6+定时器计数器结构及工作方式
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定时计数器的结构与工作原理
定时器方式寄存器TMOD (不能按位寻址)
注意 TMOD只能以字节方式进行初始化
T1
T0
定时器方式寄存器TMOD (不能按位寻址)
振荡器
Tx端 TRx位 GATE位 01 INTx端
12 C/T=0
C/T=1
10
1&
≥1 与门
或门
计数器
控制=1 开关接通
TFx
申请 中断
GATE门控位: Timer可由软件与硬件两者控制 ▼ GATE = 0 ——普通用法
单片机的定时/计数器 -定时/计数器的结构与工作原理
秒表计时器
家用定时器ຫໍສະໝຸດ 智能计数器智能排插 计时器
定时/计数器的结构
▼ 2个16位计数器T0 (TH0、TL0)和T1 (TH1、TL1)——加1计数器 ▼ 8位特殊功能寄存器TMOD——选择定时/计数器的工作模式和工作方式 ▼ 8位特殊功能寄存器TCON ——控制定时器的启动与停止 ▼ 2个外部引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)——接入外部计数脉冲
Timer的启/停由软件对TRx位写“1”/“0”控制
▼ GATE = 1 ——门控用法 （很少用到） Timer的启/停由软件对TRx位写“1”/“0” 和在INTx引脚上出现的信号的高/低共同控制
小 结
▼定时/计数器的内部结构与工作原理 ▼定时器控制寄存器TCON ▼定时器方式寄存器TMOD
D7
D0
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
▼ TFx: T0/T1计数溢出标志位。
=1 计数溢出； =0 计数未满 TFx标志位可用于申请中断或供CPU查询。
在进入中断服务程序时会自动清零； 但在查询方式时必须软件清零。
单片机第六章定时器
计数溢出时，TFx置位。如果中断允许，CPU响应中 断并转入中断服务程序，由内部硬件清TFx。TFx也可以 由程序查询和清零。
这种方式下，计数寄存器由13位组成，即THx高八位(作计数器)
和TLx的低5位构成。TLx的高3位未用。
计数时，TLx的低5位溢出后向THx进位，THx溢出后 将TFx置位，并向CPU申请中断。
用软件控制，置 l时，启动 T1；清0时，停止 T1。
TF0（TCON．5）——T0的溢出标志。
TR0（TCON．4）——T0的运行控制位。
用软件控制，置1时，启动T0；清 0时，停止 T0。
• IE1（TCON．3）——外部中断1中断请求标志位。
• IE0（TCON．1）——外部中断0中断请求标志位。
器之外，还可用作串行接口的波特率发生器。
6.2
定时器／计数器T0、T1
T0、T1 的内部结构简图示于图6－1中。从图中 可以看出，T0、T1由以下几部分组成：
• 计数器TH0、TL0和TH1、TL1；
•
•
特殊功能寄存器TMOD、TCON；
时钟分频器；
•
输入引脚T0、T1。
6.2.1 与定时器／计数器T0、T1有关的 特殊功能寄存器
⑵定时器/计数器T1
T0方式3时，T1可以工作在方式0、1、2三种方式 T1的结构如图6–6所示。 由于T0占用了原来T1的启动位TR1和溢出标志TF1， 所以此时T1溢出时不能置位溢出标志，不能申请中断， 其溢出信号送给串行口，此时T1作为波特率发生器。
T1的启停由写入方式字控制，当写入方式0/1/2 时，T1立即启动，写入方式3 时，立即停止工作。
分析：设置T0工作在方式2，计数功能，每记满100个外 部脉冲，从P1.0输出一个低电平脉冲信号（简化的打包 操作）。
这种方式下，计数寄存器由13位组成，即THx高八位(作计数器)
和TLx的低5位构成。TLx的高3位未用。
计数时，TLx的低5位溢出后向THx进位，THx溢出后 将TFx置位，并向CPU申请中断。
用软件控制，置 l时，启动 T1；清0时，停止 T1。
TF0（TCON．5）——T0的溢出标志。
TR0（TCON．4）——T0的运行控制位。
用软件控制，置1时，启动T0；清 0时，停止 T0。
• IE1（TCON．3）——外部中断1中断请求标志位。
• IE0（TCON．1）——外部中断0中断请求标志位。
器之外，还可用作串行接口的波特率发生器。
6.2
定时器／计数器T0、T1
T0、T1 的内部结构简图示于图6－1中。从图中 可以看出，T0、T1由以下几部分组成：
• 计数器TH0、TL0和TH1、TL1；
•
•
特殊功能寄存器TMOD、TCON；
时钟分频器；
•
输入引脚T0、T1。
6.2.1 与定时器／计数器T0、T1有关的 特殊功能寄存器
