5.1定時(shí)／計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)

5.2工作方式

5.3綜合應(yīng)用第5章定時(shí)/計(jì)數(shù)器

主要內(nèi)容:5.1定時(shí)／計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)TCONTMOD

基本原理

基本部件是兩個(gè)8位的計(jì)數(shù)器（其中TH1，TL1是T1的計(jì)數(shù)器，TH0，TL0是T0的計(jì)數(shù)器）兩種工作模式：定時(shí)和計(jì)數(shù)通過(guò)TMOD中C/T※位來(lái)控制。定時(shí)：其計(jì)數(shù)脈沖來(lái)源于晶振（經(jīng)12分頻后提供）每個(gè)機(jī)器周期使定時(shí)器加1。計(jì)數(shù)方式時(shí)：對(duì)外部事件計(jì)數(shù)，接相應(yīng)的外部輸入引腳T0（P3.4）或T1（P3.5）。在這種情況下，檢測(cè)到輸入引腳上的電平由高跳變到低時(shí)，計(jì)數(shù)器就加1。最高計(jì)數(shù)頻率為晶振的1/24。

1工作方式控制寄存器TMOD

2啟停與中斷控制器TCON字節(jié)地址88H（1）確定工作方式——對(duì)TMOD賦值。若賦值語(yǔ)句為：MOV TMOD #10H（2）預(yù)置定時(shí)或計(jì)數(shù)的初值——直接將初值寫(xiě)入TH0、TL0或TH1、TL1。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值因工作方式的不同而不同。設(shè)最大值為M，則各種工作方式下M值如下：

方式0：M=213=8192

方式1：M=216=65536

方式2：M=28=256

方式3：定時(shí)器0分為兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器，所以?xún)蓚€(gè)定時(shí)器的M值均為256。

因定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作的實(shí)質(zhì)是做“加1”計(jì)數(shù)，所以，當(dāng)最大計(jì)數(shù)值M值已知時(shí)，初值X可計(jì)算如下：

X=M–計(jì)數(shù)值3定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初始化定時(shí)器采用方式1定時(shí)，M=65536，如要求每50ms溢出一次，采用12MHz晶振，則計(jì)數(shù)周期T=1μs，計(jì)數(shù)值=50000，所以，計(jì)數(shù)初值為:X=65536–50000=15536=3CB0H將3C、B0、分別預(yù)置給TH1、TL1。（3）根據(jù)需要開(kāi)啟定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷——直接對(duì)IE寄存器賦值。（4）啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作——將TR0或TR1置“1”。

GATE=0時(shí)，直接由軟件置位啟動(dòng)；

GATE=1時(shí)，除軟件置位外，還必須在外中斷引腳處加上相應(yīng)的電平值才能啟動(dòng)。例5-1中因GATE=0，所以直接由軟件置位啟動(dòng)，其指令為：

SETB TR15.2工作方式（1）方式0

由THX的8位和TLX的低5位組成13位計(jì)數(shù)器

13位計(jì)數(shù)加1到全“1”，再加1就產(chǎn)生溢出，置TCON的TFX位為1，同時(shí)計(jì)數(shù)器全變?yōu)椤?”定時(shí)/計(jì)數(shù)方式0時(shí)的邏輯電路結(jié)構(gòu)圖解：1)確定工作方式

2)預(yù)置定時(shí)或計(jì)數(shù)的初值

3)編得1s延時(shí)子程序如下：例5.1系統(tǒng)時(shí)鐘頻率12MHZ,用定時(shí)器1，方式0實(shí)現(xiàn)1s的延時(shí)。X的實(shí)際填寫(xiě)值應(yīng)為X=0110001100011000B=6318H即TH1=63H，TL1=18H。則定時(shí)器1的初值X=M–計(jì)數(shù)值=8192–5000=3192=C78H=0110001111000BMOV TMOD，#00HDELAY：MOV R3，#200 ；置5ms計(jì)數(shù)循環(huán)初值

MOV TMOD，#00H ；設(shè)定時(shí)器1為方式0 MOV TH1，#63H ；置定時(shí)器初值

MOV TL1，#18H SETB TR1 ；啟動(dòng)T1LP1： JBC TF1，LP2 ；查詢(xún)計(jì)數(shù)溢出

SJMP LP1 ；未到5ms繼續(xù)計(jì)數(shù)LP2： MOV TH1，#63H ；重新置定時(shí)器初值

MOV TL1，#18H DJNZ R3，LP1 ；未到1s繼續(xù)循環(huán)

