1、2.6 定時器/計數(shù)器 P33,MCS-51單片機內部有兩個16位的定時器/計數(shù)器，即定時器T0和定時器T1，它們既可以用做定時器方式，也可以用做計數(shù)器方式。 2.6.1結構一、結構 定時/計數(shù)器的實質是加1計數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個寄存器組成。 作定時方式時，輸入由內部機器周期脈沖產(chǎn)生，定時器可以看作是對計算機機器周期的計數(shù)器。 作對外計數(shù)方式時，外部輸入信號由引腳P3.4(T0)或P3.5(T1)輸入。,定時器/計數(shù)器有四種工作方式，其工作方式選擇和控制由TMOD和 TCON寄存器的內容決定。 TMOD是定時/計數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控

2、制T0、T1的啟動和停止及設置溢出標志。,二、定時/計數(shù)器的工作原理,加1計數(shù)器輸入的計數(shù)脈沖有兩個來源,一個是由系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來；一個是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來一個脈沖計數(shù)器加1，當加到計數(shù)器為全1時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零，且計數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請求（定時/計數(shù)器中斷允許時）。如果定時/計數(shù)器工作于定時模式，則表示定時時間已到；如果工作于計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿。 可見，由溢出時計數(shù)器的值減去計數(shù)初值才是加1計數(shù)器的計數(shù)值。,設置為定時器模式時，加1計數(shù)器是對內部機器周期計數(shù)（1個機器周期等于12個振蕩周期

3、，即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計數(shù)值N乘以機器周期Tcy就是定時時間t 。,設置為計數(shù)器模式時，外部事件計數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計數(shù)器。在每個機器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時，則計數(shù)器加1，更新的計數(shù)值在下一個機器周期的S3P1期間裝入計數(shù)器。由于檢測一個從1到0的下降沿需要2個機器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機器周期。當晶振頻率為12MHz時，最高計數(shù)頻率不超過1/2MHz，即計數(shù)脈沖的周期要大于2 s。,三、定時/計數(shù)器的控制,80C51單片機定時/計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。TMOD用

4、于設置其工作方式；TCON用于控制其啟動和中斷申請。 、工作方式寄存器TMOD 工作方式寄存器TMOD用于設置定時/計數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：,GATE：門控位。GATE0時，只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動定時/計數(shù)器工作；GATA1時，要用軟件使TR0或TR1為1，同時外部中斷引腳或也為高電平時，才能啟動定時/計數(shù)器工作。即此時定時器的啟動條件，加上了引腳為高電平這一條件。 :定時/計數(shù)模式選擇位。 0為定時模式； = 1為計數(shù)模式。 M1、M0：工作方式設置位。定時/計數(shù)器有四種工作方式，由M1M0進行設置。,、控制寄存器TCON

5、 TCON的低4位用于控制外部中斷,已在前面介紹。TCON的高4位用于控制定時/計數(shù)器的啟動和中斷申請。其格式如下：,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,TCON,字節(jié) 地址 88H,IT0(IT1)：外部中斷0(或1)觸發(fā)方式控制位。IT0(或IT1)0，則選擇外部中斷為電平觸發(fā)方式；IT0(或IT1)1，則選擇外部中斷為跳變觸發(fā)方式。IE0(IE1)：外部中斷0(或1)的中斷請求標志位。當IT0(或IT1)= 1，IE0(IE1)由硬件置位，外部中斷0（或）請求中斷。在CPU響應中斷時由硬件將IE0(或IE1)清零。,TF1（TCON.7）：T1溢出中斷請求標志位。T1計數(shù)溢出

6、 時由硬件自動置TF1為1。CPU響應中斷后TF1由硬件自動清0。T1工作時，CPU可隨時查詢TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測試的標志。TF1也可以用軟件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一樣。 TR1（TCON.6）：T1運行控制位。TR1置1時，T1開始工作；TR1置0時，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時/計數(shù)器的啟動與停止。 TF0（TCON.5）：T0溢出中斷請求標志位，其功能與TF1類同。 TR0（TCON.4）：T0運行控制位，其功能與TR1類同。,2.6.2 定時/計數(shù)器的工作方式,一、方式0 方式0為13位定時/計數(shù)器，由TL0的低5位（高3位

7、未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時向TH0進位，TH0溢出時，置位TCON中的TF0標志，向CPU發(fā)出中斷請求。,定時器模式時: C/T=0 定時時間為：t =（213-T0初始值)*機器周期 設： X = t /機器周期 T0初始值： N =（213- X） 計數(shù)模式時： C/T=1，計數(shù)脈沖是T0引腳上的外部 脈沖。,門控位GATE具有特殊的作用。當GATE=0時，經(jīng)反相后使 或門輸出為1，此時僅由TR0控制與門的開啟，與門輸出1 時，控制開關接通，計數(shù)開始；當GATE=1時，由外中斷引腳信號控制或門的輸出，此時控制與門的開啟由外中斷引腳信號和TR0共同控制。當TR0=1時，外

