MCS51单片机的定时计数器及应用
合集下载
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
▪
MCS-51单片机的定时器计数器
1. 定时器T0/T1 中断申请过程
（1）在已经开放T0/T1中断允许且已被启动的前提下， T0/T1加1计满溢出时 TF0/TF1标志位自动置“1” ；
（2）CPU 检测到TCON中TF0/TF1变“1”后,将产生指 令：LCALL 000BH/LCALL 001BH 执行中断服务程序；
（3）TF0/TF1标志位由硬件自动清“0”,以备下次中断申
郑州大学
docin/sundae_meng
（3）工作方式寄存器TMOD
T1
T2
GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0
M1,M0：工作方式选择位 。
=00：13位定时器/计数器； =01：16位定时器/计数器（常用）； =10：可自动重装的8位定时器/计数器（常用）； =11：T0 分为2个8位定时器/计数器；仅适用于T0。 C/T ：定时方式/计数方式选择位。 = 1：选择计数器工作方式，对T0/T1引脚输入的外部事件 的负脉冲计数； = 0 ：选择定时器工作方式，对机器周期脉冲计数定时。 如下页图所示。
CPL P1.0 MOV TH0，#15H MOV TL0，#0A0H
START:MOV SP,#60H MOV P1，#0FFH
SETB TR0 POP PSW
MOV TMOD,#01H MOV TH0，#15H MOV TL0，#0A0H
POP ACC RETI END
SETB EA
Байду номын сангаас
SETB ET0
定时器/计数器0采用工作方式1，其初值为：
21650ms/1s=6553650000=15536=3CB0H
电路图如下：
郑州大学
docin/sundae_meng
MCS-51单片机的定时器-计数器
1.3 工方式
MCS-51的定时器/计数器共有四种工作方式。工作在方式0、方 式1和方式2时，定时器/计数器0和定时器/计数器1的工作原理完全 一样，现以定时器/计数器0为例介绍前三种工作方式。
1. 方式0（M1M0=00） （1）电路逻辑结构
方式0是13位计数结构的工作方式，其计数器由TH0全部8位 和TL0的低5位构成。TL0高三位弃之不用。图6.4 是定时器/计数 器0工作在方式0的逻辑结构。
分析：题目的要求可用下图来表示。
。
P1.0
8051 250 s 250 s
由上图可以看出只要使 的电位每隔250 取一次反即可。所 以定时时间应取250 。
1)计算计数初值 设计数初值为x，由定时计算公式知：
2)专用寄存器的初始化
D7
D6 D5 D4
D3
D2 D1
D0
GATE
GATE
所以，TMOD应设置为：10H 开放定时器/计数器1中断，所以IE应设置为：88H
当GATE=1时，只有TR0和 同时为高电平，定时器/计数 器 才工作，否则，定时器/计数器不工作。
（2）定时和计数的应用 计数范围：1～213 计数计算公式：计数值＝213－计数初值 定时范围：1机器周期～213机器周期 定时计算公式：定时时间＝（213－定时初值）×机器周期 如果晶振频率为6MHz ，则最大定时时间为： 213×1/6MHz×12＝214（ ）
单片机原理及应用
MCS-5单片机内部共有两个16位可编程的定时器/计数器，即 定时器T0和定时器T1它们既有定时功能又有计数功能。
1.1 结构
定时器/计数器的基本结构如图6.3所示。基本部件是两个8位计 数器（其中TH1和TL1是T1的计数器，TH0和TL0是T0的计数器）。
MCS-51的定时器/计数器共有四种工作方式。工作在方式0、方 式1和方式2时，定时器/计数器0和定时器/计数器1的工作原理完全 一样，现以定时器/计数器0为例介绍前三种工作方式。
1. 方式0（M1M0=00） （1）电路逻辑结构
方式0是13位计数结构的工作方式，其计数器由TH0全部8位 和TL0的低5位构成。TL0高三位弃之不用。图6.4 是定时器/计数 器0工作在方式0的逻辑结构。
分析：题目的要求可用下图来表示。
。
P1.0
8051 250 s 250 s
