MCS单片机张淑清PPT课件
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4.1 定时器/计数器的结构
图4-1 定时器/计数器结构图
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4.1.1 定时器/计数器方式控制寄存器 TMOD
TMOD用于控制定时器/汁数器的工作模式及工作方式，其字 节地址为80H，格式如下。其中，低4位用于决定T0的工作方式，高4位用 于决定T1的工作方式。
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1、M1和M0工作方式控制位 M0和M1为工作方式控制位，确定4种 工作方式，如表4-1所示。
；1
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4.4.6 运行中读定时器／计数器的 值
• 在读取运行中的定时器／计数器时， 需要特别加以注意，否则读取的汁数值有 可能出错。
• 原因:不可能在同一时刻同时读取TLx 和THx的内容。比如，先读 TLx后读THx， 由于定时器在不断运行，读THx前，若恰 好产生TLx向THx进位的情形，则读得的 TLx值就完全不对了。同样，先读THx再读 TLx也可能出错。
25HZ的方波周期为40ms，可用定时器产生20ms的定 时，每隔20ms改变一次P1.0的电平，即可得25HZ的方波。
1. 确定计数初值 由于时钟频率为12MHZ，所以，机器周期为:12/fosc=1µs t=（216-T0初值） 机器周期
当t=20ms时，（216-T0初值） 110-6=20 10-3 解得：T0初值=45536=0B1E0H
TLx计数满产生溢出时，一方面置1溢出标志TFx；另一方面自动将THx中的 内容送至TLx ，使8位定时器/计数器从所装初值开始更新开始计数。
图4-4 定时器／计数器方式2结构框图
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4.2.4 工作方式3 （M1 M0:11） 对定时器T0有效。将16位的计数器分为两个独立的8位计数器TH0和TL0。
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谢谢您的观看！
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0FCH赋给TH1， 18H同时赋给TL1。
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• CLR EA
• CLR TR1
；1
• MOV A,#21H ； 1
• ADD A, TL1 ； 1
• MOV TLl, A ； 1
• MOV A, #0FCH； 1
• ADDC A, TH1 ； 1
• MOV TH1, A ； 1
• SETB EA
• GATE=1时，只有在INT0（或INT1）引脚为 高电平的情况下，且由软件使TR0（或TR1） 置1时，才能启动定时器T0（或T1）工作
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4.1.2 定时器/计数器的控制寄存器TCON
• 控制寄存器TCON的位地址是88H，可以对它 进行位寻址。
• (1)启动:设定好了定时器/计数器的工作方式 后，通过设置控制寄存器TCON中的相应位来 启动。
4.2.2 工作方式1 （M1 M0:01） 定时器/计数器工作在方式0时，16位计数器，即THx作为高8位，TLx作为
低8位。
图4-3 定时器／计数器方式1结构框图
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4.2.3 工作方式2 （M1 M0:10） 自动重装初值8位计数器。TLx作为8位计数器， THx用作常数寄存器。
LOOP: MOV TH0 , #0F0H；给定时器T0送初值 MOV TL0 , #0CH
LOOP1: JNB TF0 , $；$为当前指令指针地址 CLR TF0
CPL P1.0 SJMP LOOP
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4.4.2 方式1的应用
【例4-2】 用定时器T0产生25HZ的方波。由P1.0输出此方波（设时钟频率为 12MHZ）。
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4.4 定时器/计数器的编程和应用
使用定时器/计数器时必须计算计数初值。假 设T为定时时间，计数器位数为n，系统时钟 频率为fosc，计数初值为x，则它们满足下 列关系式：
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4.4.1 方式0的应用
【例4-1】利用定时器T0产生1ms定时。由 P1.0输出占空比为1:1的周期为2ms的方波 信1号. 确。定（计设数时初钟值频率为6MHZ）。
当t= 500us时，（28-T1初值） 210-6=500 10-6
解得：T1初值=06H 06H赋给TL1， 06H同时赋给TH1。
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2.设计程序
MOV TMOD , #20H；设定T1的工 作方式2
MOV TH1 , #06H；给定时器T1 送初值
MOV TL1 , #06H SETB TR1；启动T1工作 LOOP: JNB TF1 , $；$为当前指令指针地 址 CLR TF1 CPL P1.0 SJMP LOOP
