第06章 定时器-计数器

解：要在P1.0引脚输出周期为10ms的方波，只要使P1.0每隔 5ms取反一次即可。 计算5ms定时T0的初值: T = (213－T0初值)×(1/12)×10-6×12 = 5×10-3 s T0初值 = 3192 D = C78 H = 01100011 11000 B T0的低5位：11000 B=18H 即 (TL0)=18H T0的高8位：01100011 B=63H 即 (TH0)=63H
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§6.2.2
控制器寄存器 TCON
• TCON除可字节寻址外，各位还可位寻址。
• 89S51系统复位时，TCON的所有位被清0。
• TCON各位的定义格式如图所示。
TCON （88H） 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
MCS-51 T0 ( T1) 端口 外部脉冲 外部 设备
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89S51定时/计数器的工作原理
（1）：何时控制启动计数器？
思考：
系统内部 时钟fosc/12
定时/计数 控制C/T 外部脉冲 T0或T1引脚 C/T=1 启动控制 TR
（2）：如何控制是定时还是计数？ （3）：如何控制定时/计数的长短？
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TMOD GATE C/ T M1 M0 GATE C/ T M1 M0 （89H） 定时器T1 定时器T0
TMOD的低四位为T0的控制位 模式0：M1M0=00， 定时器方式：C/T=0， 门控位不受INT0的影响：GATE=0， ∴ 模式字为 TMOD=0000 0000 B=00H
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（3）采用查询方式的程序 程序清单： ORG 0000H LJMP MAIN ；初始化引导程序 ORG 0080H MAIN： MOV TMOD,#00H ；设置T0为模式0 MOV TL0,#18H ；送初值 MOV TH0,#63H SETB P1.0 SETB TR0 ；启动定时 LP： JBC TF0，NEXT ；查询定时时间到否 SJMP LP NEXT： MOV TL0,#18H ；重装计数初值 MOV TH0,#63H CPL P1.0 ；取反 SJMP LP ；重复循环
§6.3.2 模式 1 及其应用
一、模式 1 的逻辑电路结构：
（T0模式 1 的逻辑电路结构与T1相同）
二、模式 1 工作特点
三、模式 1 的应用举例
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一、模式 1 的逻辑电路结构
GATE=0时,TR1=1开始定时/计数; GATE=1时(门控方式), TR=1且INT1=1时,开始工作.此种方 式主要用于测量加在INT1脚上一个正脉冲的脉宽。
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三、模式 0 的应用举例
例6-1：设晶振为12MHz，试计算定时器T0工作于模式0时的最 大定时时间T。 解：加1计数器为13位，定时时间为： t=(213－T0初值)×振荡周期×12 最大定时时间为“T0初值=0”时。
T 2 13 振荡周期 12
2
13
1 12 6 12 10
并不用于定时或计数。
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2、设晶振为12MHz，试计算定时器T0工作于模式1时 的最大定时时间T。 解：定时时间为： t=(216－T0初值)×振荡周期×12 最大定时时间为“T0初值=0”时。 所以： T 2 16 振荡周期 12
C/T=0
计数脉冲 CP N位增量计数器 N位初值寄存器
TF 计数器溢出 （中断信号）
MCS-51单片机定时器/计数器模型
• 由启动控制开关TR来控制计数器是否计数：
当TR=0时：计数器计数脉冲被断开，所以停止工作； 当TR=1时：计数器的计数脉冲输入端与信号源接通，
计数器开始计数（工作）。
• 定时、计数方式由C/T控制。 当C/T=0时：多路器选择的是系统时钟（fosc/12），
（T0模式 0 的逻辑电路结构与T1相同）
二、模式 0 工作特点
三、模式 0 的应用举例
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一、模式 0 的逻辑电路结构
震荡器 1/12 C/T=0 C/T=1 启动控制
13位加1计数器 TL1 TH1 TF1 中断
T1 引脚 TR1 GATE INT1
(低 5位 )
(8位)
高三位弃用
* 模式0时定时器T0同T1
2）确定TMOD的初值 TMOD=0000 0000 B=00H
10ms 10ms
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解：3）编写程序 初始化引导程序： ORG 0000H RESET: AJMP MAIN ；跳过中断服务程序 区 ORG 001BH ；中断服务程序入口 AJMP ITOP 主程序： ORG 0100H MAIN: MOV SP,#60H ；设堆栈指针 MOV TMOD,#00H ；选择工作模式 MOV TH1,#63H ；送初值 MOV TL1,#18H SETB P1.0 ；P1.0置1 SETB TR1 ；启动定时 SETB ET1 ；T1开中断 SETB EA ；CPU开中断 HERE: AJMP HERE ；等待时间到，转入 中断服务程序