⑵定时器/计数器T1
T0方式3时，T1可以工作在方式0、1、2三种方式 T1的结构如图6–6所示。 由于T0占用了原来T1的启动位TR1和溢出标志TF1， 所以此时T1溢出时不能置位溢出标志，不能申请中断， 其溢出信号送给串行口，此时T1作为波特率发生器。
T1的启停由写入方式字控制，当写入方式0/1/2 时，T1立即启动，写入方式3 时，立即停止工作。
分析：设置T0工作在方式2，计数功能，每记满100个外 部脉冲，从P1.0输出一个低电平脉冲信号（简化的打包 操作）。
第06章 MCS-51单片机定时计数器
10
2 8位计数初值自动重装，TL（7 ~ 0）
TH（7 ~ 0）
11
3 T0运行，而T1停止工作，8位定时/计数。
▪ ２．定时/计数器控制寄存器（TCON)
位
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
TR0：定时 / 计数器0运行控制位。软件置位，软件复位。与GATE有关， 分两种情况：
GATE = 0 时：若TR0 = 1，开启T0计数工作；若TR0 = 0，停止T0计 数。
GATE = 1 时：若TR0 = 1 且/INT0 = 1时，开启T0计数； 若TR0 = 1 但 /INT0 = 0，则不能开启T0计数。 若TR0 = 0， 停止T0计数。
TR1：定时 / 计数器1运行控制位。用法与TR0类似。
▪ (1)计算计数初值。欲产生周期为1000μs的等宽方波脉冲， 只需在P1.7端交替输出500μs的高低电平即可，因此定时 时间应为500μs。设计数初值为X，则有：
▪ （216-X）×1×10-6=500×10-6
▪ X=65536-500=65036＝FE0CH
▪ 将X的低8位0CH写入TL1，将X的高8位FEH写入TH1。
;清TCON，定时器中断标志清
▪
MOV TMOD,#10H
;工作方式1设定
▪
MOV TH1,#0FEH
;计数1初值设定
▪
MOV TL1,#0CH
▪
MOV IE,#00H
;关中断
▪
SETB TR1
;启动计数器1
▪ LOOP0:JBC TF1,LOOP1 ;查询是否溢出
▪
单片机定时器的使用
由于TL0既能作定时器也能作计数器使用，而 TH0只能作定时器使用而不能作计数器使用，因此在 方式3模式下，定时/计数器0可以构成二个定时器或 者一个定时器和一个计数器。
如果定时/计数器0工作于工作方式3，那么定时/ 计数器1的工作方式就不可避免受到一定的限制，因 为自己的一些控制位已被定时/计数器借用，只能工 作在方式0、方式1或方式2下，如果设置T1工作在方 式3，则T1停止工作，相当于其他方式时令TR1＝0。
在工业检测、控制中，很多场合都要用到计数或者定 时功能。例如对外部脉冲进行计数、产生精确的定时时间、 作串行口的波特率发声器等。MCS－51单片机内部有两个 可编程的定时器/计数器，以满足这方面的需要。它们具 有 两种工作模数（计数器模式、 定时器模式）和四种工 作方式（ 方式0、方式1、方式2、方式3），其控制字均 在相应的特殊功能寄存器（SFR）中，通过对它的SFR的 编程，可以方便的选择工作模数和工作方式。
C/T位：计数器模式和定时器模式的选择位。
C/T＝0，为定时器模式，内部计数器对晶振脉冲12分频 后的脉冲计数，该脉冲周期等于机器周期，所以可以理 解为对机器周期进行计数。从计数值可以求得计数的时 间，所以称为定时器模式。
C/T＝1，为计数器模式，计数器对外部输入引脚T0 （P3.4）或T1（P3.5）的外部脉冲（负跳变）计数，允许 的最高计数频率为晶振频率的1/24。
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
TF0、TF1分别是定时器/计数器T0、 T1 的溢出标志位, 加法计数器计满溢出时置 1, 申请中断, 在中断响应后自动复 0。TF产生的中断申请是否被接受, 还需要由中断是否开放 来决定。
TR1、TR0 分别是定时器 /计数器T1、 T0 的运行控制位, 通过软件置 1 后, 定时器 /计数器才开始工作, 在系统复位时 被清 0。
51单片机定时器计数器详解
51单⽚机定时器计数器详解第六章定时器/计数器6.1 定时器的结构及⼯作原理6.2 定时器的控制6.3 定时器的⼯作模式及其应⽤第六章定时器/计数器实现定时⼀般有多种⽅法：1. 利⽤软件实现（延时程序）优点：简单，控制⽅便；缺点：CPU效率低。
2. 外部硬件实现：单稳态定时器、计数定时器优点：CPU效率⾼；缺点：修改参数⿇烦。
3. 利⽤计数器实现输⼊脉冲定时器／计数器作⽤主要包括产⽣各种时标间隔、记录外部事件的数量等，是单⽚机中最常⽤、最基本的部件之⼀。
