第6章AT89S51的定时器计数器

1、重点理解：重点理解： 1.定时定时/计数器的编程结构计数器的编程结构2.控制字与编程方法控制字与编程方法3. 应用编程应用编程第第6章章 AT89S51的定时器的定时器/计数器计数器讲授内容：讲授内容：1. 定时器/计数器的结构与功能。2. 两种工作模式和四种工作方式。3. 定时器/计数器的编程及应用。第第6章章 AT89S51的定时器的定时器/计数器计数器两个可编程的定时器两个可编程的定时器/计数器计数器T1、T0。2种工作模式：种工作模式：（1）计数器工作模式）计数器工作模式（2）定时器工作模式）定时器工作模式4种工作方式种工作方式(方式方式0方式方式3) 相关的相关的2个特殊功能寄存器个

2、特殊功能寄存器TMOD和和TCON可由用户程序选择其工作模式及工作方式可由用户程序选择其工作模式及工作方式6.1 定时器定时器/计数器的结构计数器的结构TMOD：选择T0、T1的工作模式和工作方式。 TCON：控制T0、T1的启动和停止计数，同时包含 了T0、T1的状态。单片机复位时，两个寄存器都清单片机复位时，两个寄存器都清0。图6-1 AT89S51单片机的定时器/计数器结构框图一、一、TMOD寄存器寄存器（工作方式控制寄存器） 不能不能位寻址位寻址图图6-2 TMOD格式格式（1）GATE门控位门控位 （2）M1、M0工作方式选择位工作方式选择位（3）C/T计数器模式和定时器模式选择位计

3、数器模式和定时器模式选择位0：以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)上的高电平和TRX两个 条件来启动定时器/计数器运行。0：定时器模式1：计数器模式M1 M0 工工 作作 方方 式式0 0 方式0，13位定时器/计数器。0 1 方式1，16位定时器/计数器。1 0 方式2，8位常数自动重新装载1 1 方式3，仅适用于T0，T0分成两个8位计数器， T1停止计数。二、二、 TCON寄存器寄存器（定时器/计数器控制寄存器）图图6-3 TCON格式格式低4位与外部中断有关，已介绍。高4位的功能如下：(1) TF1、TF0计数溢出标志位 (2) TR1

4、、TR0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 例：设置例：设置T0工作于方式工作于方式1定时方式，用指令定时方式，用指令 MOV TMOD,#01H 启动启动T0工作，用指令工作，用指令 SETB TR06.2 定时器定时器/计数器的计数器的4种工作方式种工作方式一、方式一、方式0 （M1M0=00 ，13位的计数器，位的计数器，以T1为例：）图6-4 定时器/计数器方式0逻辑结构框图加加1计数器为计数器为13位，位，高高8位溢出置位位溢出置位TF1定时器启、停控制定时器启、停控制二、方式二、方式1（M1M0=01，16位的计数器，以T1为例：）图图6-5 定时器

5、/计数器方式1逻辑结构框图加加1计数器为计数器为16位，位，高高8位溢出置位位溢出置位TF1定时器启、停控制定时器启、停控制二、方式二、方式1（续）（续）0：定时器工作模式。1：计数器工作模式，计数脉冲为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。GATE位：决定定时器位：决定定时器/计数器的运行取决于计数器的运行取决于TRx 一个条件还是一个条件还是TRx和和INTx引脚两个条件。引脚两个条件。 0：仅取决于TRx的状态。1：由TRx和INTx两个条件来控制的。 16位的计数器位的计数器 C/T 位位决定工作模式决定工作模式 三、方式三、方式2图6-6 定时器/计数器方

6、式2逻辑结构框图计数满后自动装入计数初值计数满后自动装入计数初值（M1M0=10，8位重装的计数器，以T1为例：）三、方式三、方式2（续）（续）优点：优点：TLx作为常数缓冲器，作为常数缓冲器，当当TLx计数溢出时，在置计数溢出时，在置“1”溢出标志溢出标志TFx的同时，还的同时，还自动将自动将THx中的初中的初值送至值送至TLx，使使TLx从初值开始重新计数。从初值开始重新计数。省去用户软件中重装初值的指令执行时间简化定时初值的计算方法可以相当精确地确定定时时间可以相当精确地确定定时时间四、方式四、方式3是为是为增加一个增加一个8位定时器位定时器/计数器计数器而设，使而设，使AT89S51单

7、片机具有单片机具有3个个定时器定时器/计数器。计数器。只适用于只适用于T0，T1不能工作在方式不能工作在方式3。T1工作在方式工作在方式3时时相当于相当于TR1=0，停止计数（此停止计数（此时时T1可用来作串行口波特率产生器）。可用来作串行口波特率产生器）。6.3 定时器定时器/计数器对输入信号的要求计数器对输入信号的要求外部计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24若用12MHz晶振，则外部脉冲最高频率500KHz。输入信号的高（低）电平至少要保持一个机器周期。如图6-12所示，图中Tcy为机器周期。图6-12 对外部计数输入信号的要求6.4 定时器定时器/计数器的编程和应用计数器的编程和

