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51单片机定时器
定时器/计数器及其应用
定时器/计数器的应用场合: 定时或延时控制、对外部事件的检测、计数 等；
MCS-51系列8031、8051单片机有两个 16位定时器/计数器（即T0和T1）；
8032、8052单片机有3个16位定时器/计 数器（即T0、 T1和T2）；
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第5章 定时器/计数器及其应用
工作方式寄存器TMOD：用于设置定时器的工作模式和工作方式； 控制寄存器TCON：用于启动和停止定时器的计数，并控制定时器
的状态；
单片机复位时，两个寄存器的所有位都被清0。
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5.1 定时器的结构及工作原理
两个可编程的定时器/计数器T1、T0。 每个定时器内部结构实际上就是一个可编程的加法计数器，
当设置了定时器的工作方式并启动定时器工作后， 定时器就按被设定好的工作方式独立工作，不再 占用CPU，只有在计数器计满溢出时才向CPU申 请中断，占用CPU。
由此可见，定时器是单片机中工作效率高且应用 灵活的部件。
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第5章 定时器/计数器及其应用
➢5.2 定时器的TMOD和TCON 寄存器
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为“0”，则计数器加1。 新的计数值在检测到输入引脚电平发生“1”到“0”的负
跳变（下降沿）后，于下一个机器周期的S3P1期间装入计 数器中。
由于CPU需要两个机器周期来识别一个“1”到“0”的跳变 信号，所以最高的计数频率为振荡周期的1/24。
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5.1 定时器的结构及工作原理
定时/计数器对输入信号的要求
5.2 定时器的TMOD和TCON寄存器
8051单片机定时器主要有几个特殊功能寄存器组 成： TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1,TL1。
TMOD：设置定时器的工作方式； TCON：控制定时器的启动和停止； TH0和TL0 ：存放定时器T0的初值或计数结果；
TH0存放高8位，TL0 存放低8位； TH1和TL1 ：存放定时器T1的初值或计数结果；
TH1存放高8位，TL1 存放低8位；
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5.2.1 工作方式控制寄存器TMOD
(423)8M位TC1M/分、TO*为MD—两无0计组位—数，地工器高址作模4，方位式不式控和能选制定位择T时寻1位器，址模低。式4位选控择制位T0。 ((15))M0G复1:A位定TM时E时0—，器T门模M控式O位。D工所作有位方均式为“0”。
0001:: 计以数01TR器方 方X模式 式(X式01=，，。011,631位位)定定来时时启器器动//计计定数数时器器器。。/计数器运行。 11: 用0外方中式断2引，8脚位常(I数N自T动0*重或新I装N载T1*) 上的高电平和 T1RX来1启 动方定式3时，器仅/适计用数于器T0运，行。
T0分成两个8位计数器，T1停止计数。 17
当控制信号 C/T = 1 定时器工作在计数方式；加1计数器对来自输
入引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)的外信号脉冲进行计数，每来一个
脉冲，计数器加1，直到计时器计满溢出；
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TCON（88H）
控制信号K可以控制计数器的“启动”和“停止”，
K=T R x(IN T x+G A T E )
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5.1 定时器的结构及工作原理
1. 外部计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24，例如 选用12MHz频率的晶体，则可输入500KHz的外部脉冲。
2. 输入信号的高、低电平至少要分别保持一个机器周期。 如图所示，图中Tcy为机器周期。
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5.1 定时器的结构及工作原理
可编程定时器的工作方式、启动、停止、溢出标 志、计数器等都是可编程的——通过设置寄存器 TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1和TL1 实现。
(2) 定时器工作模式
也是通过计数实现的。计数脉冲来自内部时钟脉冲，每个机器周期 计数值增1，每个机器周期=12个振荡周期，因此计数频率为振荡
频率的1/12。所以定时时间=计数值×机器周期。
4种工作方式 (方式0-方式3) 。
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5.1 定时器的结构及工作原理
f0
f f0 /12
定时 计数
Tx
TRx
➢5.1 定时器的结构及工作原理
6
5.1 定时器的结构及工作原理
8051
内 部 结定 构时 框器 图
组成：两个16位的定时器T0和T1，以及他们的工作方式寄存器 TMOD和控制寄存器TCON等组成。内部通过总线与CPU相连。
定时器T0和T1各由两个8位特殊功能寄存器TH0、TL0、TH1、 TL1构成。
由编程来设置它工作在定时状态还是计数状态。 两种工作模式:
(1) 计数器工作模式
就是对外部事件进行计数。计数脉冲来自相应的外部输入引脚T0 （P3.4)或T1(P3.5)。当输入信号发生由1至0的负跳变(下降沿)时， 计数器（TH0，TL0或TH1，TL1）的值增1。计数的最高频率一般 为振荡频率的1/24。Why?