由上图可以看出只要使 的电位每隔250 取一次反即可。所 以定时时间应取250 。
1)计算计数初值 设计数初值为x，由定时计算公式知：
2)专用寄存器的初始化
D7
D6 D5 D4
D3
D2 D1
D0
GATE
GATE
所以，TMOD应设置为：10H 开放定时器/计数器1中断，所以IE应设置为：88H
当GATE=1时，只有TR0和 同时为高电平，定时器/计数 器 才工作，否则，定时器/计数器不工作。
（2）定时和计数的应用 计数范围：1～213 计数计算公式：计数值＝213－计数初值 定时范围：1机器周期～213机器周期 定时计算公式：定时时间＝（213－定时初值）×机器周期 如果晶振频率为6MHz ，则最大定时时间为： 213×1/6MHz×12＝214（ ）
单片机原理及应用
MCS-5单片机内部共有两个16位可编程的定时器/计数器，即 定时器T0和定时器T1它们既有定时功能又有计数功能。
1.1 结构
定时器/计数器的基本结构如图6.3所示。基本部件是两个8位计 数器（其中TH1和TL1是T1的计数器，TH0和TL0是T0的计数器）。
2-MCS51单片机原理-定时器解析
MOV TL0,#9CH ；T0置初值
MOV TH0,#9CH
SETB TR1 ；启动T1
HERE: AJMP HERE
方式3的应用
T0工作在方式3时，TL0和TH0被分成两个独立的8位
定时器/计数器。其中，TL0可作为8位的定时器/计
数器；而TH0只能作为8位的定时器。
33
当T1用作串行口波特率发生器时，T0才设置为方式3。 此时，常把T1设置为方式2，用作波特率发生器。
31
外部信号由T1(P3.5) 脚输入,每发生一次负跳变计数 器加1，每输入100个脉冲，计数器产生溢出中断， 在中断服务程序中将P1.0取反一次。
T1工作在方式2的控制字为TMOD=60H。不使用T0 时，TMOD的低4位可任取，但不能使T0进入方式 3，这里取全0。
（2）计算T1的初值
X=28-100=156=9CH
18
定时器/计数器的编程和应用 4种工作方式中，方式0与方式1基本相同，由于方式0
是为兼容MCS-48而设，其计数初值计算复杂，在 实际应用中，一般不用方式0，而采用方式1。 方式1应用 例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。
19
方波的周期用T0来确定，让T0每隔1ms计数溢出1次， 既T0每隔1ms产生一次中断，CPU相应中断后， 在中断服务程序中对P1.0取反。
(2) C/T*——计数器模式和定时器模式选择位 0：定时器模式。 1：计数器模式。
6
（3） GATE——门控位 0：以运行控制位TRX（X=0,1）来启动 定时器/计数器运行。 1： 用 外 中 断 引 脚 ( INT0* 或 INT1* ) 上 的 高电平来启动定时器/计数器运行。
单片机原理及应用教程(C语言版)-第6章 MCS-51单片机的定时器计数器
6.1.1 单片机定时器/计数器的结构
MCS-51单片机定时器/计数器的原理结构图
T0(P3.4) 定时器0 定时器1 T1(P3.5) 定时器2 T2EX(P1.1)
T2(P1.0)
TH0
溢 出 控 制
TL0
模 式 溢 出
TH1
控 制
TL1
模 式 溢 出
TH2
TL2
重装 捕获
RCAP 2H
RCAP 2L
6.2.2 T0、T1的工作模式
信号源 C/T设为1，为计数器，用P3.4引脚脉冲 C/T设为0，为定时器，用内部脉冲 运行控制 GATE=1，由外部信号控制运行 此时应该设置TR0=1 P3.2引脚为高电平，T0运行 GATE=0， 由内部控制运行 TR0设置为1，T0运行
6.2.2 T0、T1的工作模式
6.2.3 T0、T1的使用方法
例6-1 对89C52单片机编程，使用定时器/计 数器T0以模式1定时，以中断方式实现从P1.0引 脚产生周期为1000µ s的方波。设单片机的振荡频 率为12MHz。 分析与计算 （1）方波产生原理 将T0设为定时器，计算出合适的初值，定 时到了之后对P1.0引脚取反即可。 （2）选择工作模式 计算计数值N
6.2.1 T0、T1的特殊功能寄存器