外来脉冲定时计数定时器/计数器功能⽰意图6.1 定时器/计数器的结构及⼯作原理6.1.1 定时器/计数器的基本结构MCS-51单⽚机有⼆个定时器/计数器，每个定时器/计数器由⼏个专⽤寄存器组成。
TMOD(89H ）⾼四位TMOD(89H ）低四位⽅式寄存器TCON(88H)TCON(88H)控制寄存器*8DH 8BH 8CH 8AH TH1 TL1TH0 TL0数据寄存器(16位）定时器T1定时器T0定时器/计数器的结构如下图所⽰。
定时器/计数器的基本结构框图申请P3.5or P3.4or 8DH 8BH8CH 8AH6.1.2 定时器/计数器的⼯作原理定时器/计数器结构原理图INTx P3.YGATE ：门控制位：定时/计数控制位TC/x=0,1Y=2,3Z=4,5⼀. 对外部输⼊信号的计数功能当T0或T1设置为计数⼯作⽅式时，计数器对来⾃输⼊引脚P3.4(T0)和P3.5(T1)的外部信号计数。
若前⼀个机器周期采样值为1，后⼀个机器周期采样值为0，则计数器加1。
所以计数器计数的频率最⾼为fosc 的1/24。
BDEHT H >1个机器周期T L >1个机器周期L⼆. 定时功能：定时器/计数器的定时功能也是通过计数实现的，它的计数脉冲是由单⽚机的⽚内振荡器输出经12分频后产⽣的信号，即为对机器周期计数。
INTx P3.Y例如：晶振频率=12MHz 机器周期=1us ，计数1次=1us ，计数频为=1MHz 。
定时器工作原理
定时器工作原理通电延时型。
只要在定时的时间段内（即1分钟）定时器一直得电，则常开触电就会闭合，只要定时器不断电常开触电就会一直闭合。
定时器断电则常开触电断开101 6.1010116801图6.1定时器/计数器结构框图011011011 0265536216016553621606.2411010110104位用于T0，高4位用于T1的。
：门控位。
GATE＝0，只要用软件使TR0（或TR1）置1就能启动定时器/计数器0（或定时器/计数器1）；GATE＝1，只有在（或）引脚为高电平的情况下，且由软件使TR0（或TR1）置1时，才能启动定时器/计数器0（或定时器/计数器1）工作。
不管GATE处于什么状态，只要TR0（或TR1）=0定时器/计数器便停止工作。
：定时器/计数器工作方式选择位。
C/＝0，为定时工作方式；C/＝1，为计数工作方式。
、M1：工作方式选择位，确定4种工作方式。
如表6.1所示。
表6.1定时器/计数器工作方式选择【例6.1】设置定时器1工作于方式1，定时工作方式与外部中断无关，则，M0=1，GATE=0，因此，高4位应为0001；定时器0未用，低4位可随意11（因方式3时，定时器1停止计数），一般将其设为0000。
因此，指令形式为：MOV TMOD，#10H/计数器工作方式与程序设计通过对特殊功能寄存器TMOD中的设置M1、M0两位的设置来选择四种工作/计数器0、1和2的工作方式相同，方式3的设置差别较大。
工作方式0工作方式寄存器TMOD中的M1M0为：00。
定时器/计数器T0工作在方式0 16位计数器只用了13位，即TH0的高8位和TL0的低5位，组成一个13 /计数器。
当TL0的低5位计满溢出时，向TH0进位，TH0溢出时，对TF0置位，向CPU申请中断。
定时器/计数器0方式0的逻辑结构如6.2所示。
1013121312213131310612 12130106128 192211310110136.22138103213 16.32502132130 16.401200131300819210001110000085 851 140 01011 011601 6.3121312213161610612 121601061265 53621161166.51216101032130 16.6980012162169800 16.711121610103216 111011000888821202 6.41021688812812288810612 128010612256218186.825006.56.5 6.62115001022321250050050050031130 168031021031203 6.66.923821002561001233201。
计数器与定时器教学课件PPT
CLK 1 GATE 1 OUT 1
CLK 2 GATE 2 OUT 2
引脚
D7~D0：8位、双向、三态数据线，直接和系统 数据总线相连。读/写16位数据则分两次进行。
CS：片选信号，低电平有效。 RD，WR：读信号，写信号，低电平时有效。 A1，A0：8253端口选择线。00~10分别选择计
《微机原理与接口》教学课件
方式5 硬件触发选通信号
-WR
写入 写入 方式5 4
写入 3
CLK
GATE
OUT