8、应用 1. 定时定时/计数器初始化程序的步骤计数器初始化程序的步骤 方式控制字送方式控制字送 TMODMOV TMOD，# 计数器的初值送计数器的初值送TH、TL (0/1)MOV TH0/1，#MOV TL0/1，#根据需要开放中断和设定优先级根据需要开放中断和设定优先级即对即对IE和和IP赋初值赋初值(可位寻址）可位寻址）启动启动T0/T1开始工作开始工作-置位置位TR0/1SETB TR0/1等待溢出信号的出现（如何进入处理程序？）等待溢出信号的出现（如何进入处理程序？）（查询法或中断法）（查询法或中断法）分析定时器计数器的工作方式，将方式字写入分析定时器计数器的工作方式，将方式字写入T

9、MOD寄存器；寄存器； （ 定定/计、内计、内/外启动、工作方式）外启动、工作方式）若要求用软件启动，编程时对若要求用软件启动，编程时对TR0或或TR1置位即可启动；置位即可启动；若由外部中断引脚电平启动，对若由外部中断引脚电平启动，对TR0或或TR1置位后，还需给外引脚提供置位后，还需给外引脚提供启动电平。启动电平。6.4 定时器定时器/计数器的编程和应用（续）计数器的编程和应用（续） 2. 计数初值的计算计数初值的计算计数器模式时的计数初值计数器模式时的计数初值X2MN （M为计数器位数，为计数器位数，N为要求的计数值）为要求的计数值） X0，计数值最大，计数值最大 2M2 21313=8

10、192(=8192(方式方式0)0)2 21616=65536(=65536(方式方式1)1)2 28 8=256(=256(方式方式2 2、3)3)定时器模式时的计数初值定时器模式时的计数初值定时时间定时时间: t=(2M计数初值计数初值X)*机器周期机器周期计数初值计数初值:XMoscft=212X0，定时时间最长：，定时时间最长： tmax 2M机器周期机器周期若系统时钟频率若系统时钟频率 fOSC12MHz，则：，则：1 1机器周期机器周期1S。方式0：M13， tmax=213*机器周期8192S方式1：M16， tmax=216*机器周期65536S方式2：M8， tmax=28*

11、机器周期256S （方式3同）例6-1 假设系统时钟频率采用12MHz，要求在P1.0上 输出一个周期为4ms的方波。图6-13 P1.0引脚输出周期2ms方波（1）计算计数初值）计算计数初值X(216-X)110-6=210-3X=63536=F830H所以所以T0的初值为：的初值为：TH0=0F8H TL0=30H（2）初始化程序设计）初始化程序设计 采用定时器中断方式工作，进行定时器和中断系统初始化，即对TCON、TMOD、IP、IE相应位进行正确设置，将计数初值送入定时器中。基本思想：基本思想：方波周期用T0确定，T0每隔2ms计数溢出1次(即T0每2ms产生一次中断)，CPU响应中断

12、后，在中断服务子程序中对P1.0取反。3. 应用举例应用举例（3）程序设计）程序设计 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH ；T0的中断入口 AJMP IT0P ；转T0中断处理程序IT0P ORG 0100HMAIN: MOV TMOD,#01H ；设置T0为定时器方式1 MOV TL0,#30H ；T0置初值 MOV TH0,#0F8H SETB TR0 ；启动T0计数 SETB ET0 ；允许T0中断 SETB EA ；CPU开中断HERE: AJMP HERE ；自身跳转IT0P: MOV TL0,#30H ；T0中断服务子程序，T0重置初值 MOV TH0,#0

13、F8H CPL P1.0 ；P1.0的状态取反 RETIEND3. 应用举例（续）应用举例（续）例6-2 电路如下图所示，编程使发光二极管D1间隔0.5秒 闪烁。3. 应用举例（续）应用举例（续）采用定时器模式。因定时时间较长，首先确定采用哪一种工作方式。时钟为12MHz时，定时器最长可定时时间：方式0最长可定时8.192ms方式1最长可定时65.536ms方式2最长可定时256s选方式1隔50ms中断一次共10次总定时长500ms（1）计算计数初值）计算计数初值X：（2）10次计数的实现：次计数的实现：(216 X) 1 106 = 50 103X = 15536 = 3CB0HTH0 = 3CH，TL0 = 0B0H采用R0作为中断次数计数器中断次数计数器思路：思路：3. 应用举例（续）应用举例（续） ORG 0040HMAIN: MOV TMOD,#01H ;选用定时器0,方式1 MOV TH0,#3CH ;送定时器初值 MOV TL0,#0B0H MOV R0,#10 ;R0为中断次数计数器 SETB P1.0 SETB EA ;开总中断 SETB ET0 ;T0开中断 SETB TR0 ;启动定时开始 SJMP $（3