单片机定时概念

单片机定时概念第1页，共47页，2023年，2月20日，星期一上图为定时器结构框图80C51单片机内部有两个定时/计数器T0和T1，其核心是计数器，基本功能是加1（加1计数）。对外部事件脉冲（下降沿）计数，是计数器；对片内机器脉冲计数，是定时器。计数器由二个8位计数器组成。第2页，共47页，2023年，2月20日，星期一

定时时间和计数值可以编程设定，其方法是在计数器内设置一个初值，然后加1计满后溢出。调整计数器初值，可调整从初值到计满溢出的数值，即调整了定时时间和计数值。

定时/计数器作为计数器时，外部事件脉冲必须从规定的引脚输入。

定时器均采用加一定时2、定时/计数器的控制寄存器TMOD：设定定时器/计数器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，即各定时计数器是否计数时间到（即是否需要服务）。第3页，共47页，2023年，2月20日，星期一TCON低4位与外中断INT有关，已在中断中叙述。高4位与定时/计数器T0、T1有关。TF1：定时/计数器T1溢出标志。

TF0：定时/计数器T0溢出标志。TR1：定时/计数器T1运行控制位。

TR1=1,T1运行；TR1=0,T1停。

TR0：定时/计数器T0运行控制位。

TR0=1,T0运行；TR0=0,T0停。第4页，共47页，2023年，2月20日，星期一2、定时/计数器工作方式控制寄存器TMOD

TMOD用于设定定时/计数器的工作方式

低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。

⑴M1M0——工作方式选择位第5页，共47页，2023年，2月20日，星期一⑵C/T——计数/定时方式选择位

C/T=1,计数工作方式,对外部事件脉冲计数,用作计数器。

C/T=0,定时工作方式,对片内机周脉冲计数,用作定时器。⑶GATE——门控位，见下图

GATE=0，运行只受TCON中运行控制位TR0/TR1的控制。

GATE=1，运行同时受TR0/TR1和外中断输入信号的双重控制。只有当INT0/INT1=1且TR0/TR1=1,T0/T1才能运行。

当GATE=1且TR0/TR1=1时，用做对INT0/INT1输入脉冲高电平长度的测量TMOD字节地址89H,不能位操作,设置TMOD须用字节操作指令。

第6页，共47页，2023年，2月20日，星期一3、定时/计数器工作方式

（1）工作方式0

13位计数器，由TL0低5位和TH08位组成，TL0低5位计数满时不向TL0第6位进位，而是向TH0进位，13位计满溢出，TF0置“1”。最大计数值213=8192。所有工作方式0计数都可以用方式1代替，因此，方式0比较少用（2）工作方式1：16位定时计数器第7页，共47页，2023年，2月20日，星期一

THx/TLx赋初值：THx赋高8位，TLx赋低8位工作方式1的编程要点：

TMOD选方式：写“M1,M0”=01b选方式1若不用门控位,直接用软件写TRx控制启/停若使用门控位，先置位TRx，然后由INTx端的高/低电平来控制其启/停第8页，共47页，2023年，2月20日，星期一

定时器(方式1)应用程序举例：分析：已知fosc

=6MHz则：（振荡周期）1Tc=1/6MHz

（机器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S

粗略地说：Tmin2S16位定时器最大数值为：216=65536=0FFFFH+1

故选择方式1工作可以得到：

Tmax=655362=131072S＝131.072mS若晶振频率为6MHz，计算单片机的最小与最大定时时间：第9页，共47页，2023年，2月20日，星期一分析：已知fosc

=6MHz则：（机器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S100mS÷2S=5000016位定时器最大数值为：

216=65536(=0FFFFH+1)

故选择方式1工作可以满足要求。计算初值：65536－50000=15536=3CB0H要求对T0产生100mS定时进行初始化。(晶振=6MHz)第10页，共47页，2023年，2月20日，星期一GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0由分析得知：T0选择方式1，初值=3CB0H

XXXX0001初始化：MOVTMOD，#01H;选T0方式1MOVTH0，#3CH;赋初值高8位

MOVTL0，#0B0H;赋初值低8位

若需要定时器0产生中断还应当写如下语句：

SETBET0;开T0中断允许

SETBEA;开总中断允许

SETBTR0;启动T0定时以及相应的中断服务程序。第11页，共47页，2023年，2月20日，星期一（3）工作方式2：——8位自动重装的定时/计数器☞THx/TLx赋相同初值（X=0或1）在TLx计数达到0FFH再加“1”时，TL0