4321 0
3 2 13 2 10
▪ GATE：触发作用
触发
重触发：装计数值
《微机原理与接口》教学课件
6、方式5： 硬件触发选通信号
在这种方式下，设置了控制字后，输出为 高。在设置了计数值后，计数器并不立即 开始计数，而是由门控脉冲的上升沿触发 启动。当计数到0时，输出变低，经过一 个CLK脉冲，输出恢复为高，停止计数。 要等到下次门控脉冲的触发才能再计数
OUT端随着工作方式的不同和当前计数状态的 不同，一定有电平输出变化，而且输出变化均 发生在CLK的下降沿。OUT的输出波形在写控 制字之前为未定态，在写了控制字之后到计数 之前为计数初态，再之后有计数态、暂停态、 结束态等。
对于给定的工作方式，门控信号GATE的触发条 件是有具体规定的，或电平触发，或边沿触发， 或两者均可
《微机原理与接口》教学课件
各种工作方式的输出波形
方式 0 方式 1 方式 2 方式 3 方式 4 方式 5
0
N0
N
1 0/N
N0 10
N N/2 0/N N/2 0
N N 01
01 N 01
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CLK 2 GATE 2 OUT 2
引脚
D7~D0：8位、双向、三态数据线，直接和系统 数据总线相连。读/写16位数据则分两次进行。
CS：片选信号，低电平有效。 RD，WR：读信号，写信号，低电平时有效。 A1，A0：8253端口选择线。00~10分别选择计
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方式5 硬件触发选通信号
-WR
写入 写入 方式5 4
写入 3
CLK
GATE
OUT
4321 0
3 2 13 2 10
▪ GATE：触发作用
触发
重触发：装计数值
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6、方式5： 硬件触发选通信号
在这种方式下，设置了控制字后，输出为 高。在设置了计数值后，计数器并不立即 开始计数，而是由门控脉冲的上升沿触发 启动。当计数到0时，输出变低，经过一 个CLK脉冲，输出恢复为高，停止计数。 要等到下次门控脉冲的触发才能再计数
OUT端随着工作方式的不同和当前计数状态的 不同，一定有电平输出变化，而且输出变化均 发生在CLK的下降沿。OUT的输出波形在写控 制字之前为未定态，在写了控制字之后到计数 之前为计数初态，再之后有计数态、暂停态、 结束态等。
对于给定的工作方式，门控信号GATE的触发条 件是有具体规定的，或电平触发，或边沿触发， 或两者均可
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各种工作方式的输出波形
方式 0 方式 1 方式 2 方式 3 方式 4 方式 5
0
N0
N
1 0/N
N0 10
N N/2 0/N N/2 0
N N 01
01 N 01
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定时器计数器讲解
6-13所示，计数输入引脚T1（P3.5）上外接开关K1，作为 计数信号输入。按4次K1后，P1口的8只LED闪烁不停。 （1）设置TMOD寄存器
TR1位（或TR0位）=1，启动定时器工作的必要条件。 TR1位（或TR0位）=0，停止定时器工作。 该位可由软件置“1”或清“0”。
10
6.2 定时器/计数器的4种工作方式 4种工作方式分别介绍如下。
6.2.1 方式0 当M1、M0为00时，定时器/计数器被设置为工作方式0，
这时定时器/计数器的等效逻辑结构框图如图6-4所示（以定 时器/计数器T1为例，TMOD.5、TMOD.4 = 00）。
（1）GATE=0时，A点（见图6-4）电位恒为1，B点电位仅 取决于TRx状态。TRx = 1，B点为高电平，控制端控制电子 开关闭合，允许T1（或T0）对脉冲计数。TRx = 0，B点为低 电平，电子开关断开，禁止T1（或T0）计数。
（2）GATE=1时，B点电位由INTX*（x = 0，1）的输入电 平和TRx的状态两个条件来定。当TRx=1，且INTX*=1时，B 点才为1，控制端控制电子开关闭合，允许T1（或T0）计数。 故这种情况下计数器是否计数是由TRx和INTX*两个条件来共 同控制。
图6-1 AT89S51单片机的定时器/计数器结构框图
4
只不过计数信号的来源不同。 计数器模式是对加在T0（P3.4）和T1（P3.5）两个引脚上
的外部脉冲进行计数（见图6-1） 定时器模式是对单片机的系统时钟信号经片内12分频后的
内部脉冲信号（机器周期）计数。由于时钟频率是定值，所 以可根据对内部脉冲信号的计数值可计算出定时时间。