8、中斷引腳信號引腳的高電平啟動計數(shù)，外中斷引腳信號引腳的低電平停止計數(shù)。這種方式常用來測量外中斷引腳上正脈沖的寬度。,二、方式1 方式1的計數(shù)位數(shù)是16位，由TL0作為低8位、TH0作為高8位，組成了16位加1計數(shù)器 。,計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關系為：N=216X,三、方式2 方式2為自動重裝初值的8位計數(shù)方式。,工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器。,計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關系為：N=28X,四、方式3 方式3只適用于定時/計數(shù)器T0，定時器T1處于方式3時相當于TR1=0，停止計數(shù)。,工作方式3將T0分成為兩個獨立的8位計數(shù)器TL0和TH0 。,初始化程序應完成如下工作： 對TMOD賦

9、值，以確定T0和T1的工作方式。 計算初值,并將其寫入TH0、TL0或TH1、TL1。 中斷方式時，則對IE賦值，開放中斷。 使TR0或TR1置位，啟動定時/計數(shù)器定時或計數(shù)。,2.6.3 定時/計數(shù)器應用舉例,、計數(shù)方式時間常數(shù)計算 P37,設：T0為方式工作（自動裝入時間常數(shù)），在外部發(fā)生一次事件時產(chǎn)生一個中斷請求，時間常數(shù)的計算為： 方式：當計數(shù)到 28 時，計數(shù)器溢出。設時間常數(shù)為N，當再發(fā)生一次外部事件時計數(shù)器就溢出，則： N+1= 28 N= 28 1 = 11111111 = FFH,2、定時方始時間常數(shù)計算,設：方式工作時，定時時間為 1ms，時鐘頻率為6MHz，要求計算定時器

10、初值。 計算：個機器周期時間為： 121/fosc = 121/6MHz = 210-6s = 2us 設時間常數(shù)為N,則 (213-N)2us = 1ms = 1000us N = 213-1000/2 = 213-500 = 7692 化成二進制為：N=1111 0000 0 1100 16進制： F 0 0 C,根據(jù)13位定時/計數(shù)器的特性，高8位F0H送TH0,低5位0CH送TL0,則初始化程序為： MOV TL0,#0CH ；低位送TL0寄存器 MOV TH0,#0F0H ；高位送TH0寄存器,3、初始化程序舉例 設：fosc=6MHz， T1作為定時器，以方始工作，定時時間為10m

11、s；T0作為計數(shù)器。以方始工作，外部發(fā)生一次事件即溢出，T1的時間常數(shù)為： (216N)2us=101000us N=EC78H,初始化程序為： MOV TMOD, #16H ;T1 為定時方始， ;T0為計數(shù)方式。 MOV TL0, #0FFH MOV TH0, #0FFH MOV TL1, #78H MOV TH1, #0ECH SETB TR0 ;置TR0為允許T1啟動計數(shù)SETB TR1 ;置TR1為允許T1啟動計數(shù),例1: 利用定時/計數(shù)器T0的方式1，產(chǎn)生10ms的定時，并使P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波，采用中斷方式，設系統(tǒng)時鐘頻率為12 MHz。 解：1、計算計數(shù)初值X

12、： 由于晶振為12 MHz，所以機器周期Tcy為1 s。 所以： Xt/ Tcy 1010-3/110-610000 N655361000055536D8F0H 即應將D8H送入TH0中，F(xiàn)0H送入TL0中 2、求T0的方式控制字TMOD： M1、M0=01，GATE=0，C/T=0，可取方式控制字為01H；,ORG 0000H LJMP MAIN ；跳轉到主程序 ORG 000BH ；T0的中斷入口地址 LJMP DVT0 ；轉向中斷服務程序 ORG 0100H MAIN：MOV TMOD，#01H ；置T0工作于方式1 MOV TH0，#0D8H ；裝入計數(shù)初值 MOV TL0，#0F0H

