MCS-51单片机计数器定时器在测控系统中的应用

对外部 输入 信 号 的最高 计数 频 率 应是 ＭＣ 一１单 片 Ｓ５
机 所用 晶振 的振 荡频 率 ／ 的 １ ２ 。 ／ ４ ２ ２ ＭＣ 一 １的 ＣＴＣ对 外 部 输 入 信号 的 高低 电平 的 ． Ｓ５ 最 短 持 续 时 间有 一定 要 求 。 必 须 保证 出现 的 高 电平 即 或 低 电平 在发 生跳 变前 能可 靠 地被 Ｃ Ｕ 采 样 １次 。 Ｐ 也 就 是说 要 注意 ， 某 些 待 计数 的外 部 输 人方 渡信 号 ， 对 即 使 它 的 频 率 小 于 振 荡 器 频 率 ／ 的 １２ ， ／ ４ 由于 其 占 空 比过 大 或过 小 ， 可 能 导致 其 高 电平 或 低 电平 的 持 将 续 时间 小于 １个 机器 周 期 ， 时就 有 可 能使得 Ｃ Ｕ 不 此 Ｐ 能 对 它进 行 可 靠采 样 而 造 成信 号 丢失 。 因此 ， Ｃ 当 ＴＣ 用于 对 外 部 输 入 信 号 计 数 时 。 求 输 入 信 号 的 “ ” 要 ｌ 或 “” ０ 的持 续 时间至 少应 在整 个机 器周 期 内保持 不变 。 ２ ３ 当 ＭＣ １的 ＣＴ 用于 对 外 部输 人信 号 进行 不 — Ｓ５ Ｃ 能 中止 的累 计方 式 计 数 时。 一般 不 采 用停 止 Ｃ ＴＣ 工作 的读 数 方 式 （ 数 时 ， ＴＣ停 止 工 作 。 丢 失 对 外部 输 读 Ｃ 将 人信 号 的 计数 ） 而应 采用 在 Ｃ ・ ＴＣ运 行状 志下 读数 。但 在 毒取 Ｃ ＴＣ 的高低 ２字 节期 间 ， 由于 Ｃ ＴＣ仍 在 计数 ， 则 可 能会 出现低 位 寄 存 器 ＴＩ 产生 溢 出 把 高 位 寄存 器
１ ＭＣ 一 １单 片 机 ＣＴ Ｓ５ Ｃ硬 件 结 构 及 方 式 控 制
ＭＣ １ 内 部 集 成 了 ２个 １ Ｓ５ ６位 计 数 器 时 器 定
Ｃ ＴＣ的启 动则 由 ＴＣ ＯＮ 中的 ＴＲ位 控制 。 ＴＣ ＯＮ 是 Ｃ ＴＣ 工 作 状 态 控 制 寄 存器 一 Ｃ 当 ＴＣ 溢 出时， 内部 硬 件 将 Ｔ ＯＮ 中的 中断 标 志 位 ＴＦ 置… ’ Ｃ １一 当 ＣＰ 响 应 中 断 后 ， 部 硬 件 自动 将 ＴＦ位 清 ０ Ｕ 内 ” Ｔ （Ｎ 中的 ＴＲ是 Ｃ Ｃ／ ＴＣ运 行控 制 位 ， 当程 序将 其置… ’ １ 时 ， 表 示 启动 ＣＴ 工 作 。 程 序将 该位 清 ． 表 则 Ｃ 若 ０ 则
振荡周 期 ） 能识 别一 个 由… 到“ ” 方 １ ０ 的跳 变。 以 Ｃ Ｃ 所 Ｔ 图２ Ｃ ＴＣ工作 控制 框 图 部硬 件结 构确定 。当 Ｃ Ｕ 响应 Ｃ Ｐ ＴＣ 中断 时， 行 一个 执 硬件 子 程 序 。 程 序指 针 寄存 器 Ｐ 内容 压 人堆 栈 ， 把 Ｃ 井 把 中断服 务 程 序 人 口地址 送 人 Ｐ 中 。 Ｃ Ｕ 去 执 行 Ｃ 使 Ｐ 相 应 的 中断服 务 子 程 序 ， 同时 把 ＴＣ ＯＮ 中 的 中断请 求 标 志 位 ＴＦ清“ 。因此 ， ＴＣ 的 中断服 务 子程 序 必须 ０ Ｃ 安排 在其 规 定的 中断 人 口处。
义 ＣＴ 为 自动恢 复 时 间 常数 初值 的 ８位计 数 器／ 时 Ｃ 定
器 ． 时 ＴＬ作 为计 数 器 定 时 器 ， 此 ＴＨ 作 为 时 间常 数初 值 寄存器 ； 工作 方式 ３是定 义 Ｃ Ｃｃ ２十独 立 的 ８位 Ｔ 为 计 数 器／ 时器 Ｔ【 和 Ｔ Ｔ ， 定 Ｈ Ｉ 占用 ＣＴ 。的所 有 控 Ｃ
