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1、第6章 单片机的定时器/ 计数器,北华航天工业学院 电子工程系,Prof. 胡辉 Tel:2083013,Email: ,本章学习目标,定时器/计数器的结构及原理 定时器/计数器的各种工作方式 掌握定时器计数器的应用,6.1 单片机的定时器/计数器的工作原理,定时/实现方式： 1.软件定时； 2.不可编程硬件定时； 3.可编程定时 。,在TMOD中，各有一个控制位（CT），分别用于控制定时/计数器T0和T1是工作在定时器方式还是计数器方式。,1. 定时功能-计数输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期使寄存器的值加1。所以，计数频率是振荡频率的1/12。,2. 计数功能-计数脉冲来自相应的外部输入
2、引脚，T0为P3.4，T1为P3.5。,定时/计数器的核心部件是二进制加1计数器(TH0、TL0或TH1、TL1) 。,定时/计数器的功能,6.1.1 定时/计数器的结构,T1控制,T0控制,GATE门控位,M1 M0工作方式选择,6.1.2 定时/计数器的方式寄存器和控制寄存器 1模式控制寄存器TMOD TMOD用于控制T0、T1的工作方式和4种工作模式。其中低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。其格式如下：,GATE位：门控位。 当GATE=1时，只有或引脚为高电平且TR0或TR1置1时，相应的定时/计数器才被选通工作，这时可用于测量在端出现的正脉冲宽度；当GATE=0，则只要TR0和T
3、R1置1，定时/计数器就被选通，而不管或的电平是高还是低。 位：计数/定时功能选择位。 =0，设置定时/计数器为定时器方式，计数器的输入是内部时钟脉冲，其周期等于机器周期。 =1，设置定时/计数器为计数器方式，计数器的输入来自T0（P3.4）或T1（P3.5）端的外部脉冲。 M1、M0位：工作方式选择位。,定时/计数器工作方式,2控制寄存器TCON,中断请求标志,触发方式选择,启动定时/计数器,0 低电平1 下降沿,0 停止 1 启动,TF1位：定时器1溢出标志位。 当定时/计数器1溢出时，由硬件置1。使用查询方式时，此位做状态位供查询，查询有效后需由软件清零；使用中断方式时，此位做中断申请标
4、志位，进入中断服务后被硬件自动清零。 TR1位：定时器1运行位。 该位靠软件置位或清零，置位时，定时/计数器接通工作，清零时，停止工作。 TF0位：定时器0溢出标志位，其功能和操作情况同TF1。 TR0位：定时器0运行控制位，其功能和操作类同于TR1。,计数脉冲输入,6.1.3 定时器计数器的工作方式,定时器计数器共有四种工作方式,1. 方式013位方式,13位计数器,定时器,计数器,当 =0时，控制开关接通内部振荡器，T0对机器周期进行计数，其定时时间为： t=（213-T0初值）机器周期 当 =1时，控制开关接通外部输入信号，当外部信号电平从“1”到“0”跳变时，加1计数器加1，处于计数工
5、作方式。,2. 方式116位方式 其定时时间为： t=（216-T0初值）机器周期,3. 方式28位自动装入时间常数方式 其定时时间为： t=（28-T0初值）机器周期,4. 方式32个8位方式,仅T0可以工作在方式3此时T0分成2个独立的计数器TL0和TH0 ，前者用原来T0的控制信号（TR0、TF0），后者用原来T1的控制信号（TR1、TF1）。,6.2 单片机定时器/计数器的应用,计算计数器的计数初值: 编程时将计数初值送THi、 TLi；,可编程器件在使用前需要进行初始化：,确定TMOD控制字：编程时将控制字送TMOD；,6.2 单片机定时器/计数器的应用,计算计数器的计数初值: 编程
6、时将计数初值送THi、 TLi；,可编程器件在使用前需要进行初始化：,确定TMOD控制字：编程时将控制字送TMOD；,例题1：设晶振频率fOSC=6MHz，使用定时器1以方式1产生周期为500s的方波脉冲，并由P1.0 输出。试以中断方式实现。, 开中断（如果使用中断方式）: 编程实置位EA、ETi, TRi位置位控制定时器的启动和停止。, TMOD确定,T1控制,T0控制,控制字10H,要产生500s 的方波脉冲，只需在P1.0端以250s为间隔，交替输出高低电平即可实现。为此，定时间应为250s 。使用6z晶振，则一个机器周期为2s，设待求计数初值为，则：, 计算计数器的计数初值；,（21
7、6X）210 -6 =25010 -6 即216X=125 X216-125=10000H-7DH 0FF83H 所以，初值为： TH1=0FFH，TL1=83H, 采用中断方式：编程时打开全局和局部中断。, 由定时器控制寄存器TCON中的TR1位控制定时器的启动和停止。 TR11，启动； TR10，停止。,程序设计,ORG 0000H LJMP MAIN ；主程序入口 ORG 001BH LJMP INTT1 ；T1中断入口,INTT1： MOV TH1，#0FFH ；重新设置初值 MOV TL1，#83H CPL P1.0 ；输出取反 RETI,ORG 1000H MAIN：MOV TMO
8、D， #10H ；T1为方式1 MOV TH1， #0FFH MOV TL1，#83H ；初值 SETB EA ；允许中断 SETB ET1 SETB TR1 ；启动定时 SJMP $ ；等待中断,主程序：,中断处理程序：,例题2：设晶振频率fOSC=6MHz，分别讨论各种工作方式下最长定时时间。,解： 1.由fOSC=6MHz可知，MC=2us; 2.由于是加1计数，所以最长定时应是计数初值最小时（即为0时）的定时时间。 所以此时有： 方式0： （2130）2us= 214us=16384us=16.384ms,方式1： （2160）2us= 217us=131.072ms,方式2、3 （2