• 每个定时器/计数器都可由软件设置为 定时工作 方式或 计数工作方式。由特殊功能寄存器 TMOD和TCON所控制。 • 定时器/计数器有四种工作模式。其中模式0-2对 T0和T1是一样的，模式3对两者不同。
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定时工作方式 定时器计数89S51片内振荡器输出经12分频后的 脉冲，即每个机器周期使定时器（T0或T1）的数值 加1直至计满溢出。计数速率是fosc/12。 例：当89S51采用12MHz晶振时，一个机器周 期为1μs，计数频率为1MHz。
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解：3）编写定时器T0的初始化程序段 主程序： ORG 0100H MAIN: MOV SP,#60H ；设堆栈指针 MOV TMOD,#00H ；选择工作模式 MOV TH0,#63H ；送初值 MOV TL0,#18H SETB TR0 ；启动定时 …
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例6-3：设定时器T1工作于模式0，晶振为6MHz。编程实现：每 10ms时间P1.0取反的程序（50Hz的方波）。 20ms 解：1）确定T1初值（同例2） （TH1）=0110 0011 B=63H（高8位） （TL1）=1 1000 B=18H（低5位）
TMOD （89H）
定时器T1
定时器T0
作模式
M1 0 0 1 1 M0 0 1 0 1 工作模式 模式 0 模式 1 模式 2 模式 3 功能描述 13 位计数器 16 位计数器 自动再装入 8 位计数器 定时器 0：分成二个 8 位计数器 定时器 1：停止计数
中断服务程序: ORG 0150H ITOP: MOV TL1,#18H ；重新装入初值 MOV TH1,#63H
CPL P1.0 ；P1.0取反
RETI ；中断返回
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例6-4：利用T0的工作模式0产生定时，在P1.0引脚输出周期为 10ms的方波。设晶振频率fosc=12MHz。编程实现其功能 （分别采用查询方式和中断方式）。
(216－T0初值)（个外部脉冲）
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三、模式 1 的应用举例
例6-5：
1、设定时器T0选择工作模式1的计数器工作方式，
其计数器初值为FFFFH，问此时定时器T0的实
际用途是什么？ 解：因其初值为FFFFH，只要随机外来一脉冲即可 溢出，向CPU申请中断，故这一内部中断源实 质上已作为外部中断源使用。因此此定时器T0
震荡器 1/12 C/T=0 启动控制 16位加1计数器 TL1 C/T=1 TH1
(8位)
TF1
中断
T1 引脚
TR1 GATE INT1
(8位)
二、模式 1 工作特点 • 该模式对应的是一个16位的定时器/计数器。 • 用于定时工作方式时，定时时间为：
t=(216－T0初值)×振荡周期×12
• 用于计数工作方式时，计数长度为：
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控制寄存器TCON的位定义
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§6.3 定时器/计数器的四种模式及应用
§6.3.1 模式 0 及其应用 §6.3.2 模式 1 及其应用
§6.3.3 模式 2 及其应用
§6.3.4 模式 3 及其应用
§6.3.5 综合应用举例
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§6.3.1 模式 0 及其应用
一、模式 0 的逻辑电路结构
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计数工作方式
• 通过引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）能对间隔可能不 相等的外部脉冲进行统计计数。当达到所要求的计 数值时,单片机进行相应的操作。 • 当输入脉冲信号产生由1至0的下降沿时计数器的值 加1。 CPU检测一个1至0的跳变需要两个机器周期， 故最快计数速率是fosc/24。
• 89S51定时器/计数器的结构如 图 所示。 • 有两个16位的定时器/计数器，即定时器0（T0） 和定时器1（T1），都是16位加1计数器。 • T0由两个8位特殊功能寄存器TH0和TL0构成； T1由TH1和TL1构成。
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89S51定时器/计数器结构图
§6.1.2 89S51定时器/计数器功能
即定时方式；
当C/T=1时：多路器选择的是外部（T0或T1引脚）输入， 即计数方式。 • 定时/计数的长短由初值寄存器中的计数初值来设定。
§6.2 定时器/计数器的控制
• §6.2.1 工作模式寄存器 TMOD
• §6.2.2 控制器寄存器 TCON
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§6.2.1 工作模式寄存器 TMOD
8192 10 6 8.192ms
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例6-2：设定时器T0用于定时10ms，晶振为6MHz。试确定T0 初值。并编写定时器T0初始化程序段。
解：1）确定T0初值