第七章MCS-51系列单片机的定时器 计数器及其应用.

第七章MCS-51系列单片机的定时器/计数器及其应用

7.1 MCS-51的定时/计数器概述

8031/8051内部带有两个16位的定时/计数器

一、定时/计数器的特点：

（1）是一个二进制的加法计数器，当计数器计满回零时刻自动产生溢出中断请求； （2）既可以用作定时器，也可用作计数器

（3）有四种工作模式：模式0、模式1、模式2和模式3

（4）定时时间和计数值均可通过程序设定，最大值与工作模式和单片机的时钟频率有关 （5）它是硬件延时逻辑电路，与软件延时相比，可以提高CPU 的工作效率。

二、定时/计数器的应用

1.定时——产生一个标准的时间间隔

例如单片机使用这种方式可以产生一个符合某一要求的脉冲方波(如下图)。

2.计数——对外部的事件(脉冲)进行统计 外部事件的发生是随机的,单片机不可能预知外部事件何时发生,但可以进行统计（计数）。当达到所要求的计数值时,单片机进行相应的操作。

7.2 定时/计数器的四种工作模式

1.模式0——13位计数器模式

在某一个初值的基础上加1计数，当计数器计满为全“1”,再来一个计数脉冲时，就产生一个“溢出中断信号”TF1=1。

（1）C/T ： 计数器输入脉冲选择开关

（2）寄存器初值：该参数决定着定时或计数的周期。 （3）TR 、GATE 、INT1控制定时/计数器的启动：

GATE=0时, TR1=1开始定时/计数; TR1=0：计数器T1停止计数； 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.

（4）TF=1 ：定时或计数时间到，可以采用查询或中断方式处理

计数值C=213-初值

定时时间T=（213-初值） ×Tosc × 12 2.模式1——16位计数器模式(以T1为例).

定时时间=（216-初值） ×Tosc × 12 3.模式2——8位自动重装初值模式

由TL1做计数器，TH1做初值寄存器， 工作前TL1,TH1分别预置相同的初值。TL1 计数时, 当产生溢出的同时, 将TH1中的初值自动重装TL1。TL1继续计数……此模式主要用于做串行口波特率发生器。

定时时间=（28-TH1初值） ×Tosc × 12 4.模式3——组合扩展模式（仅适用于T0）

在这种模式中,单片机将T0和T1重新进行“拆分、组合”.将T0变为由TH0,TL0组成的两个独立的8位定时/计数器.

总结：

1. 定时/计数器的特点

2. 定时/计数器的四种工作模式

中断

7.3 MCS-51对定时/计数器的控制

MCS51通过两控制寄存器TMOD 和TCON 实现对T0、T1的控制 1.模式控制寄存器TMOD （SFR 的地址:89H ）

GA TE 选通门: GA TE=0时,只要TR=1,计数器就开始工作； GATE=1时,只有INT=TR=“1”时,计数器工作 C/T 计数、定时方式选择位: C/T=1时,计数方式。

C/T=0时:定时方式。 M1 模式2：常用于单片机串行通讯时作“波特率”发生器。 模式3：仅T0可以工作于该模式

2.控制寄存器TCON (SFR 地址:88H)

TF0 定时器T0的溢出标志:

计数器溢出时硬件自动置位，即TF0=1。进入中断后硬件自动清除（TF0=0），若是查询方式则可由软件清除； TR0 计数器T0的控制位:

由软件设定: TR0=1计数器开始工作；TR0=0计数器停止计数。 TF1、TR1同上。

IE1,IE0 外部中断INT1,INT0的请求标志:

当单片机检测到INT 引脚上有下降沿时,IE=1申请中断.进入中断服务程序时,硬件自动清除IE 标志.

IT1,IT0 外中断触发类型控制:

IT=1时,外中断信号的下降沿触发IE 标志；

M0

M1 C/T GATE M0 M1 C/T GAT E

定时/计数器1 定时/计数器0

I T 0 I E 0 I T 1 I E 1 T R 0 T F 0 T R 1 T F 1 T0、T1的启动和溢出标志外部中断标志IE 和触发方式选择

IT=0时,外中断信号的低电平触发IE标志。

7.4 定时/计数器的初始化

一、初始化的步骤：

1.根据需要，设定工作方式（C/T位）计数或定时；

2.确定初值TC；

3.若采用中断方式，则要设置相应的中断参数、优先级别；

4.送命令字，启动计数器。

二、计数、定时初值的计算：

1.计数初值计算公式：TC=M-C

例：在模式0或模式1时，每接收100个外部事件，要求产生一个中断，确定计数初值。

（1）模式1：TC=65536-100=65436=FF9CH

（2）模式0：TC=8192-100=8092=1F9CH

2.定时器初值计算公式：TC= M – T / T计数

其中：M 计数模；

T 定时时间；

T计数系统时钟周期的12倍，即12Tosc

设系统时钟为6MHZ,则T计数=2μЅ。

例:请计算定时50ms所需要的定时初值。（设fosc=6MHz）

1.确定模式：选择模式1 ，且C/T=0（定时方式）。

2.计算定时初值：

TC= M – T / T计数

TC=65536 -50ms/2μЅ

=65536-25000

=40536

=9E58H

即THi=9EH；TLi=58H