RET ；返回主程序（2）方式1

唯一的差別是THX和TLX組成一個(gè)16位計(jì)數(shù)器。

上例中X=65536–50000=15536=3CB0H定時(shí)/計(jì)數(shù)方式1時(shí)的邏輯電路結(jié)構(gòu)圖（3）方式2

方式2是將兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器THX和TLX分成獨(dú)立的兩部分，初始常數(shù)自動(dòng)重新裝入設(shè)置初值時(shí)同時(shí)送THX和TLX定時(shí)/計(jì)數(shù)方式2例5.2試用定時(shí)器1，方式2實(shí)現(xiàn)1s延時(shí)。解：因方式2是8位計(jì)數(shù)器，其最大定時(shí)時(shí)間為：256×1μs=256μs，為實(shí)現(xiàn)1s延時(shí)，可選擇定時(shí)時(shí)間為250μs，再循環(huán)4000次。定時(shí)時(shí)間選定后，可確定計(jì)數(shù)值為250，則定時(shí)器1的初值為：X=M–計(jì)數(shù)值=256–250=6=6H

采用定時(shí)器1，方式2工作，因此，TMOD=20H。

DELAY： MOV R5，#28H ；置25ms計(jì)數(shù)循環(huán)初值

MOV R6，#64H ；置250μs計(jì)數(shù)循環(huán)初值

MOV TMOD，#20H；置定時(shí)器1為方式2 MOV TH1，#06H ；置定時(shí)器初值

MOV TL1，#06H SETB TR1 ；啟動(dòng)定時(shí)器LP1： JBC TF1，LP2 ；查詢(xún)計(jì)數(shù)溢出

SJMP LP1 ；無(wú)溢出繼續(xù)計(jì)數(shù)LP2： DJNZ R6，LP1 ；未到25ms繼續(xù)循環(huán)

MOV R6，#64H DJNZ R5，LP1 ；未到1s繼續(xù)循環(huán)

RET 可編得1s延時(shí)子程序如下：（4）方式3：只適用于T0，TL0組成完整的8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；TH0只作為定時(shí)器用，借用T1的控制位TR1和TF1；T1還可以設(shè)置為方式0～2，用于任何不需要中斷的場(chǎng)合。TF1TH0(8位)例5.3用定時(shí)器0，方式3實(shí)現(xiàn)1s延時(shí)。解：根據(jù)題意，定時(shí)器0中的TH0只能為定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間可設(shè)為250μs；TL0設(shè)置為計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)值可設(shè)為200。TH0計(jì)滿溢出后，用軟件復(fù)位的方法使T0（P3.4）引腳產(chǎn)生負(fù)跳變，TH0每溢出一次，T0引腳便產(chǎn)生一個(gè)負(fù)跳變，TL0便計(jì)數(shù)一次。TL0計(jì)滿溢出時(shí)，延時(shí)時(shí)間應(yīng)為50ms，循環(huán)20次便可得到1s的延時(shí)。由上述分析可知，

TH0計(jì)數(shù)初值為X=（256–250）=6=06H

TL0計(jì)數(shù)初值為X=（256–200）=56=38H

TMOD=00000111B=07H可編得1s延時(shí)子程序如下：DELAY：MOV R3，#14H ；置1000ms計(jì)數(shù)循環(huán)初值

MOV TMOD，#07H ；置定時(shí)器0為方式3計(jì)數(shù)

MOV TH0，#06H ；置TH0初值

MOV TL0，#38H ；置TL0初值

SETB TR0 ；啟動(dòng)TL0 SETB TR1 ；啟動(dòng)TH0LP1： JBC TF1，LP2 ；查詢(xún)TH0計(jì)數(shù)溢出

SJMP LP1 ；未到250μs繼續(xù)循環(huán)LP2： MOV TH0，#06H ；重置TH0初值

CLR P3.4 ；T0引腳產(chǎn)生負(fù)跳變

NOP ；負(fù)跳變持續(xù)