TR1、TR0：T1、T0启停控制位。 置1，启动定时器； 清0，关闭定时器。
注意： GATE=1 ，TRx与P3.2（P3.3）的配合控制。
IE1、IE0：外部中断1、0请求标志位 IT1、IT0：外部中断1、0触发方式选择位
6.2.2 T0、T1的工作模式
6.2.1 T0、T1的特殊功能寄存器
GATE＝0，禁止外部信号控制定时器/计数器。 C/T——定时或计数方式选择位 C/T＝0，为定时器；C/T＝1，为计数器 计数采样：CPU在每机器周期的S5P2期间，对 计数脉冲输入引脚进行采样。
第六章 MCS-51单片机内部定时器
6.3.1 模式0及应用
在这种模式下，16位寄存器只用了13位。 其中，TL0的高3位未用，TH0占8位。当 TL0的低5位溢出时，向TH0进位。当TH0 溢出时，向中断标志位TF0进位，并申请中 断。 因此，可通过查询TF0 是否置位或考 察中断是否发生来判断定时器/计数器0的 操作完成与否。
（2）计算1ms定时T0的初值：
机器周期为(1/fOSC)×12=[1/(12×106)]×12=1μs, 设T0的 计数初值为X，则 (213-X)×1×10-6=1×10-3ms
X=213-1×10-3/(1×10) -6 =8192-1000=7192D=1110000011000
高8位: E0H 低5位: 18H
fosc=12MHz, 采用查询方式。
解：方波周期 T=1/100Hz=0.01s=10ms 用T1定时5ms 计数初值 X为： X=216-12×5×103/12=60536=EC78H 程序如下：
MOV TMOD， #10H ；T1模式1，定时方式
SETB TR1 LOOP：MOV TH1，#0ECH
例：晶振为12MHZ ，则计数周期为
T=12/(12*106)Hz =1微秒
最短的定时 周期
计数器工作方式：
当定时器/计数器为计数工作方式时，通过
引脚T0和T1对外部信号计数，外部脉冲的下降
沿触发计数
在每个机器周期的
采样过程：
S5P2期间采样引脚
当输入脉冲信号从1到0的负跳变时，计数器就 自动加1。 由于检测一个由1到0的跳变需要两 个机器周期，所以 计数的最高频率为振荡频 率的1/24。为了确保给定电平在变化前至少被 采样一次，外部计数脉冲的高低电平均需保持 一个机器周期以上。（占空比没有限制）
MCS-51定时计数器的应用.
10
方案选择： (1)怎样实现较长时间的定时?
上一个实验已经讨论了单片机定时器的最大时间间 隔,采用定时器与计数器相结合的方法解决了较长时 间定时的问题
这里还可用另一种方法解决:用T1作定时器,用软件 对定时时间到计数,这样可节省一个定时器作其它用
如果设T1为定时方式0,定时间隔选为10ms,那么要想 达到2秒的定时,软件计数的次数应该是200次。
第四章 MCS-51定时/计数器的应用 定时/计数器是单片机应用中的重要部件，
其工作方式的灵活应用对提高编程技巧， 减轻CPU的负担和简化外围电路有很大益 处。本章通过两个实验说明定时/计数器的 基本用法，通过应用实例，使读者掌握定 时/计数器的软件设计技巧。
1
一、定时/计数器的基本用法
【实验1】利用T0定时,T1计数 二者复合的方法,实现较长 时间的定时间隔。 实验要求:如图所示,在 P1.7 端 接 有 一 个 发 光 二 极 管 , 要 利 用 定 时 控 制 使 LED 亮一秒停一秒,周而复始。
注意:T0与T1都是加1计数器,所以初值应按补码 计算。实际计算方法是:假定初值为X,若定时间隔 100ms,应该有
(216-X) ·2μ S=100ms ∴x=15536=3CB0H 3CH装入TH0，B0H装入TL0 T1 计 数 器 在 方 式 2 下 是 8 位 的 ， 计 数 5 次 的 初 值 的 是 (256-5)=251=FBH，同时装入TH１与TL1。
=216·2μ S=131.07ms 3
而实验要求定时间隔为1秒,这三种方式都不能 满足。对于较长的定时间隔应采取复合的办法。 例如,可将T0设成定时间隔为100ms(只能用方式1), 当定时时间到,将P1.0的输出反相,再加到T1端作 计数脉冲,需要定时两次才构成一个完整的计数脉 冲,因此设T1计数5次,就能完成1秒的定时:
方案选择： (1)怎样实现较长时间的定时?