本例由于采用定时器T0中断，因此需将IE寄存器中的EA、 ET0位置1。 （4）启动和停止定时器T0
TR1位（或TR0位）=1，启动定时器工作的必要条件。 TR1位（或TR0位）=0，停止定时器工作。 该位可由软件置“1”或清“0”。
10
6.2 定时器/计数器的4种工作方式 4种工作方式分别介绍如下。
6.2.1 方式0 当M1、M0为00时，定时器/计数器被设置为工作方式0，
这时定时器/计数器的等效逻辑结构框图如图6-4所示（以定 时器/计数器T1为例，TMOD.5、TMOD.4 = 00）。
（1）GATE=0时，A点（见图6-4）电位恒为1，B点电位仅 取决于TRx状态。TRx = 1，B点为高电平，控制端控制电子 开关闭合，允许T1（或T0）对脉冲计数。TRx = 0，B点为低 电平，电子开关断开，禁止T1（或T0）计数。
（2）GATE=1时，B点电位由INTX*（x = 0，1）的输入电 平和TRx的状态两个条件来定。当TRx=1，且INTX*=1时，B 点才为1，控制端控制电子开关闭合，允许T1（或T0）计数。 故这种情况下计数器是否计数是由TRx和INTX*两个条件来共 同控制。
图6-1 AT89S51单片机的定时器/计数器结构框图
4
只不过计数信号的来源不同。 计数器模式是对加在T0（P3.4）和T1（P3.5）两个引脚上
的外部脉冲进行计数（见图6-1） 定时器模式是对单片机的系统时钟信号经片内12分频后的
内部脉冲信号（机器周期）计数。由于时钟频率是定值，所 以可根据对内部脉冲信号的计数值可计算出定时时间。
本例由于采用定时器T0中断，因此需将IE寄存器中的EA、 ET0位置1。 （4）启动和停止定时器T0
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35
答案
一、填空题 1、MCS-51单片机的51子系列含有 2 个 16 位的 加 法定 时器。 2、定时器T0有 4 种工作模式；定时器T1有 3 种工作模式。 3、欲对300个外部事件计数，可以选用定时/计数器T1的模 式 0 或模式 1 。 4、当定时器T0工作在方式 3 时，要占定时器T1的TR1和 TF1两个控制位。 5、若系统晶振频率为12MHz，则T0工作于定时和计数方式 时最高（计数）信号频率分别为 1000 kHz和 500 kHz。 6、TMOD中的GATE=1时，表示由 2 个信号控制定时器的 启停。
TMOD
振荡器 1 M0 ÷12 C/ T =0 TCON TL 0 TH 0 TF 0 中 TR 0 断
0
M1
C/ T GATE T0(P3.4) C/ T =1
（8位）（8位）
控
制 INT0(P3.2)
图6-5 方式1（16位计数器）
18
C/T=1，S1接下面，T0作计数器，对P3.4引脚输入 的外部脉冲计数，当脉冲发生负跳变时，计数器加 1，计数值公式为： N=216 – x=65536 – x 其中：N为计数值，x是THx、TLx的初值。 x=65535(FFFFH)时，N最小值=1; x=0时，N最大值=65536; 则N的范围：1～65536。
34
三、计算题 1、MCS-51单片机的时钟晶振频率为6MHz，若要 求定时为0.2ms和20ms，定时器0工作方式为0， 方式1和方式2，其定时器初值各为多少？ 2、单片机的晶振为6MHz，设计一个100ms的延时 程序，已知用定时器T0并工作方式1，使用中断 和查询两种方式。
3、设MCS-51单片机的晶振频率为6MHz，若由P1.1 引脚输出1000Hz方波，试编写其应用程序，使用 中断方式。
第六章 MCS-51定时器/计数器
1
6.1 定时器/计数器结构及工作方式 6.2 定时器应用举例
2
1
§6.1 定时器/计数器结构及工作方式 学习内容
1
2
3
结构
寄存器
工作方式
2
一、定时器/计数器结构
T1：是 16位加法计数器， T0：是16位加法计数器， 1、MCS-51 单片机内有两个可编程的定时器 /计数 分别由两个八位专用寄存器 分别由两个八位专用寄存器 器T0、 T1，其逻辑结构如下图所示 : TH1和TL1组成。 TH0和TL0组成。
TRx=0，关闭定时器/计数器
12
3、定时器初值寄存器 TH0 TL0 TH1 TL1 用于存放计数初值，具有自动加 1功能，加满后溢 出，它们的字节地址是: TH1(8位) 8DH TL1(8位) 8BH TH0(8位) 8CH TL0(8位) 8AH
根据定时器 / 计数器工作方式，计数长度可分别选 择:8位，13位，16位。
回答：
晶振频率为12MHz时，定时 器和计数器的最高计数频率 各为1MHz、500KHz .
