单片机的定时器计数器

第6章MCS-51单片机

的定时器/计数器2/4/202316.1计数/定时器的结构CPU计数器/定时器T1计数器/定时器T0TL0TH07070168CH8AH8位的加1计数器TL1TH170708DH8B16TMOD(89H)方式寄存器机器周期定时模式P3.5P3.4计数模式只能字节寻址TCON(88H)控制寄存器TMOD(89H)GATEC/TM0M0GATEC/TM1M0D7D6D5D4D3D2D1D0TMOD:计数器/定时器方式寄存器定时/计数器0定时/计数器11：计数模式分别对P3.5P3.4的脉冲计数脉冲频率<晶振频率0：定时模式对机器周期脉冲计数TCON88hTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0D7D6D5D4D3D2D1D0计数器/定时器控制寄存器TR1=1计数/定时器1开始计数TR1=0计数/定时器1停止计数TR0=1计数/定时器0开始计数TR0=0计数/定时器0停止计数计数/定时器0的工作原理16位计数器TL0TH0TR0工作模式选择定时计数TF0启动与停止控制振荡器12P3.4晶振频率fosc=12MHz123456789101112计数频率fc=1MHz1s机器周期机器周期&GATE1T0启动方式两种：软件（GATE0=0）：

TR0=1硬件（GATE0=1，TR0=1）：门控位0定时计数00000123456555300000123455556300000TMOD(89H)GATEC/TM0M0GATEC/TM1M0D7D6D5D4D3D2D1D0TMOD:计数器/定时器方式寄存器定时/计数器0定时/计数器1M1M0工作方式功能说明00方式013位定时器/计数器01方式116位定时器/计数器10方式28位自动重装定时器/计数器11方式3

T0分成两个独立的8位定时器/计数器；T1在该方式下停止计数，在其他方式下可工作，但不能产生溢出中断请求标志6.3.1方式0图6-4定时器/计数器工作于方式0时的逻辑结构图选择开关接通的计数脉冲是机器周期脉冲，T0对内部机器周期计数。定时时间由如下公式确定。定时时间

=

计数值

×

机器周期

=

(213−计数初值)

×

机器周期其中，机器周期

=

时钟周期

×

12213是T0在方式0时的最大计数值。1．当=

0时，为定时模式在定时应用中，只要根据需要定时的时间值计算出计数初值，送入TH0、TL0中，便可以实现精确定时，计数初值按如下公式计算。计数初值

=

213

−

定时时间/机器周期如果晶振频率为12MHz，则时钟周期为(1/12)s，机器周期为1s，当初值为0时，方式0的最长定时时间为8.192ms。解：根据公式，计算如下。计数初值

=

213

−

定时时间/机器周期

=

213

−

2ms/1s

=

6192

=

1100000110000B

即TH0应装入计数初值的高8位为C1H，TL0应装入计数初值的低5位为10H。【例6-1】若单片机使用的晶振频率为12MHz。请计算采用T0方式0定时2ms所需的定时器初值。MOVTH0,#0C1HMOVTL0,#10H6.3.2方式1图6-5定时器/计数器工作于方式1时的逻辑结构图方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位，TH0作为高8位，组成了16位加1计数器。计数模值为216。计数初值的计算公式如下。计数初值

=

216

−

定时时间/机器周期如果晶振频率为12MHz，则时钟周期为1/12s,机器周期为1s，方式1的最长定时时间为65.536ms。解：根据公式，计算如下。计数初值

=

216

−

定时时间/机器周期

=65536

−

2ms/1s

=

63536

=

F830H

即TH0应装入计数初值的高8位为F8H，TL0应装入计数初值的低8位为30H。【例6-2】若单片机使用的晶振频率为12MHz。请计算采用T0方式1定时2ms所需的定时器初值。MOVTH0,#0F8HMOVTL0,#30H上述两种方式，应先装入计数初始值，并设定工作方式，然后启动计数/定时器，当计数器计满溢出时，回到全0，自动向CPU发出溢出中断请求，计数器从0开始计数。注意：若需要定时器/计数器工作，从需要的初始值进行计数，必须重装初值。

