，若第一个机器周期间采样引脚输入电平，若第一个机器周期期期期S5P2S5P2期间采样值为期间采样值为期间采样值为期间采样值为1 1，下一个机器周期，下一个机器周期，下一个机器周期，下一个机器周期S5P2S5P2期间采样值为期间采样值为期间采样值为期间采样值为0 0，则计数器加，则计数器加，则计数器加，则计数器加1 1。u说明：单片机对外部脉冲计数一次，至少需要说明：单片机对外部脉冲计数一次，至少需要说明：单片机对外
6、部脉冲计数一次，至少需要说明：单片机对外部脉冲计数一次，至少需要2 2个机器周期。外部信号的最高计数频率为时钟频个机器周期。外部信号的最高计数频率为时钟频个机器周期。外部信号的最高计数频率为时钟频个机器周期。外部信号的最高计数频率为时钟频率的二十四分之一。率的二十四分之一。率的二十四分之一。率的二十四分之一。若晶振频率为若晶振频率为若晶振频率为若晶振频率为12MHz12MHz，则，则，则，则最高计数频率为最高计数频率为最高计数频率为最高计数频率为0.5MHz0.5MHz。三、定时器三、定时器/计数器的应用计数器的应用u定时与延时控制方面定时与延时控制方面定时与延时控制方面定时与延时控制方面产生
7、定时中断信号产生定时中断信号产生定时中断信号产生定时中断信号，以设计出各种不同频率的信号源；，以设计出各种不同频率的信号源；，以设计出各种不同频率的信号源；，以设计出各种不同频率的信号源；产生定时扫描信号产生定时扫描信号产生定时扫描信号产生定时扫描信号，对键盘进行扫描以获得控制信号，对键盘进行扫描以获得控制信号，对键盘进行扫描以获得控制信号，对键盘进行扫描以获得控制信号，对显示器进行扫描以不间断地显示数据。对显示器进行扫描以不间断地显示数据。对显示器进行扫描以不间断地显示数据。对显示器进行扫描以不间断地显示数据。u测量外部脉冲方面测量外部脉冲方面测量外部脉冲方面测量外部脉冲方面对外部脉冲信号进
8、行计数可测量脉冲信号的宽度、周对外部脉冲信号进行计数可测量脉冲信号的宽度、周对外部脉冲信号进行计数可测量脉冲信号的宽度、周对外部脉冲信号进行计数可测量脉冲信号的宽度、周期，也可实现自动计数。期，也可实现自动计数。期，也可实现自动计数。期，也可实现自动计数。u监控系统工作方面监控系统工作方面监控系统工作方面监控系统工作方面对系统进行定时扫描，当系统工作异常时，使系统自对系统进行定时扫描，当系统工作异常时，使系统自对系统进行定时扫描，当系统工作异常时，使系统自对系统进行定时扫描，当系统工作异常时，使系统自动复位，重新启动以恢复正常工作。动复位，重新启动以恢复正常工作。动复位，重新启动以恢复正常工作
9、。动复位，重新启动以恢复正常工作。四、定时器四、定时器/计数器工作方式计数器工作方式 定时器定时器定时器定时器/计数器有四种工作方式，以计数器有四种工作方式，以计数器有四种工作方式，以计数器有四种工作方式，以T0T0为例讲其四种为例讲其四种为例讲其四种为例讲其四种工作方式的逻辑结构和工作过程。工作方式的逻辑结构和工作过程。工作方式的逻辑结构和工作过程。工作方式的逻辑结构和工作过程。uuT0T0方式方式方式方式0 0构成一个构成一个构成一个构成一个1313位定时位定时位定时位定时/计数器计数器计数器计数器，启动、停止、溢启动、停止、溢启动、停止、溢启动、停止、溢出出出出定时器定时器/计数器计数器
10、0方式方式0工作过程工作过程u当门控位当门控位当门控位当门控位GATE=0GATE=0时，或门输出始终为时，或门输出始终为时，或门输出始终为时，或门输出始终为1 1，与门被，与门被，与门被，与门被打开，由打开，由打开，由打开，由TR0TR0控制定时器控制定时器控制定时器控制定时器/计数器的启动和停止。计数器的启动和停止。计数器的启动和停止。计数器的启动和停止。u软件使软件使软件使软件使TR0TR0置置置置1 1，接通控制开关，启动定时器，接通控制开关，启动定时器，接通控制开关，启动定时器，接通控制开关，启动定时器0 0，1313位加位加位加位加1 1计数器在定时初值或计数初值的基础上进计数器在
11、定时初值或计数初值的基础上进计数器在定时初值或计数初值的基础上进计数器在定时初值或计数初值的基础上进行加行加行加行加1 1计数；计数；计数；计数；u软件使软件使软件使软件使TR0TR0清清清清0 0，关断控制开关，停止定时器，关断控制开关，停止定时器，关断控制开关，停止定时器，关断控制开关，停止定时器0 0，加加加加1 1计数器停止计数；计数器停止计数；计数器停止计数；计数器停止计数；u计数溢出时，计数溢出时，计数溢出时，计数溢出时，1313位加位加位加位加1 1计数器为计数器为计数器为计数器为0 0，TF0TF0由硬件自由硬件自由硬件自由硬件自动置动置动置动置1 1，并申请中断，同时，并申请