7
二、定时器/计数器寄存器
分三类：
定时器/计数器方式寄存器：TMOD 定时器/计数器控制寄存器：TCON 定时器初值寄存器： TH0 TL0 TH1 TL1
8
1、定时器/计数器方式寄存器TMOD（89H）
28
二、定时器编程举例
[例6-3]:设单片机晶振频率fosc=12MHz，使用T0以方 式0产生周期为1ms的方波，并由P1.0输出。以中断方 式完成编程。 解：
1、TMOD配置
T1不用，有关位设置为0；
T0的GATE=0，C/T=0，M1M0＝00（方式0）。
则TMOD初始化设置为00000000B，即00H。
D7 TMOD D6 C/T T1 方式控制 D5 M1 D4 M0 D3 GATE D2 C/T D1 M1 D0 M0
GATE
T0 方式控制
图 6-2 TMOD 寄存器各位定义
•GATE：门控位，用来控制定时器 /计数器的启动是 否受外部中断请求信号的影响。
GATE=0，不受影响，仅由控制位TRx控制；
0000H MAIN 000BH DS0 0100H SP, #30H TL0, #0CH TH0, #0F0H TMOD, #00H ET0 EA TR0 $ TL0, #0CH TH0, #0F0H P1.0
31
练习题：设单片机晶振频率fosc=6MHz，使用T1以方 式2产生周期为1ms的方波，并由P1.0输出。以中断方 式完成。
13
三、工作方式
MCS-51的定时器/计数器共有四种工作方式， 其中：
T0有方式0、1、2、3四种；
T1有方式0、1、2三种。
14
1、工作方式0（以T0为例）—13位定时器/计数器
TMOD 振荡器 ÷ 12 C /T = 0
0
0
M0
S2
TL0的高3位 没有用。
TCON TL 0 TH 0 TF 0 中 TR 0 断
4
计数器
是对外来脉冲进行计数。计数器对来自输入引脚 P3.4和P3.5的外部信号计数，外部脉冲的负跳变 （下降沿）触发计数。 检测一个由1到0的负跳变需要两个机器周期。所 以最高计数频率为晶体频率的1/24。
5
问题的提出
晶振频率为12MHz时，定 时器和计数器的最高计数 频率各是多少？
6
29
2、计算初值
产生1ms的方波，只需在P1.0端以0.5ms为周期交 替输出高低电平即可，因此定时时间为0.5ms 。
Tcy=12/fosc=12/12MHz=1us x=213–t/Tcy=8192-500us/1us=8192-500=7692 =1E0CH=1 11动装入）
C/T=1，S1接下面，T0作计数器，对P3.4引脚输入的 外部脉冲计数，当脉冲发生负跳变时，计数器加1， 计数值公式为： N=28 – x=256 – x 其中：N为计数值，x是THx、TLx的初值。 x=255(FFH)时，N最小值=1; x=0时，N最大值=256; 则N的范围：1～256。
19
C/T=0时， S1接上面，T0作定时器，对机器周期 脉冲Tcy计数。 求定时时间由下式确定：
t=N· Tcy=(216 – x)Tcy= (65536 – x)Tcy
其中： t为定时时间。 求计数初值计算公式： x=216 – t/Tcy=65536 – t/Tcy
20
3、工作方式2（以T0为例）—8位定时器/计数器
11
2、定时器/计数器控制寄存器TCON(88H，可位寻址)
D7 TCON TF1 D6 TR1 D5 TF0 D4 TR0 D3 IE1 D2 IT1 D1 IE0 D0 IT0
x=0、1
用于外部中断 图6-3 TCON寄存器各位定义
•TRx: Tx的运行控制位。
TRx=1，启动定时器/计数器
0 1 TMOD M0 M1 C/T GATE 振荡器 ÷12 C/T=0 TL0 （8位） T0 C/T=1 控 制 INT 0 重新装入 TH0 （8位） TCON TF0 TR0 中 断
TL0作为8位加法计数器， TH0作为初值寄存器 用。TL0加法计数器溢出时置TF0=1，而且发出 重装载信号，使三态门打开，将TH0中的初值自 动送入TL0。
10
[例6-1]: 某一系统使T1作为定时器，采用方式2，使T0 作为计数器采用方式1，T0、T1的门控位均为0，请设 置TMOD的值。
D7 TMOD GATE D6 C/T T1 方式控制 D5 M1 D4 D3 GATE D2 C/T D1 M1 D0
M0
M0
T0 方式控制
0
0
1
0
0
1
0 1
即：TMOD=25H.