定时器T1只能工作在方式0～2，并工作在不需中断的场合。
图4-5 定时器／计数器方式2结构框图
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4.3 定时器/计数器对输入信号的要求
定时: 对机器周期（即12/ fosc ）计数。精度取决于输入脉冲的周期，因此 当需要高分辨率的定时时，应尽量选用频率较高的晶振(MCS-51最高为 12MHz)。
由于时钟频率为6MHZ，所以，机器周期 为:12/fosc=2µs
t=（213-T0初值） 机器周期 当t=1ms时 ， （ 213-T0 初值 ） 210-6=1
10-3 解得：T0初值=7692=1111000001100B
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2. 设计程序 MOV TMOD , #00H；设定T0的工作方式 SETB TR0；启动T0工作
如：fosc=12MHz时，机器周期1微秒，计数脉冲周期间隔为1微秒，误差 为1微秒。
fosc=6MHz时，机器周期2微秒，计数脉冲周期间隔为2微秒，误差为 2微秒。
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计数：由于确认一次下跳变要花两个机器周期的时间，因此外 部输入的计数脉冲的最高频率为振荡器频率的1/24。且高低电平至 少保持一个机器周期。 Tcy:一个机器周期
2. TF1:定时器T1溢出标志位。当定时器T1溢 出时，由硬件自动使TF1置1，并向CPU申 请中断。CPU响应中断后，自动对TF1清零。 TF1也可以用软件查询和清零。
3. TF0:定时器T0溢出标志位。功能与TF1相同。 4. TR0:定时器T0运行控制位。功能与TR1相同。
IE1：外部中断1请求标志位。 IT1：外部中断1触发方式控制位。 IE0：外部中断0请求标志位。 IT0：外部中断0触发方式控制位。
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4.4.5 定时器／计数器溢出同步问题
定时器溢应和查询都是有延迟的，这种延迟 并非固定不变，而是取决于(1)其它它中断服 务是否在进行，或(2)取决于执行的指令占用 的时间等。 1.采用中断方式时，若定时器／数器溢出中断 是唯一的中断源，则延迟时间取决于后一个 因素，可能在3-8个机器周期内变化，相邻 两次溢出中断响应的间隔的变化不大，在大 多数场合可以忽略。 2. 采用查询方式，延迟时间取决于执行指令占 用的时间，变化不大，在大多数场合可以忽 略。
• (2)停止：要使定时器/计数器停止运行，也通 过设置TCON中的相应位来实现。
• (3)标志：当定时器/计数器计满溢出，或有外 部中断请求时，TCON能标明溢出和中断情况。
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1. TR1:定时器T1运行控制位。可由软件置1 （或清零）来启动（或关闭）定时器T1， 使定时器T1开始计数。用指令SETB TR1 （或CLR TR1）使TR1置1（或清零）。
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3. 但在一些对定时精度要求十分苛刻的场合，则应对此误差进行补偿。下
面介绍的补偿方法，可使相邻两次间隔误差不超过1个机器周期。 假设定时时间为1ms，fosc=12MHZ，方式1 则： t=（216-T1初值） 机器周期
（216-T1初值） 110-6=1 10-3 解得：T1初值=0FC18H
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4.2 定时器/计数器的工作方式
4.2.1 工作方式0（M1 M0:00） 定时器/计数器工作在方式0时，16位计数
器只用了13位，即THx的高8位和TLx的低5 位，组成一个13位定时器/计数器。（x=0或 1）
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图4-2 定时器／计数器方式0结构框图
C//T＝0：定时器工作模式．对内部脉冲(fosc/12) 进行计。 fosc/12：机器周期。如： fosc=12MHz时，为1MHz C//T＝1：计数器第工8页作/共2模6页式，对来自 Tx引脚的外部
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4.4.3 方式2的应用
【例4-3】 用定时器T1产生500us的定时。由P1.0输出周期为
1ms的方波(设时钟频率为6MHZ)。
1ms的方波，可用定时器产生500us的定时，每隔500us改
变一次P1.0的电平。 1. 确定计数初值
由于时钟频率为6MHZ，所以，机器周期为:12/fosc=2µs t=（28-T1初值） 机器周期
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2、C/T定时器/计数器方式选择位
• C/T=0，定时方式，对机器周期进行计数； C/T=1，计数方式，对外部信号进行计数，
外部信号接至T0（P3.4）或T1（P3.5）引脚。
3 、 G AT E 门 控 位
• GATE=0时，只要用软件使TR0（或TR1） 置1就能启动定时器T0（或T1）；
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解决方法： 先读THx再读TLx，再读THx，若两次读得的THx相同．则可确定读得
的内容是正确的。 下面是有关的子程序，读得的TH0和TL0分