Ｃ ＴＣ 用 作 定 时 器 时 ， 于 其 实 质 是 对 晶 振 脉 冲 计 数 而 由
可 将 ＭＣ １的 Ｃ Ｓ５ ＴＣ作 为 分频 器 使 用 ． 得 到 所要 的 信号 ， 而不需 另外 增 设其 它 硬 件 。当 Ｃ ＴＣ ： 于 分频 ［作 器 时 ， 有 ２种 工作 情 况 ， 一 是 对 ＭＣ 一 １内部 机 器 可 其 Ｓ５ 周 期 信号 进 行 分 频 ， 时 Ｃ 此 ＴＣ 设 计 为定 时 器 ， 一 个 每 机 器周 期计数 器内容 加 １ 通 过设 计 不 同的初 始 时 间常 ， 数， 定 Ｃ 决 ＴＣ 在溢 出 中断 前所 要 累 加 的 机器 周期 数 的 多少 一 丽获 得所 要 求 的 信 号频 率 ， 而在 ＣＴ 的 中 断 进 Ｃ
Ｔ ＭＯＤ 中的 Ｇ＾ｒ 位 是启 动 ＣＴ 运 行 的 控 制 位 ， ｌ Ｅ Ｃ 它 主要 用 于 ＣＴ 必须 由 ＭＣ １外 部 中断请 求 信 号Ｉ Ｃ Ｓ５ ＮＴ 来 控 制其工 作 的情 况 。若 应 用 系统 不 需用 外 部 中断 信
号Ｉ 来 控 制 Ｃ Ｃ 的 运 行 时 ， 谚 位 可 清 … 一 时 ＮＴ Ｔ 则 ０ 此
示 停 止 ＣＴ 工 作 。 Ｃ
Ｃ Ｃ。 Ｃ Ｃ 。 内部 结构 框 图如 图 １所示 ． Ｔ 和 Ｔ 其 它们 的工 作方式 ｌ 作状 态 由内部 ２十特 殊功能 寄 存器 ＴＭＯＤ 及工
和 ＴＣ ） 控 制 一 拄 制 过 程 可 甩 图 ２表 示 。 由 于 Ｃ （Ｎ 其 ＴＣ
脚 信 号采 样 １次 。 采样 值 表 明前 一 机 器 周 期 输 入信 当
号值 为 高 电平 ， 一 机器周 期输 入信 号 值为 低电平 。即 后 当外部 输 入 信 号 出现 由 ” ０’ ｌ 到… 的负 跳 变 时 ， 计数 则
器 Ｃ Ｃ 内容 加 １ 由于 Ｃ Ｕ 需 要 ２个 机 器 周 期 （ ４个 Ｔ 。 Ｐ ２
２ ＭＣ 一 １单 片 机 Ｃ Ｃ基 本 用 法及 注 意 Ｓ５ Ｔ
的 问题
ＭＣＳ ５ 一 １的 ＣＴ Ｃ基 本用 法 即是利 用它 的基 本定 时 功 能 或计 数 功 能 ｔ 它 作 为定 时 器使 用 或作 为 计数 器 将 使用 ， 其选 择 由 ＴＭＯＤ中 的 ｃ／ ＂ 控制 。当软 件编 程 １位 使 Ｃ Ｔ 位 为 … 时 。 是选 择 Ｃ Ｃ 为 计 数 器 。 时 Ｅ ／ １’ 则 Ｔ 此 ｈ ＴＣ ） 和 ＴＭＯＤ 分 别控 制其 运 行状 态和 工 作 方式 。 （Ｎ 计 数 信号 由芯 片的 Ｐ 引脚 （ ＴＣ ） Ｐ 引 脚（ ＴＣ，输 ¨ Ｃ 。或 Ｃ ） 人 ． ＭＣ 一１的 Ｃ 将 Ｓ５ ＴＣ用于 对外 部输 人信 号 计数 时 。 需
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第３ 期
骆德汉： Ｓ５ 单片机计数器， ＭＣ １ 定时器在测控系统 ４ｎａｍ ， ￣
３ ５
＿ 加 １ 从 而使 返 回的 ２个 字节 不 同 ． 时需 要在 读 数 ｒ Ｈ 一 此 程序 中加 以考虑 （ 见下 文扩 展应 用 部分 ） 。 当软件 鳊程 使 ｃ， 位 为 ０ 时 ， 是 选 择 Ｃ ” 则 ＴＣ为 定时 器 ， 时 它对 内部 机 器周 期 信 号 汁数 ， 一 个 机 器 此 每 周期 （ ２个振荡 周期 ） ＴＣ 内容 自动加 ｌ １ Ｃ 。所 以 Ｃ ＴＣ 的 计数本 为 晶振频 率 的 ｌ ｌ 。 注意 的是 一 Ｓ ５ ，２ 要 ＭＣ 一 １的
