第6章MCS-51定时器计数器

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定时器和计数器模式选择位 C/ T ＝0，定时器模式，每一个机器周期计数器自动加1。 C/ T ＝1，计数器模式，在单片机T0引脚上每发生一次负 跳变，计数器自动加1。 GATE＝0，定时/计数器工作不受外部控制。 GATE＝1，定时/计数器T0的起停受INT0引脚的控制。
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定时器/计数器的相关寄存器
第6章 MCS-51 单片机定时器/计数器

主要内容 定时/计数器的工作模式 定时/计数器的工作方式 定时/计数器的编程应用举例
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MCS-51单片机的定时器/计数器
定时器/计数器是MCS-51单片机的重要功能模块之一。在检测、控制 及智能仪器等应用中，常用定时器作实时时钟，实现定时检测、定时 控制。还可用定时器产生毫秒宽脉冲，驱动步进电机一类的电气机械 。计数器主要用于外部事件的计数。 MCS-51单片机内共有3个定时器/计数器 T0、T1、T2。 我们只对T0、T1的相关内容作一下介绍。
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若采用程序查询方式来实现上述功能，则应 怎么编写这段程序？
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ORG AJMP MAIN: MOV SETB LOOP: MOV MOV JNB CLR CPL SJMP
0000H MAIN TMOD,#00H TR0 TH0,#0E0H TL0,#18H TF0,$ TF0 P1.0 LOOP
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定时器/计数器的工作方式
方式2 （1）计数器模式 计数N次，要求计数器溢出，设初始值为X， 则： X N 28， 那么， X 28 N 预先给计数器装入初始值 X 2 8 N，当计数器 计数N次后，溢出标志TF0为1。
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定时器/计数器的工作方式
方式2 （2）定时器模式 定时td秒，要求计数器溢出。首先计算定时td需 t 要多少个机器周期才能实现，即： N d 。设初始值 TM 为X，则： ，那么， X N 28 X 28 N 。 预先给计数器装入初始值 X 2 8 N ，当计数器 计N 个机器周期后，溢出标志TF0为1，定时时间到。
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ORG AJMP ORG AJMP MAIN: MOV MOV MOV SETB SETB SETB SJMP PT0: MOV
0000H MAIN 000BH PT0 TMOD,#00H TH0,#0E0H TL0,#18H EA ET0 TR0 $ TH0,#0E0H
MOV TL0,#18H CPL P1.0 RETI
定时td秒，要求计数器溢出。首先计算定时td需 td 要多少个机器周期才能实现，即： N
TM
设初始值为X，则： X N 216，那么， X 216 N。 预先给计数器装入初始值 X 216 N，当计数器 计N个机器周期后，溢出标志TF0置1，定时时间到。 方式1时，定时/计数器的最大计数次数为65536 （初始值为0），最大定时时间为65536TM（初始值 为0）。
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一、概述
内部计数器 定时/计数器 外部计数器 计数器 定时器
2个16位的定时/计数器T0和T1，有两种工作模式： 定时/计数器工作在定时模式时，计数脉冲信号来自单 片机的内部——对机器周期TM计数，当计数器启动后，每 个机器周期计数器自动加1。 定时/计数器工作在计数模式时，计数器对外部脉冲 进行计数，计数器计P3.4(T0脚）或P3.5(T1脚）负跳变次 数。每产生一次负跳变，计数器自动加1。
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四、定时器/计数器的工作方式
1、 工作方式0 ——13位计数器
计数器的高八位 TH0
计数器的低五位
TL0
定时器／计数器T0工作方式0的逻辑结构
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定时器/计数器的工作方式——方式0
当GATE=0时，只要TR0为1，TL0及TH0组成的13 位计数器就开始计数；
当GATE=1时，仅当TR0为1，且INT0引脚输入信号 状态为1时，13位计数器开始计数。 计数器开始工作时，13位计数器从初始值开始加1计 数，当13位计数器各位全1以后，再计数1次，计数器就 产生溢出，则TF0位由硬件自动置1，同时把计数器清0。 在方式0下，计数器计数范围是1～8192（213）。定 时时间范围为1～8192个机器周期。
定时/计数器控制寄存器（TCON） 控制定时/计数器的起停，反映定时/计数器是否计满。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TCON
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
定时器/计数器1 的溢出标志
定时器/计数器1 的起停控制位
定时器/计数器0 的溢出标志 定时器/计数器0 的起停控制位
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定时器/计数器的工作方式
2、方式1 ——16位计数器
定时器／计数器T0工作方式1的逻辑结构
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定时器/计数器的工作方式——方式1
