第7章 定时(计数器)

2 ．2
2.2.1
模式0(方式0)与应用（P151） 模式0(方式0)与应用（P151） 0(方式0)与应用
结构框图
12
2.2.2 说明 若把M1，M0设置为00，则定时器工作于方式0。方式0为13 位的计器，由TL0的低5位和TH0的8位组成。TL0低5位计数溢 出时向TH0进位，TH0计数溢出时，置标志位TF0为“1”，同 时申请定时器T0中断。进人中断后该位自动被硬件清0，也可 用软件查询TF0。方式0初值计算麻烦，较少采用。 2.2.3 初值计算 当C／T=0时，多路开关连接振荡器的12分频器输出，T0对 机器周期脉冲计数，这是定时工作方式。其定时时间为： 的初值) 定时时间 t = (213-T0的初值)×机器周期 的初值) 时钟周期× = (213-T0的初值)×时钟周期×12
2
89C51单片机中有两个计数器，分别称之为T0和T1，这两 个计数器分别是由两个8位的RAM单元组成的，即每个计数 器都是16位的计数器，最大的计数量是65536。 1.1.3 定时 89C51中的计数器除了可以作为计数之用外，还可以用作 时钟。时钟的用途当然很大，如打铃器，电视机定时关机， 空调定时开关等等，那么计数器是如何作为定时器来用的呢？ 一个闹钟，我将它定时在1个小时后闹响，换言之，也可以 说是秒针走了（3600）次，所以时间就转化为秒针走的次数 3600 的，也就是计数的次数了。 可见，计数的次数和时间之间的确十分相关。那么它们的 关系是什么呢？那就是秒针每一次走动的时间正好是1秒。为 此，只要计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了时间的流 逝。 可见，单片机中的定时器和计数器是同一事物，只不过计 数器是记录的外界的事情，而定时器则是由单片机提供一个 非常稳定的计数源。
10
TF1也可用程序置位或清0。这就是说，定时／计数器T1的中 断请求还能用程序产生，这称为软件中断。 ● TR1（TCON.6）——定时／计数器T1运行控制位。 TR1置l时，定时／计数器T1开始工作；TR1置0时，定时／ 计数器T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控 制定时／计数器的起停。 ● TFO（TCON.5）——定时／计数器TO溢出中断请求标志位， 其功能与TF1相同。 ● TR0（TCON.4）——定时／计数器T0运行控制位，其功能 与TR1相同。
4
定时/ 1.1.5 定时/计数器的计算 如果计数器的容量为：16位，则最大的计数值到65535。 因此计数计到65536就会产生溢出。 但现实生活中，经常会要求不到65536时就要发生溢出， 如何解决？比如：一个空的盆要1万滴水滴进去才会满，我 在开始滴水之前就先放入一勺水，还需要1万滴嘛？—— 采 用预置数的方法，若要计数100，那我就先放进65436，再来 100个脉冲，不就到了65536了吗？ 定时也是如此，每个脉冲是1微秒，则计满65536个脉冲 1 65536 需时65.536毫秒，但现在我只要10毫秒就可以了，怎么 办？——10个毫秒为10000个微秒，所以，只要在计数器里 面放进55536就可以了。 51单片机概述 1.1.6 51单片机概述 89C51单片机中有2个16位的定时器/计数器，一般用TO表 TO表 TO 示定时器/计数器0 T1表示定时器 计数器1 表示定时器/ 示定时器/计数器0，T1表示定时器/计数器1。定时器/计数 器有定时和计数两种功能，其内部实质上是加法计数器。 它们都有定时和事件计数的功能，可用于定时控制、延时、 对外部事件计数和检测等场合。
1
2 3 4
SETB TRx ；启动定时器 TLx， 8192-COUNT） MOV TLx， ＃[（8192-COUNT） MOD 32] 制 MOV THx， ＃[（8192-COUNT） / 32 ] THx， 8192-COUNT） JNB TFx ；检查TFx是否溢出 检查TFx是否溢出 TFx ；取余数转16进 取余数转16进 16 ；取商转16进制 取商转16进制 16
7
1.3.2 定时器的优点 不论是定时工作方式还是计数工作方式，定时器在对内部 时钟或外部脉冲计数时，都不占用CPU时间，启动定时器／计 数器后，它们就自动工作，除非定时器／计数器定时时间到或 计数次数到，才可能中断CPU的当前操作，请求CPU处理，处理 完成后马上回到断点处继续原来的程序，而不是像软件延时那 样，始终占用CPU的时间，不能做其他处理。
1 ．5
【TCON】—定时控制寄存器 TCON】
TCON的低4位用于控制外部中断，在中断方面已作介绍， 不再重述。TCON的高4位用于控制定时／计数器TO、T1的运 行。其格式如下：
●
TF1（TCON.7）——定时／计数器T1溢出中断请求标志 位。 定时／计数器T1计数溢出时由硬件自动置TF1=1。若中 断开放，CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时， CPU可随时查询TF1的状态。所以，采用查询方式时，TF1 可用作查询测试标志。
