第六章MCS-51單片機的定時器/計數(shù)器實現(xiàn)定時常用的三種方法：軟件定時：占用CPU時間，效率低。用555電路：不可編程?？删幊绦酒汗δ軓姡枰硗鈹U展。單片機內(nèi)部有2個16位的定時/計數(shù)器：使用靈活，編程方便。－－優(yōu)先選用6.1定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu)一.定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理

MCS-51單片機內(nèi)部有兩個16位可編程的定時器/計數(shù)器，即定時器T0和定時器T1。每個定時器/計數(shù)器的基本部件是兩個8位的計數(shù)器(其中TH1、TL1是T1的計數(shù)器，TH0、TL0是T0的計數(shù)器)拼裝而成。它們是采用加“1”方式工作的。

兩個特殊功能寄存器(TMOD和TCON)用來對定時器/計數(shù)器的工作方式進行選擇和控制。

8051單片機的定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu)如下圖所示。內(nèi)部總線工作方式工作方式TH1TL1TH0TL0TCONTMODT1T0微處理器8051單片機定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu)示意圖

加1計數(shù)器（高8位、低8位）

TMOD，工作方式設置；

TCON，啟動、停止及設置溢出標志。

定時功能----計數(shù)輸入信號是內(nèi)部時鐘脈沖，其計數(shù)脈沖來源于晶振時鐘輸出信號的12分頻，即每個機器周期使寄存器的值加1。所以，計數(shù)頻率是振蕩頻率的1/12。計數(shù)功能----計數(shù)脈沖來自相應的外部輸入引腳，T0為P3.4，T1為P3.5。只要T0或T1的引腳上有一個1到0的負跳變，相應的計數(shù)器就加1.在TMOD中，各有一個控制位（C／T），分別用于控制定時/計數(shù)器T0和T1工作在定時器方式還是計數(shù)器方式。定時模式，對內(nèi)部機器周期計數(shù)定時時間t＝計數(shù)值NxTcy計數(shù)模式，對外部事件脈沖計數(shù)計數(shù)脈沖周期要大于2TcyT0和T1計數(shù)器都只能遞增計數(shù)，當16位計數(shù)器的計數(shù)值增加到0FFFFH時，再輸入1個脈沖就會使計數(shù)器的值回零，并發(fā)生溢出信號，置相應的標志位（TCON中TF0或TF1置1），

向CPU發(fā)出中斷請求。設定計數(shù)次數(shù)：計數(shù)器的計數(shù)量程－計數(shù)初值。二.定時器／計數(shù)器的控制寄存器

與定時器／計數(shù)器有關的控制寄存器有：1.定時器控制寄存器TCONTF1:定時器/計數(shù)器1（T1）的溢出中斷標志位。TF0：定時器/計數(shù)器0（T0）的溢出中斷標志位。TR1：定時器/計數(shù)器1的運行控制位。通過置1或清0來啟動或停止T1的計數(shù)。TR0：定時器/計數(shù)器0的運行控制位。單片機復位后，TCON寄存器的所有位均為0.2.工作方式控制寄存器TMOD

高4位用于定時器1，低4位用于定時器0①M1，M0：工作模式選擇位。定時器/計數(shù)器四種工作模式選擇如表6-1所示。②C/T：定時器方式或計數(shù)器方式選擇位

C/T=0時，為定時器方式

C/T=1時，為計數(shù)器方式③GATE：門控位當GATE=0時，TCON寄存器中的TR0或TR1為1，則可立即啟動定時器/計數(shù)器；當GATE=1時，不但要TR0或TR1為1，且單片機的INT0或INT1引腳的輸入要為高電平，才能啟動定時器/計數(shù)器。三.定時器/計數(shù)器0或1的工作方式1.方式0—13位方式。由TL0的低5位和TH0的8位組成。TL0的5位計數(shù)溢出后，TH0的計數(shù)加1，直到全部的13位計數(shù)值為全1后，下一個計數(shù)脈沖的到達將使TF0置位為1，向CPU發(fā)出中斷請求。其定時時間為：（213-初值）×機器周期2.方式1—16位方式16位計數(shù)，由TL0作為低8位、TH0作為高8位；16位計數(shù)，由TL1作為低8位、TH1作為高8位。其定時時間為：（216-初值）×機器周期3.方式2—8位自動裝入時間常數(shù)方式TL0作為8位內(nèi)部計數(shù)器，TH0作為重裝初值寄存器，在TL0計數(shù)溢出置位TF0標志的同時，由硬件控制直接將重裝初值裝入TL0，開始新一輪的計數(shù)，如此不斷循環(huán)。方式2和方式0、1最大的差別就是計數(shù)器的初值是由硬件控制自動裝入的。方式0、1一旦計數(shù)溢出，就表示計數(shù)器已回0，如果要按照原先的初值重新計數(shù)，就需要通過軟件重裝計數(shù)器初值。方式2適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器。4.方式3—2個8位方式僅T0可以工作在方式3，T1處于方式3時停止計數(shù)。此時，T0分成2個獨立的計數(shù)器—TL0和TH0，前者用原來T0的控制信號（TR0、TF0），后者用原來T1的控制信號（TR1、TF1）。(1)TH0由TR1啟動/停止，溢出TF1(2)TL0由TR0啟動/停止，溢出TF0(3)TH0只能定時，TL0可以定時/計數(shù)，且都是8位。1．初始化步驟