和 Ｃ － 构完 全相 同 ， 控方 式 也基 本 一样 ， 文讨 ＺＣ 结 受 下
论 不 在 必 要 时 不 再 区别 Ｃ Ｃｏ （ Ｔ 和 Ｔｃｌ
ＭＣ １的 Ｃ Ｓ５ ＴＣ中 断 ＾ 口地 址是 固定 的 一 由 内 已
１ ９ ８０ ５ ０ ７收 稿 ９
Ｔ ＭＯＤ是 Ｃ ｒ 工作 方式 选择 控 制寄 存器 ・ 过 对 Ｃ 通
制位 和状 态 位 ， 可用作 对 外 部输 人 信 号 的计 数或 定 时 ，
ＴＨ ｃ占用 ＣＴ 所 有 控制 位 和状 态 位 而 且 只能 用 作 定 Ｃ 时 器 （ 时 Ｃ 的输 入脚 Ｐ 此 ＴＣ ¨不 能 作 为输 人 端 而接 收
外 部 的输 入信 号 ）ＣＴ 工 作 于 方 式 ３则 为停 止工 作 ， Ｃ
Ｚ３００ ５２）
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Ｃｏｕ ｅｒ ， Ｍ ＣＳ－ ｉ ｇ ｅ ｎｔ ５１ Ｓ ｎ ｌ
Ａ 文摘舟了ｃＩ 机部数 器基结及基功， 此础讨 绍Ｍ一 片ｆ计器 时的本构其本能 在基上论 ｓ单 ｌ 定 ５ ｉ 井
关 词 蜚 ２塑 键 ￡墨 丑 塑
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Ｋ ｅ ｒ Ｃｏ ｎ ｅ ｎ ｍｅ ｏ ｔ ｏ （ ｙ ｗｏ ｄ ｕ ｔ ｒａ ｄ ｔ ｉ ｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ＣＴＣ）・ ｉ ｌ ｈ ｐ ｍｉ ｒ ｃ ｍｐ ｔ ｒ Ｅｘ ａ ｄ ｎ ｐｐ ｉａ ｉ ｎ Ｓ ｎｇ ｅ ｃ ｉ ｃ ｏ ｏ ｕ ｅ ， ｐ ｎ ｉｇ ａ ｌ ￣ ｃ ｏ
应 用 系 统 尤 其 是 内 部 的 ２个 １ ６位 计 数 器 ／ 时 器 定
Ｃ Ｃ Ｔ 和 Ｃ 为 系 统设 计提 供 了便 利条 件 ， 们作 ＴＣ 更 它 为特 殊 功能 寄存 器 Ｓ Ｒ集 成 在 芯 片 内部 ， 仅 具 有使 Ｆ 不 用方便 。 工作 可 靠 ， 程 简 单 ， 编 运行 速 度快 等 优 电， 且 而 其 功能 也 很 容 易 根 据不 同需 要 进 行 扩 展 。 宽 它 的应 拓 用 范 围 本 文 介绍 ＭＣ 一 １单 片 机 的 计 数 器 ／ 时器 Ｓ５ 定 ＣＴ 的硬 件 结 构 和 基本 功 能 ， 在 此 基础 上 着 重讨 论 Ｃ 并 其 功能 扩展应 用 的设 计方法
ＴＭＯＤ 编 程 可 选 择 Ｃ ＴＣ 的 ４种 工 作 方 式 之 一 。 作 方 工
３岁 Ｂ
男
副教授
读 者服 务卡 索引 号 ： 『 ５
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航
空
计
测
技
术
第 １ ６卷
图 １ ＣＴ Ｃ结 构框 图 要 注意 如 下 一些 问题 。 ２ １ ＭＣ 一 １的 ＣＰ 在 每 一 个机 器 周 期 内对 输 入 引 ． Ｓ５ Ｕ
）
式 ０是定 义 Ｃ ＴＣ 为 １ ３位 计 数 器 ， 时器 ； 作 方 式 １ 定 工 … … … … 蜥 是定义 Ｃ ＴＣ为 ｌ ６位计 数 器／ 时 器 干 扰能 力强 ． 用方 便等 特 点 ， － 使 已被 广泛 应 用于 工 业 测 控 系统 ， 能化 仪表 设计 等不 同领 域 。躅它 的硬 件结 构 智 特点 ， 使应 用者 能 方 便 地 运 用 它设 计 各 种 不 同 目的 的