上一个实验已经讨论了单片机定时器的最大时间间 隔,采用定时器与计数器相结合的方法解决了较长时 间定时的问题
这里还可用另一种方法解决:用T1作定时器,用软件 对定时时间到计数,这样可节省一个定时器作其它用
如果设T1为定时方式0,定时间隔选为10ms,那么要想 达到2秒的定时,软件计数的次数应该是200次。
第四章 MCS-51定时/计数器的应用 定时/计数器是单片机应用中的重要部件，
其工作方式的灵活应用对提高编程技巧， 减轻CPU的负担和简化外围电路有很大益 处。本章通过两个实验说明定时/计数器的 基本用法，通过应用实例，使读者掌握定 时/计数器的软件设计技巧。
1
一、定时/计数器的基本用法
【实验1】利用T0定时,T1计数 二者复合的方法,实现较长 时间的定时间隔。 实验要求:如图所示,在 P1.7 端 接 有 一 个 发 光 二 极 管 , 要 利 用 定 时 控 制 使 LED 亮一秒停一秒,周而复始。
注意:T0与T1都是加1计数器,所以初值应按补码 计算。实际计算方法是:假定初值为X,若定时间隔 100ms,应该有
(216-X) ·2μ S=100ms ∴x=15536=3CB0H 3CH装入TH0，B0H装入TL0 T1 计 数 器 在 方 式 2 下 是 8 位 的 ， 计 数 5 次 的 初 值 的 是 (256-5)=251=FBH，同时装入TH１与TL1。
=216·2μ S=131.07ms 3
而实验要求定时间隔为1秒,这三种方式都不能 满足。对于较长的定时间隔应采取复合的办法。 例如,可将T0设成定时间隔为100ms(只能用方式1), 当定时时间到,将P1.0的输出反相,再加到T1端作 计数脉冲,需要定时两次才构成一个完整的计数脉 冲,因此设T1计数5次,就能完成1秒的定时:
第3次《单片机原理与应用》-定时计数器
定时器初始化编程：
使用定时器工作之前，先写入控制寄存器， 确定好定时器工作方式。 初始化编程格式：
MOV TMOD，# 方式字 MOV THx，#XH MOV TLx，#XL (SETB EA ) (SETB ETx) SETB TRx ；选择方式 ；装入Tx时间常数 ；开Tx中断 ；启动Tx定时器
TMOD，#01H ；设置T0为方式1定时
ACALL PT0M0
HERE： AJMP HERE
；调用初始化子程序PT0M0
；原地循环，等待中断
22
PT0M0： MOV
TL0，#0CH
；T0初始化，装初值的低8位
MOV
TH0，#0FEH
；装初值的高8位
；允许T0中断 ；总中断允许 ；启动T0 ；中断子程序，T0重装初值 ；P1.0的状态取反
本例，主程序用一条转至自身的短跳转指令来代替。
21
参考程序如下：
ORG 0000H ；程序入口 ；转主程序 ；T0中断入口 ；转T0中断处理程序IT0P ；主程序入口 ；设堆栈指针
RESET： AJMP MAIN ORG 000BH
AJMP IT0P ORG MAIN： MOV MOV 0100H SP，#60H
2）中断方式：初始化后执行其它任务，中断服务程序处理溢出。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH(001BH) ；Tx中断入口 LJMP PTS MAIN： … ；初始化后执行其他程序 PTS： … ；溢出中断服务程序 MOV THx，#XH ；重装时间常数 MOV TLx，#XL RETI
即T0每隔1ms产生一次中断，CPU响应中断后，在中断服务 子程序中对P1.0取反。为此要做如下几步工作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
TCON对于定时/计数器的控制（P142）
• TF1----定时/计数器T1的溢出标志位，当T1计满 溢出，TF1置1，中断处理后由硬件自动清零。
• TR1----定时/计数器T1的启动位，TR1=1时启动， TR1=0时停止。由软件置位和清零。
• TF0----定时/计数器T0的溢出标志位，功能与TF1 相同。
计数（1μs）计数。
• 当定时/计数器用于计数，加1计数器对单片机引脚 T0(P3.4)或T1(P3.5)上的输入脉冲计数。
• 无论定时，还是计数，当加1计数器由全1再加1变成 全0时产生溢出，形成溢出中断。
定时/计数器的初值（P140）
• 对于加1计数器，每来1个计数脉冲就加1，当计数 器计满时，由全1再加1变成全0时产生溢出，形成 溢出中断。如果要计数 N 达到溢出,则要先向计 数器设初值X。 初值X=[(最大计满值M)+1]-[计数值N]
触发 标志位
0：INT0电平触发 1：INT0负边沿触发
停T1计数：0 T1启停位 启T1计数：1
中断标志位0：硬件复位 1：INT0上有中断
硬件复位：0 T0中断标志位 T0溢出中断：1
触发标志位 0：INT1电平触发 1：INT1负边沿触发
停T0计数：0 T0启停位 启T0计数：1
中断标志位 0：硬件复位 1：INT1上有中断