指令周期
机器周期
S1
S2 S3
S4
S5 S6
机器周期
S1
S2
S3
S4 S5
S6Hale Waihona Puke Baidu
XTAL2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 (OSC)
振荡周期 状态周期
在每个机器周期的S5P2期间采样检测引脚输入电平。 若前一个机器周期采样值为“1”，后一个机器周期采样值
加1计数器
THx TLx
控制信号K “1”启动，计数器运行； “0”停止，计数器停止；
TFx
INTx
定时器/计数器原理框图
当控制信号 C/T = 0 定时器工作在定时方式；加1计数器对脉冲f
进行计数，每来一个脉冲，计数器加1，直到计时器计满溢出；
因器计为数f 的f是0 /1机2器，周即期一脉个冲计个数数脉。冲从的而周实期现就定是时一。个机器周期；计数
5.2.2 控制寄存器TCON
低4位与外部中断有关，后面介绍。高4位的功能如下: (1) TF1、TF0 —计数溢出标志位 定时器T0或T1计数溢出时，由硬件自动将此位置“1”； TFx可以由程序查询，也是定时中断的请求源； (2) TR1、TR0 —计数运行控制位 TRx=1: 启动定时器/计数器工作 TRx=0: 停止定时器/计数器工作
定时器/计数器及其应用
定时器/计数器的应用场合: 定时或延时控制、对外部事件的检测、计数 等；
MCS-51系列8031、8051单片机有两个 16位定时器/计数器（即T0和T1）；
8032、8052单片机有3个16位定时器/计 数器（即T0、 T1和T2）；
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第5章 定时器/计数器及其应用
工作方式寄存器TMOD：用于设置定时器的工作模式和工作方式； 控制寄存器TCON：用于启动和停止定时器的计数，并控制定时器
的状态；
单片机复位时，两个寄存器的所有位都被清0。
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5.1 定时器的结构及工作原理
两个可编程的定时器/计数器T1、T0。 每个定时器内部结构实际上就是一个可编程的加法计数器，
当设置了定时器的工作方式并启动定时器工作后， 定时器就按被设定好的工作方式独立工作，不再 占用CPU，只有在计数器计满溢出时才向CPU申 请中断，占用CPU。
由此可见，定时器是单片机中工作效率高且应用 灵活的部件。
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第5章 定时器/计数器及其应用
➢5.2 定时器的TMOD和TCON 寄存器
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为“0”，则计数器加1。 新的计数值在检测到输入引脚电平发生“1”到“0”的负
跳变（下降沿）后，于下一个机器周期的S3P1期间装入计 数器中。
由于CPU需要两个机器周期来识别一个“1”到“0”的跳变 信号，所以最高的计数频率为振荡周期的1/24。
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5.1 定时器的结构及工作原理
定时/计数器对输入信号的要求
5.2 定时器的TMOD和TCON寄存器
8051单片机定时器主要有几个特殊功能寄存器组 成： TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1,TL1。
TMOD：设置定时器的工作方式； TCON：控制定时器的启动和停止； TH0和TL0 ：存放定时器T0的初值或计数结果；
TH0存放高8位，TL0 存放低8位； TH1和TL1 ：存放定时器T1的初值或计数结果；
TH1存放高8位，TL1 存放低8位；
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5.2.1 工作方式控制寄存器TMOD
(423)8M位TC1M/分、TO*为MD—两无0计组位—数，地工器高址作模4，方位式不式控和能选制定位择T时寻1位器，址模低。式4位选控择制位T0。 ((15))M0G复1:A位定TM时E时0—，器T门模M控式O位。D工所作有位方均式为“0”。