将溢出,“TFx”位置1，提出中断请求并使THx中的值自动重装(Copy)进TLx第12页，共47页，2023年，2月20日，星期一☞TMOD寄存器选方式：

写“M1，M0”=10b选中方式2分析：fosc

=6MHz1机器周期=2S1KHz方波周期=1mS

半个方波周期=500S500uS÷2uS=250若选择方式2工作,8位定时器最大数值为：

28=256=0FFH+1可以满足要求。计算初值：256－250=6从P1.0脚输出频率=1KHz方波。设：晶振=6MHz。利用T1定时中断。定时器（方式2）应用程序举例：第13页，共47页，2023年，2月20日，星期一所以初始化程序为：

MOVTMOD，#20HMOVTH0，#6MOVTL0，#6SETBET1SETBEASETBTR1……第14页，共47页，2023年，2月20日，星期一4、定时/计数器的应用1、计算定时/计数初值80C51定时/计数初值计算公式：定时时间＝计数周期数×机器周期长度

=（２n－初值N）×１２／f初值Ｎ＝２n－（时间t÷１２／f）其中：n与工作方式有关：方式0时,n=13；方式1时,n=16；方式2、3时,n=8。机器周期与主振频率有关：机器周期=12/fosc，f=12MHZ时，1机周=1S；

f=6MHZ时，1机周=2S。第15页，共47页，2023年，2月20日，星期一【例1】已知晶振6MHz，要求定时0.5ms，试分别求出T0工作于方式1、方式2时的定时初值。解：⑵工作方式1：

T0初值=216-500s/2s=65536–250=65286=0FF06HTH0=0FFH；TL0=06H。⑶工作方式2：

T0初值=28-500s/2s=256-250=6TH0=06H；TL0=06H。第16页，共47页，2023年，2月20日，星期一定时器/计数器的编程和应用

采用中断的定时初始化过程：（1）设置中断寄存器（tmod寄存器，开中断、优先级、启动计数），以及定时初值的写入。（2）定时时间＝计数周期数×机器周期长度

=（２n－初值N）×１２／f初值Ｎ＝２n－（时间t÷１２／f）（3）对于较长时间的定时，可以采用与循环程序相结合进行设计●采用中断方式，定时时间到在执行中断服务后返回的

时候会将tf0或tf1清零。第17页，共47页，2023年，2月20日，星期一例5-1假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出一个周期为2ms的方波，如图所示。第18页，共47页，2023年，2月20日，星期一(1)计算初值X

设初值为X，则有:

延时时间为1ms，相当于500个机器周期长度，因此可以采用方式1，计数初始值为

X=216-500=65036X化为16进制，即X=0FE0CH=11111110，00001100B。所以，T0的初值为：

TH0=0FEHTL0=0CH因此可以用定时器0，选择工作方式1，每定时中断一次，执行一次P1.0的取反操作。

由于方式1不能循环计数，因此，每执行一次中断还要重装初期进行计数。第19页，共47页，2023年，2月20日，星期一(2)初始化程序设计：对寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确设置，将计数初值送入定时器中。

(3)程序设计

ORG0000HRESET:LJMPMAIN；转主程序

ORG000BH

；T0的中断入口

LJMPIT0P ；转T0中断处理程序IT0P

ORG0100HMAIN:MOVSP,#60H；设堆栈指针

MOVTMOD,#01H ；设置T0为方式1MOVTL0,#0CH ；T0中断服务程序，T0重新置初值

MOVTH0,#0FEHSETBET0 ；允许T0中断

SETBEA；CPU开中断

SETBTR0 ；启动T0SJMP$第20页，共47页，2023年，2月20日，星期一ITOP:MOVTL0,#0CH；T0中断服务子程序，T0置初值

MOVTH0,#0FEHCPLP1.0；P1.0的状态取反

RETIEND第21页，共47页，2023年，2月20日，星期一例6-2

假设系统时钟为6MHz，编写定时器T0产生1秒定时的程序。

（1）T0工作方式的确定

定时时间较长，采用哪一种工作方式？

由各种工作方式的特性，可计算出：

方式0最长可定时16.384ms;

方式1最长可定时131.072ms;