别放置在R1和R0内。 RDTIME： MOV A, TH0 MOV R0, TL0 CJNE A, TH0, RDTIME MOV R1, A RET
高8位0B1H赋给TH0， 低8位0E0H赋给TL0。
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2.设计程序 MOV TMOD , #01H；设定T0的工作方式1 SETB TR0；启动T0工作
LOOP: MOV TH0 , #0B1H；给定时器T0送初值 MOV TL0 , #0E0H
LOOP1: JNB TF0 , $；$为当前指令指针地址 CLR TF0 CPL P1.0 SJMP LOOP
图4-1 定时器/计数器结构图
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4.1.1 定时器/计数器方式控制寄存器 TMOD
TMOD用于控制定时器/汁数器的工作模式及工作方式，其字 节地址为80H，格式如下。其中，低4位用于决定T0的工作方式，高4位用 于决定T1的工作方式。
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1、M1和M0工作方式控制位 M0和M1为工作方式控制位，确定4种 工作方式，如表4-1所示。
；1
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4.4.6 运行中读定时器／计数器的 值
• 在读取运行中的定时器／计数器时， 需要特别加以注意，否则读取的汁数值有 可能出错。
• 原因:不可能在同一时刻同时读取TLx 和THx的内容。比如，先读 TLx后读THx， 由于定时器在不断运行，读THx前，若恰 好产生TLx向THx进位的情形，则读得的 TLx值就完全不对了。同样，先读THx再读 TLx也可能出错。
25HZ的方波周期为40ms，可用定时器产生20ms的定 时，每隔20ms改变一次P1.0的电平，即可得25HZ的方波。
1. 确定计数初值 由于时钟频率为12MHZ，所以，机器周期为:12/fosc=1µs t=（216-T0初值） 机器周期
当t=20ms时，（216-T0初值） 110-6=20 10-3 解得：T0初值=45536=0B1E0H
TLx计数满产生溢出时，一方面置1溢出标志TFx；另一方面自动将THx中的 内容送至TLx ，使8位定时器/计数器从所装初值开始更新开始计数。
图4-4 定时器／计数器方式2结构框图
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4.2.4 工作方式3 （M1 M0:11） 对定时器T0有效。将16位的计数器分为两个独立的8位计数器TH0和TL0。
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谢谢您的观看！
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0FCH赋给TH1， 18H同时赋给TL1。
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• CLR EA
• CLR TR1
；1
• MOV A,#21H ； 1
• ADD A, TL1 ； 1
• MOV TLl, A ； 1
• MOV A, #0FCH； 1
• ADDC A, TH1 ； 1
• MOV TH1, A ； 1
• SETB EA
• GATE=1时，只有在INT0（或INT1）引脚为 高电平的情况下，且由软件使TR0（或TR1） 置1时，才能启动定时器T0（或T1）工作
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4.1.2 定时器/计数器的控制寄存器TCON
• 控制寄存器TCON的位地址是88H，可以对它 进行位寻址。
• (1)启动:设定好了定时器/计数器的工作方式 后，通过设置控制寄存器TCON中的相应位来 启动。
4.2.2 工作方式1 （M1 M0:01） 定时器/计数器工作在方式0时，16位计数器，即THx作为高8位，TLx作为
低8位。
图4-3 定时器／计数器方式1结构框图
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4.2.3 工作方式2 （M1 M0:10） 自动重装初值8位计数器。TLx作为8位计数器， THx用作常数寄存器。
LOOP: MOV TH0 , #0F0H；给定时器T0送初值 MOV TL0 , #0CH
LOOP1: JNB TF0 , $；$为当前指令指针地址 CLR TF0
CPL P1.0 SJMP LOOP
第16页/共26页
4.4.2 方式1的应用
【例4-2】 用定时器T0产生25HZ的方波。由P1.0输出此方波（设时钟频率为 12MHZ）。
第13页/共26页
4.4 定时器/计数器的编程和应用
使用定时器/计数器时必须计算计数初值。假 设T为定时时间，计数器位数为n，系统时钟 频率为fosc，计数初值为x，则它们满足下 列关系式：
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4.4.1 方式0的应用
【例4-1】利用定时器T0产生1ms定时。由 P1.0输出占空比为1:1的周期为2ms的方波 信1号. 确。定（计设数时初钟值频率为6MHZ）。
当t= 500us时，（28-T1初值） 210-6=500 10-6
解得：T1初值=06H 06H赋给TL1， 06H同时赋给TH1。
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2.设计程序
MOV TMOD , #20H；设定T1的工 作方式2