当GATE=0时，只要TR0为1，TL0及TH0组成的 16位计数器就开始计数； 当GATE=1时，仅当TR0为1，且INT0引脚输入信 号状态为1时，16位计数器开始计数。 计数器开始工作时，当16位计数器从初始值开始 加1计数，当16位计数器各位全1以后，再计1次，计 数器就产生溢出，则硬件自动把TF0位置1，同时把计 数器清0。
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定时器/计数器的工作方式——方式0
在工程设计时，我们经常碰到的是这样的问题： 要求在计数N次或者定时（延时）t秒后，再进行下一 步的动作。如果采用定时/计数器实现，最直接的方法 是让定时/计数器计数N次或者定时t秒后溢出，溢出标 志TF0（或TF1）为我们提供了测试判断条件。然而， 计数器只有在计满后才会溢出，上述问题转换为在某 个初始值的基础上再计N次或再定时t秒使定时/计数器 溢出。因此，求初始值是解决上述问题的关键。
方式2时，定时/计数器的最大计数次数为256 （初始值为0），最大定时时间为256TM（初始值为 0）。
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例子
例 利用定时器T1的工作方式2对外部信号计数， 要求每计满100次，将P1.0端状态取反。
编写程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH CPL P1.0 RETI MAIN: MOV IE,#88H MOV TMOD,#60H MOV TH1,#9CH MOV TL1,#9CH SETB TR1 SJMP $
定时/计数器的工作方式寄存器（TMOD， 89H ）
定时/计数器T1 D7 D6 D5 M1 D4 M0 D3 定时/计数器T0 D2 D1 M1 D0 M0
GATE C/T
GATE C/T
门控位 定时器和计数器模式选择 定时/计数器工作方式
定时/计数器工作方式 定时器和计数器模式选择
门控位
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定时/计数器的工作方式寄存器（TMOD， 89H ）
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定时器/计数器的工作方式
4、 方式3 当M1M0设置为11时，定时/计数器T0的工作方式 为方式3。只有定时/计数器T0有方式3，定时/计数器 T1没有工作方式3，如果把T1设置为方式3，计数器将 停止工作。 在工作方式 3 下，定时器 / 计数器 T0 被拆分成 2 个 独立的8位计数器TL0和TH0。
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（3）一般情况下，定时器/计数器T1溢出后，TF1自 动置1，可以以此为判断标志，检测定时或计数是 否完成，但在定时器/计数器T0设置为方式3时， TF1为1时意味着8位计数器TH0溢出，TF0为1表示 8位计数器TL0溢出，而T1计数满发生溢出时不会 产生中断请求信号。
TR0 =1 启动定时/计数器T0 TR0 =0 定时/计数器T0停止计数 TR1 =1 启动定时/计数器T1 TR1 =0 定时/计数器T1停止计数
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定时器/计数器的相关寄存器
定时/计数器控制寄存器（TCON） 单片机复位时，特殊功能寄存器TCON被清0。 当TF0（或TF1）和TR0（或TR1）由软件方法置1或清 0时，既可按单元操作，也可以按位操作。如启动定时/计 数器T0和T1，清除溢出标志位TF0和TF1操作如下： SETB TR0 SETB TR1 CLR TF0 CLR TF1 或： MOV TCON, #01010000B
定时器／计数器0在工作方式器的工作方式——方式2
当GATE=0时，只要TR0为1，计数器TL0开始计 数；
当GATE=1时，仅当TR0为1，且INT0引脚输入信 号状态为1时，计数器TL0开始计数。
计数器开始工作时，当8位计数器TL0从初始值开 始加1计数，当计数器各位全“1”以后，再计1次，计 数器产生溢出，则TF0位由硬件自动置1，同时把TH0 的内容装载到TL0。
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定时器/计数器的工作方式
方式3
TL0定时/计数器逻辑结构 定时器/计数器T0工作方式3的逻辑结构
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定时器/计数器的工作方式
方式3
TH0定时/计数器逻辑结构 定时器/计数器T0工作方式3的逻辑结构
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注意：使用定时器/计数器时应注意以下几个方面：
（1）MCS－51的定时器/计数器为加1计数器。 （2）定时器/计数器T1的工作方式没有方式3，如果 设置它为方式3（M1M0=11），定时器/计数器T1 停止工作。
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ORG AJMP MAIN:MOV SETB LOOP:MOV MOV JNB CLR CPL AJMP
0000H MAIN TMOD,#10H TR1 TH1,#0D8H TL1,#0F0H TF1,$ TF1 P1.1 LOOP
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定时器/计数器的工作方式
3、 方式2 （自动装载初值的8位计数器）
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定时器/计数器的工作方式
方式1 （1）计数模式
计数N次，要求计数器溢出，设初始值为X， 则： X N 216 ，
那么，X 216 N 预先给计数器装入初始值 X 216 N ，当计数器 计数N次后，溢出标志TF0置1。