NOP SETB P3.4 ；T0引腳恢復(fù)高電平

JBC TF0，LP3 ；查詢(xún)TL0計(jì)數(shù)溢出

SJMP LP1 ；200次未到繼續(xù)計(jì)數(shù)LP3： MOV TL0，#38H ；重置TL0初值

DJNZ R3，LP1 ；未到1s繼續(xù)循環(huán)

RET

例5.4用單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)一個(gè)秒表，由P1口連接的LED采用BCD碼顯示，發(fā)光二極管亮表示0，暗表示1。計(jì)滿60s后從頭開(kāi)始，依次循環(huán)。解：定時(shí)器0工作于定時(shí)方式1，產(chǎn)生1s的定時(shí)。定時(shí)器1工作在方式2，當(dāng)1s時(shí)間到時(shí)，由軟件復(fù)位T1（P3.5）腳，產(chǎn)生負(fù)跳變，再由定時(shí)器1進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)滿60次（1分鐘）溢出，再重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。5.3綜合應(yīng)用按上述設(shè)計(jì)思路可知：方式寄存器TMOD的控制字應(yīng)為61H；定時(shí)器1的初值應(yīng)為：256-60=196=0C4H其源程序可設(shè)計(jì)如下：

ORG 0000H MOV TMOD，#61H ；置定時(shí)器0為方式1 定時(shí)，置定時(shí)器1為方式2定時(shí)

MOV TH1，#0C4H ；定時(shí)器1置初值

MOV TL1，#0C4H SETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)器1DISP： MOV A，#00H ；計(jì)數(shù)顯示初始化

MOV P1，ACONT：ACALL DELAY CLR P3.5 ；T1引腳產(chǎn)生負(fù)跳變

NOP NOP SETB P3.5 ；T1引腳恢復(fù)高電平

INC A ；累加器加1 DA A ；將16進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD數(shù)

MOV P1，A ；點(diǎn)亮發(fā)光二極管

JBC TF1，DISP ；查詢(xún)定時(shí)器1計(jì)數(shù)溢出

SJMP CONT ；60s不到繼續(xù)計(jì)數(shù)DELAY：MOV R3，#14H ；置50ms計(jì)數(shù)循環(huán)初值

MOV TH0，#3CH ；置定時(shí)器初值

MOV TL0，#0B0H SETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)器0LP1： JBC TF0，LP2 ；查詢(xún)計(jì)數(shù)溢出

SJMP LP1 ；未到50ms繼續(xù)計(jì)數(shù)LP2： MOV TH0，#3CH ；重新置定時(shí)器初值

MOV TL0，#0B0H DJNZ R3，LP1 ；未到1s繼續(xù)循環(huán)

RET END思考與練習(xí)1MCS-51單片機(jī)內(nèi)設(shè)有幾個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器？它們是由哪些特殊功能寄存器組成？定時(shí)/計(jì)數(shù)器作定時(shí)器用時(shí)，其定時(shí)時(shí)間與哪些因素有關(guān)？作計(jì)數(shù)器用時(shí)，對(duì)外界計(jì)數(shù)頻率有何限制？已知80C51單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為6MHZ，請(qǐng)利用定時(shí)器T0和P1.2輸出矩形脈沖，其波形如下：

50μs350μs答：設(shè)置T0為方式2定時(shí)，定時(shí)50μs，初值X為：

X=28－（6×106×50×10－6）÷12＝231＝0E7HTH0=TL0=0E7H,TMOD=02H源程序如下：

MOV TMOD, #02H MOV TH0, #0E7H MOV TL0, #0E7H SETB TR0L1: SETB P1.2 MOV R0, #08HDEL: JBC TF0, REP AJMP DELREP: CLR P1.2 DJNZ R0, DEL AJMP L148051單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHZ，請(qǐng)編程使P1.0和P1.1分別輸出周期為2ms和500μs的方波。方法1：選用T0定時(shí)，工作于方式3方法2：選用T1定時(shí)，工作于方式25、51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器作定時(shí)和計(jì)數(shù)用時(shí)，其計(jì)數(shù)脈沖分別由誰(shuí)提供？

6、簡(jiǎn)述如何使用51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器來(lái)測(cè)量一脈沖信號(hào)的高電平寬度。

7、