ORG0000HLJMPMAINORG000BHCPLP1.0MOVTH0,#7fHMOVTL0,#7fH ;重装计数初值

RETIMAIN:MOVTMOD,#01H ;置T0为定时方式1MOVTH0,#7fHMOVTL0,#7fH;送入计数初值

SETBEA ;开放总中断

SETBET0 ;允许T1中断

SETBTR0 ;启动T1工作

SJMP$END6.3.3方式2图6-6定时器/计数器工作于方式2时的逻辑结构图1初值寄存器定时器初始化时，必须将计数初值同时送入TL0和TH0 计数初值

=

28

−

定时时间/机器周期当TL0计满溢出时，由硬件电路使TF0置1，向CPU发出中断请求，并将TH0中的计数初值自动送入TL0，TL0从初值重新进行加1计数。不需软件重装初值，适用于较精确的脉冲信号发生器。如果晶振频率为12MHz，则时钟周期为(1/12)s，机器周期为1s，方式2的最长定时时间为0.256ms。6.3.4方式3定时器T1不能工作在方式3，一旦设定T1为方式3，则T1自动停止工作。

图6-7定时器/计数器工作方式3逻辑结构图1方式3：T0分为两个独立的8位计数器TL0和TH0。TL0使用T0的所有控制位：

GATE、TR0、TF0和。当TL0计数溢出时，由硬件电路使TF0置1，向CPU发出中断请求。

TH0固定为定时方式使用T1的控制位：TR1、TF16.4定时器/计数器应用举例【例6-3】

利用T0扩展一个外部中断源的初始化程序。解：将T0设置为计数器方式从P3.4引脚输入下降沿信号,向CPU发出中断请求按方式0工作软件启动计数初值6.4.1定时器/计数器用于外部中断扩展

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

LJMPT0INTT0INT:

CPLP1.0

MOV TL0,#1FH ;送入计数初值

MOV TH0,#0FFH

RETIMAIN:MOV

TMOD,#04H ;置T0为计数方式0

MOV

TL0,#1FH ;送入计数初值

MOV

TH0,#0FFH

SETB

EA ;开放总中断

SETB

ET0 ;允许T1中断

SETB

TR0 ;启动T1工作

SJMP$

END初始化程序解：将T0设置为计数器方式从P3.4引脚输入下降沿信号,向CPU发出中断请求按方式1工作软件启动计数初值【例6-3】

利用T0扩展一个外部中断源的初始化程序。

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

LJMPT0INTT0INT:

CPLP1.0

MOV TL0,#0FFH ;送入计数初值

MOV TH0,#0FFH

RETIMAIN:MOV

TMOD,#05H ;置T0为计数方式0

MOV

TL0,#0FFH ;送入计数初值

MOV

TH0,#0FFH

SETB

EA ;开放总中断

SETB

ET0 ;允许T1中断

SETB

TR0 ;启动T1工作

SJMP$

END解：将T0设置为计数器方式从P3.4引脚输入下降沿信号,向CPU发出中断请求按方式2工作软件启动计数初值【例6-3】

利用T0扩展一个外部中断源的初始化程序。

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

CPLP1.0

RETIMAIN:MOV

TMOD,#06H ;置T0为计数方式0

MOV

TL0,#0FFH ;送入计数初值

MOV

TH0,#0FFH

SETB

EA ;开放总中断

SETB

ET0 ;允许T1中断

SETB

TR0 ;启动T1工作

SJMP$

END解：将T0设置为计数器方式从P3.4引脚输入下降沿信号,向CPU发出中断请求按方式3工作软件启动计数初值【例6-3】

利用T0扩展一个外部中断源的初始化程序。

ORG0000H

LJMPMAIN

ORG000BH

CPLP1.0

MOV

TL0,#

0FFH ;重装计数初值

RETIMAIN:MOV

TMOD,#07H ;置T0为计数方式0

MOV

TL0,#0FFH ;送入计数初值

SETB

EA ;开放总中断

SETB

ET0 ;允许T1中断

SETB

TR0 ;启动T1工作

SJMP$

END结论：P3.4引脚每输入一个下降沿信号，都将TF0置1，向CPU发出一次中断请求。相当于扩展了一个边沿触发的外部中断源，中断入口地址为000BH。6.4.2定时器/计数器在秒表项目中的应用1．时基的设计2．实时时钟的实现3．定时器初值的计算4．定时器的初始化5．时钟程序分析1．时基的设计利用单片机的内部定时器T0产生中断来实现计时。设定定时器T0工作在定时工作方式1，定时时间为50ms（0.05s），T0启动后，定时时间到，便会产生溢出中断请求，在其中断服务程序中，通过指令重装定时初值，于是，T0便会每隔50ms产生一次中断，周而复始，获得一个0.05s的时基信号。由于应用项目选用的单片机外接晶振频率为12MHz，所以时钟周期为1/12s，一个机器周期等于12个时钟周期，机器周期为1s。2．秒表项目的实现计数器0定时50ms溢出机器周期脉冲计数器1计数10次溢出中断中断1SP1.0S设置定时器T0工作于定时方式1（16位定时器/计数器），定时时间为50ms（0.05s）。因此，T0的定时器初值即计数初值为：计数初值

=

216

−

定时时间/机器周期

=

216

−

50ms/1s

=

15536

=

3CB0H3．定时器初值的计算定时器0初值的计算定时器1初值的计算设置定时器T0工作于计数方式1,计数初值

=

216

−

10

=65526

=

FFF6H或MOVTH0,#(65536-50000)/256MOVTL0,#(65536-50000)MOD256MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0H或MOVTH1,#(65536-10)/256MOVTL1,#(65536-10)MOD256MOVTH1,#0FFHMOVTL1,#0F6H（1）根据设定的定时器工作方式，给定时器/计数器方式寄存器TMOD送入一个相应的方式控制字，以设定定时器/计数器的工作方式。（2）将计算好的定时器初值（计数初值）送入定时器，以确定需要的定时时间或计数初值。4．定时器的初始化对定时器T0、定时器T1进行初始化的程序如下。MOVTMOD,#59H ;定时器0定时方式1,定时器1计数方式MOVTH0,#3CH ;置T0初值MOVTL0,#0B0HMOVTH1,#0FFH ;置T1初值MOVTL1,#0F6HMOVIE,#8AH ;允许中断SETBIT1SETBTR0 ;启动定时器T0SETBTR1 ;启动定时器T0

定时器启动后，在初值基础上不断进行加1计数，直到计满溢出时，向CPU发出溢出中断请求。这里定时时间为50ms,在P1.0引脚输出周期为100ms的方波，10个脉冲（1秒）后，计满溢出。

ORG0000HLJMPMAIN ;转主程序

ORG000BHLJMPBREAK0;转定时器T0中断

ORG001BHLJMPCLOCK;转定时器T1中断

MAIN:MOVTMOD,#59H;定时器0定时方式1,定时器1计数方式

MOVTH0,#3CH ;置T0初值

MOVTL0,#0B0HMOVTH1,#0FFH ;置T1初值

MOVTL1,#0F6HMOVIE,#8AH ;允许中断

SETBTR0 ;启动定时器T0SETBTR1 ;启动定时器T15．秒表程序分析

SECONDEQU30HORG0000HLJMPMAIN ;转主程序

ORG000BHLJMPBREAK0;转定时器T0中断

ORG001BHLJMPCLOCK;转定时器T1中断 BREAK0:CPLP1.0MOVTH0,#3CH ;置T0初值

MOVTL0,#0B0HRETICLOCK:CLREAPUSHACCPUSHPSWSETBEAINCSECONDMOVTH1,#0FFH ;置T1初值

MOVTL1,#0F6HCLREAPOPPSWPOPACCSETBEARETIMAIN:MOVSECOND,#00HMOVTMOD,#59H;定时器0定时方式1,硬件启动,定时器1计数方式

MOVTH0,#3CH ;置T0初值

MOVTL0,#0B0HMOVTH1,#0FFH ;置T1初值

MOVTL1,#0F6HMOVIE,#8AH ;允许中断

SETBTR0 ;启动定时器T0SETBTR1 ;启动定时器T1CLRP1.0LOOP:MOVA,SECONDACALLBINBCDMOVR0,AANLA,#0FHMOVDPTR,#TAB;使用DPTR指向表首地址

MOVCA,@A+DPTR;查表

MOVP2,AMOVP0,#0FEHACALLDELAYMOVP0,#0FFH

MOVA,R0SWAPAANLA,#0FHMOVDPTR,#TAB;使用DPTR指向表首地址

MOVCA,@A+DPTR;查表

MOVP2,AMOVP0,#0FDHACALLDELAYMOVP0,#0FFH