=8192 – 250=7942=1F06H
=1111100000110B 则TL0=00000110B=06H， TH0=11111000B=0F8H
24
②工作方式1：
x= 216 – t/Tcy=216 –500us/2us
=65536 – 250=65286=FF06H
则TL0=06H，TH0=0FFH
M1
C/ T GATE T0(P3.4)
S1
（低5位） （高8位）
C/ T =1 控 制
INT0(P3.2)
图 6- 4 方式 0 （ 13 位计数器 ） 15
C/T=1，S1接下面，T0作计数器，对P3.4引脚输入 的外部脉冲计数，当脉冲发生负跳变时，计数器 加1，计数值公式为： N=213 – x=8192 – x 其中：N为计数值，x是THx、TLx的初值。 x=8191(1FFFH)时，N最小值=1; x=0时，N最大值=8192。 则N的范围：1～8192。
16
C/T=0时， S1接上面，T0作定时器，对机器周期 脉冲Tcy计数。 求定时时间由下式确定：
t=N· Tcy=(213 – x)Tcy= (8192 – x)Tcy
其中： t为定时时间。 求计数初值计算公式： x=213 – t/Tcy=8192 – t/Tcy
17
2、工作方式1（以T0为例）—16位定时器/计数器
32
习题课
一、填空题 1、MCS-51单片机的51子系列含有 个 位的 法定时 器。 2、定时器T0有 种工作模式；定时器T1有 种工作模式。 3、欲对300个外部事件计数，可以选用定时/计数器T1的模 式 或模式 。 4、当定时器T0工作在方式 时，要占定时器T1的TR1和 TF1两个控制位。 5、若系统晶振频率为12MHz，则T0工作于定时和计数方式 时最高（计数）信号频率分别为 kHz和 kHz。 6、TMOD中的GATE=1时，表示由 个信号控制定时器的 启停。
22
答案
一、填空题 1、MCS-51单片机的51子系列含有 2 个 16 位的 加 法定 时器。 2、定时器T0有 4 种工作模式；定时器T1有 3 种工作模式。 3、欲对300个外部事件计数，可以选用定时/计数器T1的模 式 0 或模式 1 。 4、当定时器T0工作在方式 3 时，要占定时器T1的TR1和 TF1两个控制位。 5、若系统晶振频率为12MHz，则T0工作于定时和计数方式 时最高（计数）信号频率分别为 1000 kHz和 500 kHz。 6、TMOD中的GATE=1时，表示由 2 个信号控制定时器的 启停。
TMOD
振荡器 1 M0 ÷12 C/ T =0 TCON TL 0 TH 0 TF 0 中 TR 0 断
0
M1
C/ T GATE T0(P3.4) C/ T =1
（8位）（8位）
控
制 INT0(P3.2)
图6-5 方式1（16位计数器）
18
C/T=1，S1接下面，T0作计数器，对P3.4引脚输入 的外部脉冲计数，当脉冲发生负跳变时，计数器加 1，计数值公式为： N=216 – x=65536 – x 其中：N为计数值，x是THx、TLx的初值。 x=65535(FFFFH)时，N最小值=1; x=0时，N最大值=65536; 则N的范围：1～65536。
34
三、计算题 1、MCS-51单片机的时钟晶振频率为6MHz，若要 求定时为0.2ms和20ms，定时器0工作方式为0， 方式1和方式2，其定时器初值各为多少？ 2、单片机的晶振为6MHz，设计一个100ms的延时 程序，已知用定时器T0并工作方式1，使用中断 和查询两种方式。
3、设MCS-51单片机的晶振频率为6MHz，若由P1.1 引脚输出1000Hz方波，试编写其应用程序，使用 中断方式。
第六章 MCS-51定时器/计数器
1
6.1 定时器/计数器结构及工作方式 6.2 定时器应用举例
2
1
§6.1 定时器/计数器结构及工作方式 学习内容
1
2
3
结构
寄存器
工作方式
2
一、定时器/计数器结构
T1：是 16位加法计数器， T0：是16位加法计数器， 1、MCS-51 单片机内有两个可编程的定时器 /计数 分别由两个八位专用寄存器 分别由两个八位专用寄存器 器T0、 T1，其逻辑结构如下图所示 : TH1和TL1组成。 TH0和TL0组成。
TRx=0，关闭定时器/计数器
12
3、定时器初值寄存器 TH0 TL0 TH1 TL1 用于存放计数初值，具有自动加 1功能，加满后溢 出，它们的字节地址是: TH1(8位) 8DH TL1(8位) 8BH TH0(8位) 8CH TL0(8位) 8AH
根据定时器 / 计数器工作方式，计数长度可分别选 择:8位，13位，16位。
回答：
晶振频率为12MHz时，定时 器和计数器的最高计数频率 各为1MHz、500KHz .