12、中断，同时，并申请中断，同时，并申请中断，同时1313位加位加位加位加1 1计数器继续从计数器继续从计数器继续从计数器继续从0 0开始计数。开始计数。开始计数。开始计数。定时器定时器/计数器计数器T0方式方式1uu定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器T0T0方式方式1 1是一个由是一个由是一个由是一个由TH0TH0中的中的中的中的8 8位和位和位和位和TL0TL0中的中的中的中的8 8位组成的位组成的位组成的位组成的1616位加位加位加位加1 1计数器计数器计数器计数器。uu方式方式方式方式1 1与方式与方式与方式与方式0 0基本相似，最大的区别是方式基本相似，最大的区别是方式基
13、本相似，最大的区别是方式基本相似，最大的区别是方式1 1的加的加的加的加1 1计数器计数器计数器计数器位数是位数是位数是位数是1616位。位。位。位。uu定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器0 0方式方式方式方式1 1逻辑结构如图所示逻辑结构如图所示逻辑结构如图所示逻辑结构如图所示定时器定时器/计数器计数器T0方式方式2uu定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器T0T0方式方式2 2是是是是一个能自动装入初值的一个能自动装入初值的一个能自动装入初值的一个能自动装入初值的8 8位加位加位加位加1 1计计计计数器数器数器数器，TH0TH0中的中的中的中的8 8位用于存放定
14、时初值或计数初值，位用于存放定时初值或计数初值，位用于存放定时初值或计数初值，位用于存放定时初值或计数初值，TL0TL0中中中中的的的的8 8位用于加位用于加位用于加位用于加1 1计数器。计数器。计数器。计数器。uu加加加加1 1计数器溢出后，硬件使计数器溢出后，硬件使计数器溢出后，硬件使计数器溢出后，硬件使TF0TF0自动置自动置自动置自动置1 1，同时自动将，同时自动将，同时自动将，同时自动将TH0TH0中中中中存放的定时初值或计数初值再装入存放的定时初值或计数初值再装入存放的定时初值或计数初值再装入存放的定时初值或计数初值再装入TL0TL0，继续计数。，继续计数。，继续计数。，继续计数。
15、uu定时器定时器定时器定时器/计数器计数器计数器计数器0 0方式方式方式方式2 2逻辑结构如图所示逻辑结构如图所示逻辑结构如图所示逻辑结构如图所示T0方式方式3逻辑结构逻辑结构uuT0T0分为两个独立的分为两个独立的分为两个独立的分为两个独立的8 8位加位加位加位加1 1计数器计数器计数器计数器TH0TH0和和和和TL0TL0。TL0TL0既可用于定时，也能用于计数；（与方式既可用于定时，也能用于计数；（与方式既可用于定时，也能用于计数；（与方式既可用于定时，也能用于计数；（与方式2 2有何不同？）有何不同？）有何不同？）有何不同？）TH0TH0只能用于简单的内部定时。（它只能用于简单的内部定
16、时。（它只能用于简单的内部定时。（它只能用于简单的内部定时。（它占用了占用了占用了占用了T1T1的控制位的控制位的控制位的控制位TR1TR1和中和中和中和中断标志位断标志位断标志位断标志位TF1TF1，同时占用了，同时占用了，同时占用了，同时占用了T1T1中断源。中断源。中断源。中断源。）T0工作在方式工作在方式3下的下的T1的逻辑结构的逻辑结构（T0T0工作在方式工作在方式工作在方式工作在方式0 0、1 1、2 2下的逻辑结构与下的逻辑结构与下的逻辑结构与下的逻辑结构与T1T1工作在方式工作在方式工作在方式工作在方式0 0、1 1、2 2下的逻辑下的逻辑下的逻辑下的逻辑结构一样，结构一样，结构一样，结构一样，T0T0工作在方式工作在方式工作在方式工作在方式3 3下时，下时，下时，下时，T1T1工作在方式工作在方式工作在方式工作在方式0 0、1 1、2 2下的逻辑结构下的逻辑结构下的逻辑结构下的逻辑结构见下图）见下图）见下图）见下图）振荡器 12分频 TL1(8位)TH1(8位)C/T=0 C/T=1 T1(P3.5)(c)T1方式2 串行口 重新装入 振荡器 12分频 TH1(8位)
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