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数字集成电路---计时器

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2024年4月4日发(作者:公良宛秋)

定时器/计数器简称定时器,其作用主要包括产生各种时标间隔、记录外部事件的数量

等,是微机中最常用、最基本的部件之一。

定时和计数的本质是相同的,它们都是对一个输入脉冲进行计数,如果输入脉冲的频率

一定,则记录一定个数的脉冲,其所需的时间是一定的,例如,输入脉冲的频率为2MHZ,

则:计数2* 106 ---- 定时1秒。

因此,使用同一个接口芯片,既能进行计数,又能进行计时,统称为计时器/计数器。

(Timer/Counter简称T/C)。计数器逻辑原理如图6-4所示。主要构成:

(1)控制寄存器;决定工作模式。

(2)状态寄存器;反应工作状态(可无,如8253无此寄存器)。

(3)初值寄存器;计数的初始值。

(4)计数输出寄存器;CPU从中读出当前计数值。

(5)计数器;执行计数操作,CPU不能访问。

工作原理:

对CLK信号进行“减1计数”。首先CPU把“控制字”,写入“控制寄存器”,把“计数初始

值”写入“初值寄存器”,然后, 定时/计数器按控制字要求计数。计数从“计数初始值 开始,

每当CLK信号出现一次,计数值减1,当计数值减为0时,从OUT端输出规定的信号

(具体形式与工作模式有关)。当CLK信号出现时,计数值是否减1(即是否计数),

受到“门控信号”GATE的影响,一般,仅当GATE有效时,才减1.门控信号GATE如

何影响计数操作,以及输出端OUT在各种情况下输出的信号形式与定时/计数器的工作

模式有关。这里,应该指出如此三点。

803l单片机有2个16位的定时器/计数器:定时器0(T0)和定时器1(T1)。

T0由2个定时寄存器TH0和TL0构成,T1则由TH1和TL1构成,它们都分别映射

在特殊功能寄存器中,从而可以通过对特殊功能寄存器中这些寄存器的读写来实现对这

两个定时器的操作。作定时器时,每一个机器周期定时寄存器自动加l,所以定时器也

可看作是计量机器周期的计数器。由于每个机器周期为12个时钟振荡周期,所以定时

的分辨率是时钟振荡频率的1/12。作计数器时,只要在单片机外部引脚T0(或T1)

有从1到0电平的负跳变,计数器就自动加1。计数的最高频率一般为振荡频率的l/

24。

工作方式:

T0或T1无论用作定时器或计数器都有4种工作方式:方式0、方式1、方式2和方

式3。除方式3外,T0和T1有完全相同的工作状态。下面以T1为例,分述各种工作

方式的特点和用法。

1、工作方式0:

13位方式由TL1的低5位和TH1的8位构成13位计数器(TL1的高3位无效)。工

作方式0的结构见下图:

图中,C/T为定时/计数选择:C/T=0,T1为定时器,定时信号为振荡周期12分

频后的脉冲;C/T=l,T1为计数器,计数信号来自引脚T1的外部信号。

定时器T1能否启动工作,还受到了R1、GATE和引脚信号INT1的控制。由图中的逻

辑电路可知,当GATE=0时,只要TR1=1就可打开控制门,使定时器工作;当GATE

=1时,只有TR1=1且INT1=1,才可打开控制门。GATE,TR1,C/T的状态选

择由定时器的控制寄存器TMOD,TCON中相应位状态确定,INT1则是外部引脚上的

信号。

在一般的应用中,通常使GATE=0,从而由TRl的状态控制Tl的开闭:TRl=1,打开

T1;TRl=0,关闭T1。在特殊的应用场合,例如利用定时器测量接于INT1引脚上的

2024年4月4日发(作者:公良宛秋)

定时器/计数器简称定时器,其作用主要包括产生各种时标间隔、记录外部事件的数量

等,是微机中最常用、最基本的部件之一。

定时和计数的本质是相同的,它们都是对一个输入脉冲进行计数,如果输入脉冲的频率

一定,则记录一定个数的脉冲,其所需的时间是一定的,例如,输入脉冲的频率为2MHZ,

则:计数2* 106 ---- 定时1秒。

因此,使用同一个接口芯片,既能进行计数,又能进行计时,统称为计时器/计数器。

(Timer/Counter简称T/C)。计数器逻辑原理如图6-4所示。主要构成:

(1)控制寄存器;决定工作模式。

(2)状态寄存器;反应工作状态(可无,如8253无此寄存器)。

(3)初值寄存器;计数的初始值。

(4)计数输出寄存器;CPU从中读出当前计数值。

(5)计数器;执行计数操作,CPU不能访问。

工作原理:

对CLK信号进行“减1计数”。首先CPU把“控制字”,写入“控制寄存器”,把“计数初始

值”写入“初值寄存器”,然后, 定时/计数器按控制字要求计数。计数从“计数初始值 开始,

每当CLK信号出现一次,计数值减1,当计数值减为0时,从OUT端输出规定的信号

(具体形式与工作模式有关)。当CLK信号出现时,计数值是否减1(即是否计数),

受到“门控信号”GATE的影响,一般,仅当GATE有效时,才减1.门控信号GATE如

何影响计数操作,以及输出端OUT在各种情况下输出的信号形式与定时/计数器的工作

模式有关。这里,应该指出如此三点。

803l单片机有2个16位的定时器/计数器:定时器0(T0)和定时器1(T1)。

T0由2个定时寄存器TH0和TL0构成,T1则由TH1和TL1构成,它们都分别映射

在特殊功能寄存器中,从而可以通过对特殊功能寄存器中这些寄存器的读写来实现对这

两个定时器的操作。作定时器时,每一个机器周期定时寄存器自动加l,所以定时器也

可看作是计量机器周期的计数器。由于每个机器周期为12个时钟振荡周期,所以定时

的分辨率是时钟振荡频率的1/12。作计数器时,只要在单片机外部引脚T0(或T1)

有从1到0电平的负跳变,计数器就自动加1。计数的最高频率一般为振荡频率的l/

24。

工作方式:

T0或T1无论用作定时器或计数器都有4种工作方式:方式0、方式1、方式2和方

式3。除方式3外,T0和T1有完全相同的工作状态。下面以T1为例,分述各种工作

方式的特点和用法。

1、工作方式0:

13位方式由TL1的低5位和TH1的8位构成13位计数器(TL1的高3位无效)。工

作方式0的结构见下图:

图中,C/T为定时/计数选择:C/T=0,T1为定时器,定时信号为振荡周期12分

频后的脉冲;C/T=l,T1为计数器,计数信号来自引脚T1的外部信号。

定时器T1能否启动工作,还受到了R1、GATE和引脚信号INT1的控制。由图中的逻

辑电路可知,当GATE=0时,只要TR1=1就可打开控制门,使定时器工作;当GATE

=1时,只有TR1=1且INT1=1,才可打开控制门。GATE,TR1,C/T的状态选

择由定时器的控制寄存器TMOD,TCON中相应位状态确定,INT1则是外部引脚上的

信号。

在一般的应用中,通常使GATE=0,从而由TRl的状态控制Tl的开闭:TRl=1,打开

T1;TRl=0,关闭T1。在特殊的应用场合,例如利用定时器测量接于INT1引脚上的

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