13、 SETB ET0 ；T0開中斷 SETB EA ；CPU開中斷 SETB TR0 ；啟動T0 SJMP $ ；等待中斷,DVT0：CPL P1.0 ；P1.0取反輸出 MOV TH0，#0D8H ；重新裝入計數(shù)值 MOV TL0，#0F0H RETI ；中斷返回 END,例2：利用T1的模式2對外部信號計數(shù)。要求每計滿100次，將P1.0端取反。fosc=12MHz 外部信號由T1(P3.5)引腳輸入，每發(fā)生一次負跳變計數(shù)器加1，每輸入100個脈沖計數(shù)器發(fā)生溢出，中斷服務程序將P1.0取反。,T1計數(shù)工作方式模式2的控制字為：TMOD=60H。 計算T1的計數(shù)初值：N=28-100=156=

14、9CH 因此，TL1和TH1的初值都是9CH。 程序如下： ORG 001BH AJMP TTT MAIN: MOV TMOD, #60H MOV TL1, #9CH ;賦初值 MOV TH1, #9CH MOV IE, #88H ;定時器T1開中斷 SETB TR1 HERE: SJMP HERE TTT: ORG 0100H ;中斷服務程序入口 CPL P1.0 RETI,綜合應用：,例：設時鐘頻率為6MHz，利用T0產(chǎn)生1s的定時程序。 分析：因定時時間較長，采用哪一種工作方式合適？比較：方式0：最長可定時16.384ms t = 2132us = 16.382ms 方式1：最長可定時1

15、31.072ms t = 2162us = 131.072ms 方式2：最長可定時512us t = 282us = 512us 根據(jù)題中要求，可選方式1，每隔100ms中斷一次，中斷10次為1s。 設初始值為N，則： (216 - N)12 / 6106 = 100103 求得： N = 15536 = 3CB0H 因此： TL0 = 0B0H, TH0 = 3CH 程序清單如下：,ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH ;T0中斷入口地址AJMP SERVE ;轉中斷服務程序ORG 0030H MAIN: MOV B, #0AH ;設置循環(huán)次數(shù)MOV TMOD, #01

16、H ;設T0為工作方式1 MOV TL0, #0B0H ;賦初值MOV TH0, #3CH SETB ET0 ;開T0中斷SETB EA ;開總中斷SETB TR0 ;啟動定時AJMP $ ;等待中斷,SERVE:MOV TL0,#0B0H ;重新賦值 MOV TH0,#3CH ;DJNZ B, LOOP CLR TR0 ;1s時間到，停止T0工作LOOP:RETI ;中斷返回END,實驗六 中斷、定時器系統(tǒng)應用實驗,實驗任務： 完成在每隔1秒鐘接在P1 口的八個發(fā)光二極管循環(huán)閃亮程序設計和調試。 要求： 1、選擇定時器T0為工作方式1，產(chǎn)生100mS定時。 2、用定時器串聯(lián)方式，在T0 定時

17、溢出(產(chǎn)生100mS定時)后，使T1 工作計數(shù)(計數(shù)10次，正好1秒)。每次T0溢出后從P3.0 口給T1 端送出一個負脈沖，當T1溢出后P1口的八個發(fā)光二極管循環(huán)閃亮。T0、T1的溢出，采用中斷方式。,ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP TT1 ORG 001BH AJMP XS1 MAIN:MOV R0,#0FEH CPL C MOV TMOD, #61H MOV TL0, #0B0H MOV TH0, #3CH MOV TL1, #0F6H MOV TH1, #0F6H MOV IE, #8AH SETB TR0 SETB TR1 LOOP:SJMP L

18、OOP,TT1:CPL P3.0 NOP SETB P3.0 MOV TL0, #0B0H MOV TH0, #3CH SETB TR0 RETI XS1:MOV A, R0 MOV P1, A RLC A MOV R0, A MOV TL0, #0B0H MOV TH0, #3CH SETB TR0 RETI RET END,作業(yè)： P44,2-8 2-9 1、利用定時/計數(shù)器T0從P1.0輸出周期為1s，脈寬為20ms的正脈沖信號，晶振頻率為12MHz。試設計程序。 2、利用定時/計數(shù)器T0產(chǎn)生定時時鐘,由P1口控制8個指示燈。編一個程序,使8個指示燈依次一個一個閃動，閃動頻率為20次/秒 (8個燈依次亮一遍為一個周期)。,思考題及習題 1、定時/計數(shù)器工作于定時和計數(shù)方式時有何異同點？ 2、定時/計數(shù)器的4種工作方式各有何特點？ 3、要求定時/計數(shù)器的運行控制完全由TR1、TR0確定和 完全由、高低電平控制時，其初始化編程應作何處理？ 4、當定時/計數(shù)器T0用作方式3時，定時/計數(shù)器T1可以工作在何種方式下？如何控制T1的開啟和關閉？ 5、利用定時/計數(shù)器T0從P1.0輸出周期為1s，脈寬為20