方式2最长可定时512s。选方式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。（2）计算计数初值因为：100ms=50000个机器周期所以：X=65536-50000=15536=3CB0H

因此：TH0=3CH，TL0=B0H第22页，共47页，2023年，2月20日，星期一（3）10次计数的实现

采用循环程序法。（4）参考程序:

ORG0000HRESET：LJMPMAIN ；上电，转主程序入口MAIN

ORG000BH

；T0的中断入口

LJMPIT0P ；转T0中断处理程序IT0P

ORG1000HMAIN：MOVSP,#60H ；设堆栈指针

MOVR1,#0AH；设循环次数10次

MOVTMOD,#01H；设T0工作在方式1MOVTL0,#0B0H；给T0设初值

MOVTH0,#3CH

第23页，共47页，2023年，2月20日，星期一SETBET0 ；允许T0中断

SETBEA；CPU开放中断

SETBTR0 ；启动T0HERE：SJMPHERE；等待中断

ITOP：MOVTL0,#0B0H；T0中断子程序，重装初值

MOVTH0,#3CH；

DJNZR1，LOOPCLRTR0；1s定时时间到，停止T0工作

LOOP：RETI如要使P1口所接8盏等每秒左移跑动一位，应该怎么处理？第24页，共47页，2023年，2月20日，星期一

查询方式的参考程序:

查询方式主要利用的是：当计数器定时时间到的时候会自动的把中断标志位TF1或TF0置为1，因此，启动定时后，只要评定对应的服务标志位TF0或TF1是否为1就可以判断是否定时时间到，即是否要开始执行服务程序。

5-1的查询方式的参考程序可以写为：第25页，共47页，2023年，2月20日，星期一例5-1假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出一个周期为2ms的方波，如图所示。第26页，共47页，2023年，2月20日，星期一ORG0000LJMPMAINORG0100HMAIN:MOVTMOD,#01H；设置T0为方式1

LOOP:MOVTH0,#0FEH；T0置初值

MOVTL0,#0CHSETBTR0；接通T0LOOP1：JNBTF0,LOOP1；查询TF0标志

CLRTF0 ；

CPLP1.0；P1.0的状态求反

SJMPLOOP第27页，共47页，2023年，2月20日，星期一门控制位GATE的应用—测量脉冲宽度GATE1可使定时器/计数器T1的启动计数受INT1*的控制，可测量引脚INT1或INT0引脚上正脉冲的宽度（机器周期数）。第28页，共47页，2023年，2月20日，星期一如上图所示：测量引脚INT1（P3.3）上正脉冲的宽度。第29页，共47页，2023年，2月20日，星期一参考程序：

ORG0000HRESET:AJMPMAIN；复位入口转主程序

ORG0100HMAIN:MOVSP,#60HMOVTMOD,#90H；T1为方式1定时控制字

MOVTL1,#00HMOVTH1,#00HMOVR0,#30HLOOP0:JBP3.3,LOOP0 ；INT1*高,则循环

SETBTR1 ；如INT1*为低，启动T1LOOP1:JNBP3.3,LOOP1

；INT1*低，则循环等待LOOP2:JBP3.3,LOOP2 ；INT1*高,则循环等待（两个等待的意义？）第30页，共47页，2023年，2月20日，星期一CLRTR1 ；停止T1计数

MOV@R0,TL1 ；T1计数值送AINCR0

MOV@R0,TH1 ；T1计数值送A

SJMP$END执行程序，使INT1*引脚上出现的正脉冲宽度以机器周期数的形式存放在30H和31H单元。第31页，共47页，2023年，2月20日，星期一例3、书本P125例题5－3测量高低电平持续时间ORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN:MOVTMOD,#10011001B;MOVTH1,#00HMOVTL1,#00HMOVTH0,#00HMOVTL0,#00H第32页，共47页，2023年，2月20日，星期一

WAIT1:JBP3.2,$SETBTR0；被测为低时开始计数，此时P3.2为高WAIT2:JNBP3.2,WAIT1;即被测信号为高电平，等待WAIT3:JBP3.2，WAIT2；等待计数完成CLRTR0；计数完关闭T0，输入信号由低变为高电平SETBTR1；启动T1后t1开始工作WAIT3:JBP3.3WAIT3；表示波形电平为高，继续计数CLRTR1；关T1MOVR0,#35HMOV@R0,TL0INVR0MOV@R0,TH0；T0用于保存低电平时间INCR0MOV@R0,TL1INVR0MOV@R0,TH1；T1用于保存高电平时间END第33页，共47页，2023年，2月20日，星期一例6-3