第7章 MCS-51单片机的 定时/计数器及应用
定时/计数器是单片机应用系统的 最重要组成部分之一
7.1 定时/计数器及应用概述（P139）
定时/计数器是单片机的一项重要技术，MCS-51 有T0和T1两个定时/计数器，增强型52还有T2 定时/计数器。
1s(秒)=1000ms(毫秒) 1ms(毫秒)=1000μs(微秒) 1μs(微秒)=1000ns(纳秒) 1ns(纳秒)=1000ps(皮秒)
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2 S3 S4 S5 S6
1个机器周期
1个机器周期
7.2.3 定时/计数器T0和T1的相关SFR（P141）
定时/计数器T0和T1的工作模式寄存器TMOD
b7
b6
b5 b4
b3
b2 b1 b0
GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 TMOD
• TR0----定时/计数器T0的启动位，功能与TR1相同。
7.2.4 定时/计数器T0和T1的工作方式（P142） ----方式0和方式1
• 方式0（M1 M0=00）和方式1（M1 M0=01）的区分只是计数的 位数不同。方式0是13位，方式1是16位。
方式0使用TL0（或TL1）的低5位和TH0（或TH1）的8位，TL0 （或TL1）计满时向高位TH0（TH1）进位。
溢出
计数脉冲
方式1使用TL0（或TL1）的8位和TH0（或TH1）的8位，TL0 （或TL1）计满时向高位TH0（TH1）进位。
溢出
计数脉冲
方式0和方式1的逻辑电路结构图
振荡器
/12
T0 TR0
GATE INT0
控制
TL0 TH0
中断 TF0
• 当定时/计数器工作于R位计数方式时，其最大计 数（计满）值为2R-1。
• 对于8位计数器，其最大计满值为28-1=255；对于 16位计数器，其最大计满值为216-1=65535；对于 13位计数器，其最大计满值为213-1=8191；
片外输入计数脉冲频率的最大值
• 对于外部脉冲的计数，在每个机器周期的S5P2对引 脚P3.4或P3.5上的信号采样，如果在两个相邻周期 出现下降沿，则在下一个机器周期的S3P2加1计数器 计数1次。因此要2个机器周期才能计数1次。也就是 最少需要2μs计数1次，因此外部输入脉冲频率 <500KHz。
0
溢出位
1
溢出位置1
11 1111111111
1
计数器到了最大值
再来1个脉冲
00 0000000000
1
可通过P3.4和P3.5对 外部脉冲计数
外部脉冲从 P3.4和P3.5接入， 分别由T0和T1计数。
外 部 脉 冲
定时/计数器的结构图（P140）
机器周期
T1(P3.5)
T0(P3.4)
溢出
微 处 理 器
程来设定工作方式。（见P141表7.1）定时/计数 器T0和T1工作方式选择表。
定时/计数器的工作原理
• T0和T1定时/计数器的核心分别是2个16位加1计数 器，当计数到最大值，并再来1个计数脉冲时产生 溢出，使溢出标志位置1，产生溢出中断，通过中 断处理程序完成设计目的。
• 也可通过查询溢出标志获知溢出，通过相应的子 程序完成设计目的。
T1
T0
C/T----1:计数模式，0:定时模式。 M1 M0----设置定时/计数器的工作方式，T0有4种工
作方式，T1有3种工作方式。见P141表7.1。 GATE----门控位，控制定时/计数器是否受外部中断
请求信号影响。
定时/计数器T0和T1工作方式选择
M1
M0
方式
0
0
0
13位定时器/计数器
周期是事件出现的事 件间隔，用T表示。
频率是1s内周期性事 件重复的次数，用f表示。
f=1/T
7.2.1 定时/计数器T0和T1的主要特性 （P139）
• T0和T1是两个16位的可编程定时/计数器。 • T0和T1的定时功能：对内部系统时钟计数定时。 • T0和T1的计数功能：对外部脉冲信号计数。 • T0有4种工作方式，T1有3种工作方式，可通过编
0
1
1 16位定时器/计数器
1
0
2
自动重载8位定时器/计数器
1
1
3
对T0分为两个8位独立计数器；
对T1设置方式3时停止工作.
定时器/计数器的控制寄存器TCON
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
TCON
TF1 TR1 TF0 TR0 TE1 IT1 IE0 IT0
T1中断 硬件复位：0 标志位 T1溢出中断：1
TH1
启动
TCON
溢出TL1TH0源自TL0内部总线启动
工作方式
工作方式
TMOD
定时/计数器的结构说明
• TH0和TL0是定时/计数器T0计数器的高8位和低8位， TH1和TL1是定时/计数器T1计数器的高8位和低8位。
• 工作模式寄存器TMOD用来设置定时/计数器T0和T1的 工作方式。
• 控制寄存器TCON用来控制T0和T1的启动和停止。 • 当定时/计数器用于定时，加1计数器对内部机器周期