9、80）2us= 29us=0.512ms,注意：以上是当fOSC=6MHz，即MC=2us时各种方式下的定时时间，若fOSC=12MHz，则最长定时时间将缩短一半。,五、定时计数器用作外部中断扩展 在计数方式下，如果把计数器预置为全1，则只要在计数输入端（T0或T1输入端）加一脉冲就可以使计数器溢出，产生溢出中断。这就是定时计数器实现外部中断扩展的思想。具体方法是： 置定时计数器为工作方式，即自动加载式位计数，以便在一次中断响应后，自动为下一次中断作准备； TH和TL均置为FFH； 扩展的外部中断请求信号接计数脉冲输入端（T0或T1）； 把扩展的外中断服务程序存放在所占用的定时计数器中断入口地
10、址处（000BH或001BH）。,例：以T0 实现一个外部中断扩展。 则初始化程序为： MOV TMOD，#06H ；00000110 MOV TH0，#0FFH MOV TL0，#0FFH SETB EA ；开全局中断 SETB ET0 ；开T0中断 SETB TR0 ；准备计数 将中断子程序放在T0中断入口处（000BH）。,T0计数器方式,T0方式2,课堂练习,P95 题6、11、13,题6略,题11 思路： 1.1000Hz方波，即周期是1ms， 定时时间为500us， P1.1交替输出0、1 电平，即可得到该方波。 2.由定时时间知，用哪种方式都可实现500us 定时。可用方式2（自
11、动装入时间常数）， 比较简单。,第五章上机实验（1）,1.分别用2种定时方式使P1口输出信号，轮流点亮8个LED，每个LED点亮时间为50ms。 方式1：利用调用延时子程序方式； 方式2：利用定时器定时50ms，设晶振频率为12MHz；参考习题13。 2.每个LED点亮时间为2s。 参考P9596 接口实训（一）一.定时器/计数器应用实训。,T1控制,T0控制,控制字02H,3.题目中没有指明用T0还是T1，可任意，我 们用T0。,确定TMOD控制字, 计算计数器的计数初值；,（28X）210 -6 =50010 -6 即28X=250 X28-250=100H-FAH 06H 所以，初值为：
12、 TH0=06H，TL0=06H, 采用中断方式： 编程时打开全局中断:置位EA 局部中断：置位ET0。, 置位TR0位控制定时器的启动。,程序设计,ORG 0000H LJMP MAIN ；主程序入口 ORG 000BH LJMP INTT0 ；T0中断入口,INTT0： CPL P1.1 ；输出取反 RETI,ORG 1000H MAIN：MOV TMOD， #02H ；T0为方式2 MOV TH0， #06H MOV TL0，#06H ；初值 SETB EA ；允许中断 SETB ET0 SETB TR0 ；启动定时 SJMP $ ；等待中断,主程序：,中断处理程序：,8051,P1.0
13、,P1.7,R,LED7,. . . . .,R,LED0,. . . . .,题13 思路： 1.通过P1.0P1.7分别送“1”给8个灯；,2.每次持续时间20分之一秒，即50ms，,由定时器T0来定时，又知fOSC=6MHz，由例题2可知可用方式1。,T1控制,T0控制,控制字01H,确定TMOD控制字, 计算计数器的计数初值；,（216X）210 -6 =5010 -3 即216X=25000 X216-25000=10000H-61A8H 9E58H 所以，初值为： TH1=9EH，TL1=58H, 采用中断方式： 编程时打开全局中断:置位EA 局部中断：置位ET0。, 置位TR0位
14、控制定时器的启动。,程序设计,ORG 0000H LJMP MAIN ；主程序入口 ORG 000BH LJMP INTT0 ；T0中断入口,ORG 1000H MAIN：MOV TMOD， #01H ；T0为方式1 MOV TH0， #9EH MOV TL0，#58H ；初值 SETB EA ；允许中断 SETB ET0 SETB TR0 ；启动定时 MOV A,#01H ; LED0先亮 MOV P1,A ; SJMP $ ；等待中断,主程序：,中断处理程序：,INTT0： MOV TH0，#9EH ；重新设置初值 MOV TL0，#58H RL A ；依次点亮 RETI,P1.0,P1.
15、7,R,LED3,R,LED0,R,LED1,R,LED2,R,LED4,R,LED5,R,LED6,R,LED7,P1.6,P1.5,P1.4,P1.3,P1.2,P1.1,8051,上机实验1： 方法1.调用50ms延时子程序。设晶振频率为12MHz，则机器周期为1us。下面为延时子程序清单：,DEL: MOV R7,#200 ;1MC DEL1:MOV R6,#123 ;1MC NOP ;1MC DJNZ R6,$ ;2MC DJNZ R7,DEL1 ;2MC RET ;2MC,延时时间：t=1+200(1+1+2*123+2)+2 50000us=50ms,程序清单：,ORG 1000H MOV A,#01H LOOP:MOV P1,A LCALL DEL RL A SJMP LOOP,ORG 1100H DEL: MOV R7,#200 DEL1:MOV R6,#123 NOP DJNZ R6,$ DJNZ R7,DEL1 RET,主程序,子程序,上机实验2