当T0（P3.4）引脚上发生负跳变时，从P1.0引脚上输出一个周期为1ms的方波,如图所示。（系统时钟为6MHz）（1）工作方式选择

T0为方式1计数，初值0FFFFH，即外部计数输入端T0（P3.4）发生一次负跳变时，T0加1且溢出，溢出标志TF0置“1”，发中断请求。说明T0脚已接收了负跳变信号。第34页，共47页，2023年，2月20日，星期一T1定义为方式2定时。在T0脚发生一次负跳变后，启动T1每500s产生一次中断，在中断服务程序中对P1.0求反，使P1.0产生周期1ms的方波。

注意方式2可以循环计数

（2）计算T1初值设T1的初值为X：因为1MS=1000um=2×250个机器周期所以X=28-250=6=06HT0的初值为：0ffffh（3）程序设计

ORG0000HRESET:LJMPMAIN；复位入口转主程序

ORG001BHLJMPIT1P；转T1中断服务程序第35页，共47页，2023年，2月20日，星期一MAIN:MOVTMOD,#00100101H；初始化，T1为方式2定时，T0为方式1计数SETBEASETBET1；允许T1中断MOVTL0,#0FFH；T0置初值

MOVTH0,#0FFH

MOVTL1,#06H；T1置初值

MOVTH1,#06H

SETBTR0 ；启动T0JNBTF0,$CLRTR0SETBTR1；启动T1HERE:AJMPHEREIT1P:CPLP1.0 ；T1中断服务，P1.0位取反

RETI第36页，共47页，2023年，2月20日，星期一实训题目：1、手动控制跑马灯的跑动（中断）org0000hljmpmainorg0003hljmpzd0main:setbeasetbex0setbit0movip,#00000001bmova,#0fehmovp1,asjmp$zd0:rlamovp1,aretiend第37页，共47页，2023年，2月20日，星期一2、计程器的实现（中断）org0000hljmpmainorg0003hljmpzd0main:setbeasetbex0setbit0movip,#00000001bmova,#00hmovp1,asjmp$zd0:adda,#2movb,acplamovp1,amova,bretiend第38页，共47页，2023年，2月20日，星期一2`、计程器的实现（中断）改：org0000hljmpmainorg0003hljmpzd0org0013hljmpzd1org0100hmain:setbeasetbex0setbex1setbit0setbit1mova,#00hmovp1,asjmp$zd0:adda,#2movb,acplamovp1,amova,bretizd1:mova,#00hretiend第39页，共47页，2023年，2月20日，星期一1`、手动控制跑马灯的跑动（中断）改：org0000hljmpmainorg0003hljmpzd0main:setbeasetbex0setbit0movip,#00000001bmovr7,#08hmova,#0fehmovp1,asjmp$zd0:rlamovp1,alcalldelaydjnzr7,zd0movr7,#08hretidelay:……(1秒)end第40页，共47页，2023年，2月20日，星期一定时练习：8、内部30H单元内容为55h，定时30ms，否则定时15ms，进行初始化编程。9、利用T0通过P1.0输出一个矩形波，高电平为50um，低电平为300um。10、用T1实现P1.0和P1.1分别输出周期为2ms和500us的方波。（定时1ms和250us，1ms看成4个250us）第41页，共47页，2023年，2月20日，星期一8、内部30H单元内容为55h，定时30ms，否则定时15ms，进行初始化编程。ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPIT0PORG0100HMAIN:MOVTMOD,#00000001BSETBEASETBET0CJNE30H,#55H,AAMOVDPTR,#NUM1MOVTH0,DPHMOVTL0,DPLSETBTR0SJMP$AA:MOVDPTR,#NUM2MOVTH0,DPHMOVTL0,DPLSETBTR0SJMP$IT0P:…………RETIEND第42页，共47页，2023年，2月20日，星期一9、利用T0通过P1.0输出一个矩形波，高电平为50um，低电平为300um。ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPIT0PORG0100HMAIN:MOVTMOD,#00000010BSETBEASETBET0MOVTH0,#231MOVTL0,#231SETBP1.0