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1、第7章 MCS-51的定时器/计数器 两个可编程的定时器/计数器T1、T0。 两种工作方式： （1）计数器工作方式 （2）定时器工作方式 4种工作模式(模式0-模式3) 。 模式0，13位定时器/计数器 模式1，16位定时器/计数器 模式2，8位常数自动重新装载 模式3，T0分成两个8位定时器/计数器，T1停止计数。,单片机复位时， TMOD和TCON两个寄存器的所有位都被清0。,7.1 定时器/计数器的结构 工作方式寄存器TMOD：选择定时器/计数器T0、T1的工作方式和工作模式; 控制寄存器TCON：控制T0、T1的启动和停止计数，同时包含了T0、T1的状态。,/INT0 /INT1 P3
2、.2 P3.3,单片机复位时， TMOD和TCON两个寄存器的所有位都被清0。,7.1 定时器/计数器的结构 工作方式寄存器TMOD：选择定时器/计数器T0、T1的工作方式和工作模式; 控制寄存器TCON：控制T0、T1的启动和停止计数，同时包含了T0、T1的状态。,7.1.1 定时器/计数器控制寄存器TCON,T1溢出中断标志: 1,有请求;0,无请求;,T1运行控制位: 1,启动T1;0,关闭T1;,T0溢出中断标志: 1,有请求;0,无请求;,T0运行控制位: 1,启动T0; 0,关闭T0,/INT0触发方式: 1,下降沿引起; 0,低电平引起,/INT0中断请求标志位 1,有请求;0,
3、无请求;,/INT1触发方式: 1,下降沿引起; 0,低电平引起,/INT1中断请求标志位 1,有请求;0,无请求;,低4位与外部中断有关，已介绍。高4位的功能如下： (1) TF0 、 TF1计数溢出标志位 当启动T0计数后，定时器/计数器T0从初值开始加1计数，当最高位产生溢出时，由硬件置“1”TF0，向CPU申请中断，CPU响应TF0中断时，由硬件自动清“0”TF0，TF0也可由软件查询，查询后由软件清0 。(2) TR0 、 TR1计数运行控制位 1：启动定时器/计数器工作 0：停止定时器/计数器工作 由软件置位/复位，即由软件置“1”或“0”。,7.1.2 工作方式寄存器TMOD,M
4、1 M0 : 工作模式选择位,计数器方式和定时器方式选择位: 0：定时器方式; 1：计数器方式。,门控位:1,打开;0,关闭,0 0 模式0 0 1 模式1 1 0 模式2,M1 M0 : 工作模式选择位,0 0 模式0 0 1 模式1 1 0 模式2 1 1 模式3,计数器方式和定时器方式选择位: 0：定时器方式; 1：计数器方式。,门控位:1,打开;0,关闭,（2)M1 M0工作模式选择位 M1 M0 工 作 模 式 0 0 模式0，13位定时器/计数器 0 1模式1，16位定时器/计数器 1 0 模式2，8位常数自动重新装载 1 1 模式3，仅适用于T0，T0分成两个8位计数器，T1停止
5、计数。,8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。 （1）GATE门控位 0：以运行控制位TRX（X=0,1）来启动定时器/计数器运行。 1：用外中断引脚(/INT0或/INT1)上的高电平来启动定时器/计数器运行（TRX=1：X=0,1）。,(3) C/T*计数器方式和定时器方式选择位 0：定时器方式。 1：计数器方式。,7.2 定时器/计数器的4种工作模式 7.2.1 模式0 M1、M0为00 ，定时器/计数器的框图：,为13位的定时器/计数器 ，C/T* 位控制的电子开关决定了定时器/计数器的工作方式。 0：电子开关打在上面，为定时器工作方式，对机器周期计数，计数信号频率fosc/1
6、2。 1：电子开关打在下面，为计数器工作方式，计数脉冲为P3.4、P3.5引脚上的外部输入脉冲，当引脚上发生负跳变时，计数器加1，计数信号频率不超过fosc/24。 GATE位的状态决定定时器/计数器运行控制取决于TRX一个条件还是TRX和引脚这两个条件。,启动计数方式：,非门控方式： 当GATE0, 控制权由 TRx 决定 TRx1 计数开始 TRx 0 计数停止,门控方式： 当GATE1、TRx1 控制权由 INTx 决定 INTx1 计数开始 INTx 0 计数停止,7.2.2 模式1 M1、M0为01，16位的计数器。THx8位和TLx8位组成16位加1计数器,最大计数脉冲个数：165
7、536(216)，最长定时时间(晶振12MHz T=1s)：1s 65536T= 65.54ms,启动计数方式：,非门控方式：当GATE0, 控制权由 TRx 决定 TRx1 计数开始 TRx 0 计数停止,门控方式：当GATE1、TRx1 控制权由 /INTx 决定 /INTx1 计数开始 /INTx 0 计数停止,模式2为自动恢复初值的（初值自动装入）8位定时器/计数器，TLX作为常数缓冲器，当TLX计数溢出时，在置“1”溢出标志TFX的同时，还自动的将THX中的初值送至TLX，使TLX从初值开始重新计数。定时器/计数器的模式2工作过程如图所示(X=0,1)。,7.2.3 模式 2 计数满
8、后自动装入计数初值。M1、M0=10，等效框图如下：,省去用户软件中重装初值的程序。精确的确定定时时间。,7.2.4 模式3 只适用于定时器/计数器T0 ，T1不能工作在模式3。T1为模式3时相当于TR1=0，停止计数（此时T1可用来作串行口波特率产生器）。 工作模式3下的T0: T0分为两个独立的8位定时/计数器:TL0和TH0。TL0使用T0的状态控制位C/T*、GATE、TR0，而TH0被固定为一个8位定时器（不能作外部计数方式），并使用定时器T1的状态控制位TR1和TF1，同时占用定时器T1的中断请求源TF1。 各引脚与T0的逻辑关系如图所示。,* T0工作在模式3下T1的各种工作模式