7
二、定时器/计数器寄存器
分三类：
定时器/计数器方式寄存器：TMOD 定时器/计数器控制寄存器：TCON 定时器初值寄存器： TH0 TL0 TH1 TL1
8
1、定时器/计数器方式寄存器TMOD（89H）
28
二、定时器编程举例
[例6-3]:设单片机晶振频率fosc=12MHz，使用T0以方 式0产生周期为1ms的方波，并由P1.0输出。以中断方 式完成编程。 解：
1、TMOD配置
T1不用，有关位设置为0；
T0的GATE=0，C/T=0，M1M0＝00（方式0）。
则TMOD初始化设置为00000000B，即00H。
D7 TMOD D6 C/T T1 方式控制 D5 M1 D4 M0 D3 GATE D2 C/T D1 M1 D0 M0
GATE
T0 方式控制
图 6-2 TMOD 寄存器各位定义
•GATE：门控位，用来控制定时器 /计数器的启动是 否受外部中断请求信号的影响。
GATE=0，不受影响，仅由控制位TRx控制；
0000H MAIN 000BH DS0 0100H SP, #30H TL0, #0CH TH0, #0F0H TMOD, #00H ET0 EA TR0 $ TL0, #0CH TH0, #0F0H P1.0
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练习题：设单片机晶振频率fosc=6MHz，使用T1以方 式2产生周期为1ms的方波，并由P1.0输出。以中断方 式完成。
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三、工作方式
MCS-51的定时器/计数器共有四种工作方式， 其中：
T0有方式0、1、2、3四种；
T1有方式0、1、2三种。
14
1、工作方式0（以T0为例）—13位定时器/计数器
TMOD 振荡器 ÷ 12 C /T = 0
0
0
M0
S2
TL0的高3位 没有用。
TCON TL 0 TH 0 TF 0 中 TR 0 断
4
计数器
是对外来脉冲进行计数。计数器对来自输入引脚 P3.4和P3.5的外部信号计数，外部脉冲的负跳变 （下降沿）触发计数。 检测一个由1到0的负跳变需要两个机器周期。所 以最高计数频率为晶体频率的1/24。
5
问题的提出
晶振频率为12MHz时，定 时器和计数器的最高计数 频率各是多少？
6
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2、计算初值
产生1ms的方波，只需在P1.0端以0.5ms为周期交 替输出高低电平即可，因此定时时间为0.5ms 。
Tcy=12/fosc=12/12MHz=1us x=213–t/Tcy=8192-500us/1us=8192-500=7692 =1E0CH=1 11动装入）
C/T=1，S1接下面，T0作计数器，对P3.4引脚输入的 外部脉冲计数，当脉冲发生负跳变时，计数器加1， 计数值公式为： N=28 – x=256 – x 其中：N为计数值，x是THx、TLx的初值。 x=255(FFH)时，N最小值=1; x=0时，N最大值=256; 则N的范围：1～256。
19
C/T=0时， S1接上面，T0作定时器，对机器周期 脉冲Tcy计数。 求定时时间由下式确定：
t=N· Tcy=(216 – x)Tcy= (65536 – x)Tcy
其中： t为定时时间。 求计数初值计算公式： x=216 – t/Tcy=65536 – t/Tcy
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3、工作方式2（以T0为例）—8位定时器/计数器
11
2、定时器/计数器控制寄存器TCON(88H，可位寻址)
D7 TCON TF1 D6 TR1 D5 TF0 D4 TR0 D3 IE1 D2 IT1 D1 IE0 D0 IT0
x=0、1
用于外部中断 图6-3 TCON寄存器各位定义
•TRx: Tx的运行控制位。
TRx=1，启动定时器/计数器
0 1 TMOD M0 M1 C/T GATE 振荡器 ÷12 C/T=0 TL0 （8位） T0 C/T=1 控 制 INT 0 重新装入 TH0 （8位） TCON TF0 TR0 中 断
TL0作为8位加法计数器， TH0作为初值寄存器 用。TL0加法计数器溢出时置TF0=1，而且发出 重装载信号，使三态门打开，将TH0中的初值自 动送入TL0。
10
[例6-1]: 某一系统使T1作为定时器，采用方式2，使T0 作为计数器采用方式1，T0、T1的门控位均为0，请设 置TMOD的值。
D7 TMOD GATE D6 C/T T1 方式控制 D5 M1 D4 D3 GATE D2 C/T D1 M1 D0
M0
M0
T0 方式控制
0
0
1
0
0
1
0 1
即：TMOD=25H.
=8192 – 250=7942=1F06H
=1111100000110B 则TL0=00000110B=06H， TH0=11111000B=0F8H
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②工作方式1：
x= 216 – t/Tcy=216 –500us/2us
=65536 – 250=65286=FF06H
则TL0=06H，TH0=0FFH
M1
C/ T GATE T0(P3.4)
S1
（低5位） （高8位）
C/ T =1 控 制
INT0(P3.2)
图 6- 4 方式 0 （ 13 位计数器 ） 15
C/T=1，S1接下面，T0作计数器，对P3.4引脚输入 的外部脉冲计数，当脉冲发生负跳变时，计数器 加1，计数值公式为： N=213 – x=8192 – x 其中：N为计数值，x是THx、TLx的初值。 x=8191(1FFFH)时，N最小值=1; x=0时，N最大值=8192。 则N的范围：1～8192。
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C/T=0时， S1接上面，T0作定时器，对机器周期 脉冲Tcy计数。 求定时时间由下式确定：
t=N· Tcy=(213 – x)Tcy= (8192 – x)Tcy
其中： t为定时时间。 求计数初值计算公式： x=213 – t/Tcy=8192 – t/Tcy
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2、工作方式1（以T0为例）—16位定时器/计数器
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习题课
一、填空题 1、MCS-51单片机的51子系列含有 个 位的 法定时 器。 2、定时器T0有 种工作模式；定时器T1有 种工作模式。 3、欲对300个外部事件计数，可以选用定时/计数器T1的模 式 或模式 。 4、当定时器T0工作在方式 时，要占定时器T1的TR1和 TF1两个控制位。 5、若系统晶振频率为12MHz，则T0工作于定时和计数方式 时最高（计数）信号频率分别为 kHz和 kHz。 6、TMOD中的GATE=1时，表示由 个信号控制定时器的 启停。
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