3
定时/ 1.1.3 定时/计数器的实质 定时/计数器的实质是一个X位的寄存器。完成定时或者 计数功能时都必须向其中输入计数脉冲。 如果一个12MHz的晶振，它提供给计数器的脉冲时间 间隔是多少呢？——1us。可见，计数脉冲的间隔与晶振 有关，6MHz的晶振，计数脉冲的间隔是2微秒。 定时/ 1.1.4 定时/计数器的溢出 让我们再来看水滴的例子，当水不断落下，盆中的水不 断变满，最终有一滴水使得盆中的水满了。这时如果再有 一滴水落下，就会发生什么现象？——水会漫出来，用个 术语来讲就是“溢出”。 水溢出是流到地上，而计数器溢出后将使得TF0变为 “1”。至于TF0是什么，以后再谈。 一旦TF0由0变成1，就是产生了变化，产生了变化就会 引发事件，就象定时的时间一到，闹钟就会响一样。
15
2.2.6 应用实例 设f= 12 MHz，定时时间t=2ms，求定时器TO的初值及THO、 TL0的值。 ● 方法1： TO的初值=213-定时时间t×时钟频率／12=213-2×10-3 ×12×106／12=8192-2000=6192=1830H=11000001 10000B 将TO的初值低5位送TLO，高8位送THO，则THO=OC1H， TL0=10H。 ● 方法2： TL0 = （8192-2000）/32 取余数 = 16 = 10H。 TH0 = （8192-2000）/32 取商 = 193 = OC1H，
14
当GATE=1，且TR0=1时，或门、与门全部打开，定时 器／计数器打开或关断受外部INT0脚信号的影响，INT0引 脚输入高电平时，允许计数，否则停止计数。常用这种操 作方式来测量外部INT0引脚信号的脉冲宽度。 2.2.5 应用方法
序号 MOV MOV MOV MOV TMOD, TMOD, TMOD, TMOD, #xxxx #x000 #xxxx #x100 设定MODE0的步骤 的步骤 设定 x000B xxxxB x100B xxxxB ；T0设定计时工作方式（内部输入） T0设定计时工作方式（内部输入） 设定计时工作方式 T1设定计时工作方式 内部输入） 设定计时工作方式（ ；T1设定计时工作方式（内部输入） T0设定计数工作方式 T0输入 设定计数工作方式（ 输入） ；T0设定计数工作方式（T0输入） ；T1设定计数工作方式（T1部输入） T1设定计数工作方式（T1部输入） 设定计数工作方式 部输入
M1M0 00 01 10 11 工作方式 方式0 方式1 方式2 方式3 功能 13位定时／计数器 16位定时／计数器 8位自动重装载定时／计数器 TO：分成两个8位定时／计数器 T1：停止计数
注意：TMOD不能位寻址，只能用字节指令设置定时／计 注意：TMOD不能位寻址，只能用字节指令设置定时／ 不能位寻址 数器的工作方式。CPU复位时 TMOD所有位清 复位时， 所有位清0 数器的工作方式。CPU复位时，TMOD所有位清0。 9
13
当C／T=1时，多路开关与引脚TO(P3.4)相连，外部计数 脉冲由引脚TO(P3.4)输入，当外部信号电平发生“1”到“0” 的跳变时，计数器加1，这时，T0成为外部计数器。其计数值 为: 计数次数 = 213-T0的初值 2.2.4 门控位的影响 当GATE=0时，允许软件控制位TR0或TR1启动定时器。 GATE信号经过“非”门后，输出变为“1”。由于该信号和引 脚INT0输入信号同为“或”门输入，所以“或”门的输出也 变为“l”。作为计数开关的“与”门只由TR0来控制。若TR0 置1，接通控制开关，启动定时器T0工作，允许TO在初值上加 法计数，直到溢出。溢出时，TH0、TL0寄存器复位，TF0置1， 并可申请中断。若不重装T0的初值，则T0的初值以0开始计数。 若TRO=0，则关断控制开关，停止计数。
1 ．4
【TMOD】—工作模式寄存器(P149) TMOD】 工作模式寄存器(P149)
TMOD寄存器用来设置TO和T1的工作模式、定时／计数方式 以及其他引脚信号对定时器／计数器的影响等，其字节地址为 89 H，格式如图所示。
8
●
●
●
GATE——门控位。 GATE=0,允许软件控制位TR0或TR1启动定时/计数器工作； GATE=1,允许外部中断引脚INT0或INT1启动定时/计数器工作。 C／T——定时／计数器方式选择。 C／T=0为定时器方式；C／T=1为计数器方式。 M1M0：工作方式选择位。 定时／计数器四种工作方式的选择由M1M0的值决定，见表所示
5
1 ．2
51单片机TC的结构 51单片机TC的结构 单片机TC
单片机中与定时器有关的特殊功能寄存器有：TMOD、 TCON、TH0、TL0、TH1和TL1。 TMOD是模式控制寄存器，其中两位控制两个定时器／计 数器的工作方式。TH0、TL0、TH1、TL1是时间常数寄存器， 用来存放定时或计数的初值。TCON是控制寄存器，它控制定 时器／计数器的启动和关闭。定时器结构如图所示。
7 单片机的定时 计 单片机的定时/计 数器及应用 数器