9、 T0处于模式3时， T1可定为模式0、模式1和模式2，用来作为串行口的波特率发生器，或不需要中断的场合。 最常用的是模式2 ，用来作为串行口的波特率发生器。 设置T1为模式0、模式1和模式2就自动运行。 设置T1为模式3就停止工。 例：T1工作在模式2。,*运行中读定时器/计数器 在读取运行中的定时器/计数器时，需要特别加以注意，若恰好出现TLX溢出向THX进位的情况，则读得的（TLX）值就完全不对了。同样，先读（THX）再读（TLX）也可能出错。 方法：先读（THX），后读（TLX），再读（THX）。若两次读得（THX）相同，则读得的内容正确。若前后两次读得的（THX）有变化，则再重复上述
10、过程，这次重复读得的内容就应是正确的。下面是有关的程序，读得的（TH0）和（TL0）放置在R1和R0内。,ORG 300H RDTIME:MOV A,TH0；读（TH0） MOV R0,TL0；读（TL0） CJNE A,TH0,RDTIME ；比较2次读得的（TH0）,不相等则重复 MOV R1,A；（TH0）送入R1中 RET,7.3 定时器/计数器应用中的两个问题,* 定时器/计数器对输入信号的要求 外部输入的计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24，例如选用12MHz频率的晶体，则可输入500KHz的外部脉冲。 为了确保某一给定的电平在变化之前能被采样一次，则这一电平至少要保持一个
11、机器周期。当一个机器周期采样为高电平，另一个机器周期采样为低电平，计时器加1.故对外部输入信号的基本要求如图所示，图中Tcy为机器周期。,0：禁止中断；1：允许中断。,中断允许寄存器IE,# 中断控制,中断优先级寄存器IP,1：高优先级中断；0：低优先级中断。,# 定时器/计数器控制寄存器TCON,T1溢出中断标志: 1,有请求;0,无请求;,T1运行控制位: 1,启动T1;0,关闭T1;,T0溢出中断标志: 1,有请求;0,无请求;,T0运行控制位: 1,启动T0; 0,关闭T0,/INT0触发方式: 1,下降引起; 0,低电平引起,/INT0中断请求标志位 1,有请求;0,无请求;,/IN
12、T1触发方式: 1,下降引起; 0,低电平引起,/INT1中断请求标志位 1,有请求;0,无请求;,# 工作方式寄存器TMOD,M1 M0 : 工作模式选择位,计数器方式和定时器方式选择位: 0：定时器方式; 1：计数器方式。,门控位:1,打开;0,关闭,0 0 模式0 0 1 模式1 1 0 模式2,M1 M0 : 工作模式选择位,0 0 模式0 0 1 模式1 1 0 模式2 1 1 模式3,计数器方式和定时器方式选择位: 0：定时器方式; 1：计数器方式。,门控位:1,打开;0,关闭,7.4 定时器/计数器的应用,6.4.1 计算时间常数X(计数初值),使用定时器/计数器工作之前，先确定
13、工作方式和工作模式,正确设置IP, IE, TCON, TMOD, 对定时器/计数器初始化,并将初值送入定时器/计数器。,计数功能：X= 2n -计数值 ， X=模-计数值 定时功能： （ 2n-X ） 12 / fosc = T , （ 模-X） TM = T X= 2n - T fosc /12 ， X= 模 - T fosc /12 X：计数初值； TM：机器周期； T：定时时间（s）； 晶振频率： fosc（HZ）；n：8,13,16 模式0： 2n = 213=8192 X= 1FF16 - T fosc /12 模式1： 2n = 216=65536 X= FFF16 - T fo
14、sc /12 模式2： 2n = 28=256 X= F16 - T fosc /12 模式3： 2n = 28=256,例： 单片机晶振fosc=6MHZ,要求由P1.0端输出一个周期为500us的方波信号，方波周期由定时器T1确定，采用查询方法。(参考）,ORG 100H MOV TMOD,#00H ;设置T1的定时模式0 MOV TH1,#0FCH ;设置计数初值 MOV TL1,#03H MOV IE,#00H ;禁止中断 SETB TR1 ;启动定时器 LOOP: JBC TF1,LOOP1 ;查询计数溢出位TF1后清0 AJMP LOOP LOOP1: MOV TH1,#0FCH
15、;重新置计数初值 MOV TL1,#03H CLR TF1 ;计数溢出标志位清零(可省) CPL P1.0 ;输出值取反 AJMP LOOP END,解：周期为500us的方波，其脉宽为250us，故定时值T=250us。 采用模式0：晶振频率：fosc=6MHZ；X=模- T fosc /12 T fosc /12 =25010-6 6 106 /12 =125D=7DH X= 1FF16-7DH=1F83H=1111110000011B TH1=FCH TL1=00000011B=03H,例： 单片机晶振fosc=6MHZ,用定时器T1的定时模式1，以中断方式由P1.0端输出一个周期为500us的方波信号。,ORG 2000H MAIN: MOV TMOD,#10H ;设置定时器T1的定时模式1 MOV TH1,#0FFH ; 设置计数初值 MOV TL1,#83H SETB EA ；开中断 SETB ET1 ；允许定时器T1 中断 LOOP: SETB TR1 ；定时器T1 开始计数 HERE: SJMP $ ；等待中断 中断服务程序: ORG 001BH