0001:: 计以数01TR器方 方X模式 式(X式01=，，。011,631位位)定定来时时启器器动//计计定数数时器器器。。/计数器运行。 11: 用0外方中式断2引，8脚位常(I数N自T动0*重或新I装N载T1*) 上的高电平和 T1RX来1启 动方定式3时，器仅/适计用数于器T0运，行。
T0分成两个8位计数器，T1停止计数。 17
当控制信号 C/T = 1 定时器工作在计数方式；加1计数器对来自输
入引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)的外信号脉冲进行计数，每来一个
脉冲，计数器加1，直到计时器计满溢出；
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TCON（88H）
控制信号K可以控制计数器的“启动”和“停止”，
K=T R x(IN T x+G A T E )
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5.1 定时器的结构及工作原理
1. 外部计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24，例如 选用12MHz频率的晶体，则可输入500KHz的外部脉冲。
2. 输入信号的高、低电平至少要分别保持一个机器周期。 如图所示，图中Tcy为机器周期。
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5.1 定时器的结构及工作原理
可编程定时器的工作方式、启动、停止、溢出标 志、计数器等都是可编程的——通过设置寄存器 TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1和TL1 实现。
(2) 定时器工作模式
也是通过计数实现的。计数脉冲来自内部时钟脉冲，每个机器周期 计数值增1，每个机器周期=12个振荡周期，因此计数频率为振荡
频率的1/12。所以定时时间=计数值×机器周期。
4种工作方式 (方式0-方式3) 。
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5.1 定时器的结构及工作原理
f0
f f0 /12
定时 计数
Tx
TRx
➢5.1 定时器的结构及工作原理
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5.1 定时器的结构及工作原理
8051
内 部 结定 构时 框器 图
组成：两个16位的定时器T0和T1，以及他们的工作方式寄存器 TMOD和控制寄存器TCON等组成。内部通过总线与CPU相连。
定时器T0和T1各由两个8位特殊功能寄存器TH0、TL0、TH1、 TL1构成。
由编程来设置它工作在定时状态还是计数状态。 两种工作模式:
(1) 计数器工作模式
就是对外部事件进行计数。计数脉冲来自相应的外部输入引脚T0 （P3.4)或T1(P3.5)。当输入信号发生由1至0的负跳变(下降沿)时， 计数器（TH0，TL0或TH1，TL1）的值增1。计数的最高频率一般 为振荡频率的1/24。Why?
指令周期
机器周期
S1
S2 S3
S4
S5 S6
机器周期
S1
S2
S3
S4 S5
S6Hale Waihona Puke Baidu
XTAL2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 P1 P2 (OSC)
振荡周期 状态周期
在每个机器周期的S5P2期间采样检测引脚输入电平。 若前一个机器周期采样值为“1”，后一个机器周期采样值
加1计数器
THx TLx
控制信号K “1”启动，计数器运行； “0”停止，计数器停止；
TFx
INTx
定时器/计数器原理框图
当控制信号 C/T = 0 定时器工作在定时方式；加1计数器对脉冲f
进行计数，每来一个脉冲，计数器加1，直到计时器计满溢出；
因器计为数f 的f是0 /1机2器，周即期一脉个冲计个数数脉。冲从的而周实期现就定是时一。个机器周期；计数
5.2.2 控制寄存器TCON
低4位与外部中断有关，后面介绍。高4位的功能如下: (1) TF1、TF0 —计数溢出标志位 定时器T0或T1计数溢出时，由硬件自动将此位置“1”； TFx可以由程序查询，也是定时中断的请求源； (2) TR1、TR0 —计数运行控制位 TRx=1: 启动定时器/计数器工作 TRx=0: 停止定时器/计数器工作