MCS-51內(nèi)部定時器/計數(shù)器是可編程的，其工作方式和工作過程均可由MCS-51通過程序?qū)λM行設定和控制。因此，MCS-51在定時器/計數(shù)器工作前必須先對它進行初始化。初始化步驟為：(1)根據(jù)題目要求先給定時器方式寄存器TMOD送一個方式控制字，以設定定時器/計數(shù)器的相應工作方式。(2)根據(jù)實際需要給定時器/計數(shù)器選送定時器初值或計數(shù)器初值，以確定需要定時的時間和需要計數(shù)的初值。6.2定時器/計數(shù)器的初始化(3)根據(jù)需要給中斷允許寄存器IE選送中斷控制字和給中斷優(yōu)先級寄存器IP選送中斷優(yōu)先級字，以開放相應中斷和設定中斷優(yōu)先級。（若采用中斷方式）(4)給定時器控制寄存器TCON送命令字，以啟動或禁止定時器/計數(shù)器的運行。

如果計數(shù)初值設定為C，則計數(shù)器從初值C開始作加1計數(shù)到計滿為全1所需要的計數(shù)值設定為D，由此便可得到如下的計算通式：

D?=?M?-?C①式中，M為計數(shù)器量程，該值和計數(shù)器工作模式有關。在模式0時，M為213；在模式1時，M為216；在模式2和模式3時，M為28。3．定時器初值的計算

在定時器方式下，計數(shù)器由單片機脈沖經(jīng)12分頻后計數(shù)。因此，定時器定時時間T的計算公式為式中，Tc為定時器的初始常數(shù)值；T為計數(shù)器從初值Tc開始作加1計數(shù)到計滿為全1所需要的時間；M為模值，和定時器的工作模式有關；fosc是單片機晶體振蕩器的頻率。在上式中，若設Tc?=?0，則定時器定時時間為最大(初值為0，計數(shù)從全0到全1，溢出后又為全0)。由于M的值和定時器工作模式有關，因此不同工作模式下定時器的最大定時時間也不一樣。例如，若設單片機主脈沖晶體振蕩器頻率fosc為12?MHz，則最大定時時間為模式0時：Tmax?=?213?×?1μs?=?8.192?ms模式1時：Tmax?=?216×?1μs?=?65.536?ms模式2和3時：Tmax?=?28×?1μs?=?0.256?ms

根據(jù)13位定時器/計數(shù)器特性，先把低5位0CH送TL0，TL0的高三位置零，高8位F0H送至TH0?？捎孟铝兄噶顚崿F(xiàn)定時器T0初始化。

MOVTMOD，#00H；T0工作于模式0，定時方式

MOVTL0，#0CH；低5位送TL0寄存器

MOVTH0，#0F0H；高8位送TH0寄存器初始化程序：MOVTMOD，#16H；T1定時模式1，T0計數(shù)模式2MOVTL0，#0FFH ；T0時間常數(shù)送TL0MOVTH0，#0FFH ；T0時間常數(shù)送TH0MOVTL1，#78H；T1時間常數(shù)(低8位)送TL1MOVTH1，#0ECH；T1時間常數(shù)(高8位)送TH1SETBTR0；置TR0為1，允許T0啟動計數(shù)SETBTR1；置TR1為1，允許T1啟動計例6-5.用定時器1，方式2實現(xiàn)1s的延時。解：因方式2是8位計數(shù)器，其最大定時時間為：256*1μs=256μs，為實現(xiàn)1s的延時，可選擇定時時間為250μs，再循環(huán)4000次。定時時間選定后，可確定計數(shù)值為250，則定時器1的初值為：X=M-計數(shù)值=256-250=6=6H。采用定時器1，方式2工作，因此，TMOD=20H。DELAY：MOVR7，#40 ;置25ms計數(shù)循環(huán)初值

MOVR6，#100 ;置250μs計數(shù)循環(huán)初值

MOVTMOD，#20H ;設定時器1為方式2MOVTH1，#06H ;置定時器初值

MOVTL1，#06HSETBTR1 ;啟動T1LP1：JBCTF1，LP2 ;查詢計數(shù)溢出

SJMPLP1 ;無溢出則繼續(xù)計數(shù)LP2： DJNZR6，LP1 ;未到25ms繼續(xù)循環(huán)

MOVR6，#100