MOV TH1 , #06H；给定时器T1 送初值
MOV TL1 , #06H SETB TR1；启动T1工作 LOOP: JNB TF1 , $；$为当前指令指针地 址 CLR TF1 CPL P1.0 SJMP LOOP
定时器T1只能工作在方式0～2，并工作在不需中断的场合。
图4-5 定时器／计数器方式2结构框图
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4.3 定时器/计数器对输入信号的要求
定时: 对机器周期（即12/ fosc ）计数。精度取决于输入脉冲的周期，因此 当需要高分辨率的定时时，应尽量选用频率较高的晶振(MCS-51最高为 12MHz)。
由于时钟频率为6MHZ，所以，机器周期 为:12/fosc=2µs
t=（213-T0初值） 机器周期 当t=1ms时 ， （ 213-T0 初值 ） 210-6=1
10-3 解得：T0初值=7692=1111000001100B
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2. 设计程序 MOV TMOD , #00H；设定T0的工作方式 SETB TR0；启动T0工作
如：fosc=12MHz时，机器周期1微秒，计数脉冲周期间隔为1微秒，误差 为1微秒。
fosc=6MHz时，机器周期2微秒，计数脉冲周期间隔为2微秒，误差为 2微秒。
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计数：由于确认一次下跳变要花两个机器周期的时间，因此外 部输入的计数脉冲的最高频率为振荡器频率的1/24。且高低电平至 少保持一个机器周期。 Tcy:一个机器周期
2. TF1:定时器T1溢出标志位。当定时器T1溢 出时，由硬件自动使TF1置1，并向CPU申 请中断。CPU响应中断后，自动对TF1清零。 TF1也可以用软件查询和清零。
3. TF0:定时器T0溢出标志位。功能与TF1相同。 4. TR0:定时器T0运行控制位。功能与TR1相同。
IE1：外部中断1请求标志位。 IT1：外部中断1触发方式控制位。 IE0：外部中断0请求标志位。 IT0：外部中断0触发方式控制位。
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4.4.5 定时器／计数器溢出同步问题
定时器溢应和查询都是有延迟的，这种延迟 并非固定不变，而是取决于(1)其它它中断服 务是否在进行，或(2)取决于执行的指令占用 的时间等。 1.采用中断方式时，若定时器／数器溢出中断 是唯一的中断源，则延迟时间取决于后一个 因素，可能在3-8个机器周期内变化，相邻 两次溢出中断响应的间隔的变化不大，在大 多数场合可以忽略。 2. 采用查询方式，延迟时间取决于执行指令占 用的时间，变化不大，在大多数场合可以忽 略。
• (2)停止：要使定时器/计数器停止运行，也通 过设置TCON中的相应位来实现。
• (3)标志：当定时器/计数器计满溢出，或有外 部中断请求时，TCON能标明溢出和中断情况。
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1. TR1:定时器T1运行控制位。可由软件置1 （或清零）来启动（或关闭）定时器T1， 使定时器T1开始计数。用指令SETB TR1 （或CLR TR1）使TR1置1（或清零）。
第21页/共26页
3. 但在一些对定时精度要求十分苛刻的场合，则应对此误差进行补偿。下
面介绍的补偿方法，可使相邻两次间隔误差不超过1个机器周期。 假设定时时间为1ms，fosc=12MHZ，方式1 则： t=（216-T1初值） 机器周期
（216-T1初值） 110-6=1 10-3 解得：T1初值=0FC18H
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4.2 定时器/计数器的工作方式
4.2.1 工作方式0（M1 M0:00） 定时器/计数器工作在方式0时，16位计数
器只用了13位，即THx的高8位和TLx的低5 位，组成一个13位定时器/计数器。（x=0或 1）
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图4-2 定时器／计数器方式0结构框图
C//T＝0：定时器工作模式．对内部脉冲(fosc/12) 进行计。 fosc/12：机器周期。如： fosc=12MHz时，为1MHz C//T＝1：计数器第工8页作/共2模6页式，对来自 Tx引脚的外部
第18页/共26页
4.4.3 方式2的应用
【例4-3】 用定时器T1产生500us的定时。由P1.0输出周期为
1ms的方波(设时钟频率为6MHZ)。
1ms的方波，可用定时器产生500us的定时，每隔500us改
变一次P1.0的电平。 1. 确定计数初值
由于时钟频率为6MHZ，所以，机器周期为:12/fosc=2µs t=（28-T1初值） 机器周期
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2、C/T定时器/计数器方式选择位
• C/T=0，定时方式，对机器周期进行计数； C/T=1，计数方式，对外部信号进行计数，
外部信号接至T0（P3.4）或T1（P3.5）引脚。
3 、 G AT E 门 控 位
• GATE=0时，只要用软件使TR0（或TR1） 置1就能启动定时器T0（或T1）；
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解决方法： 先读THx再读TLx，再读THx，若两次读得的THx相同．则可确定读得
的内容是正确的。 下面是有关的子程序，读得的TH0和TL0分
别放置在R1和R0内。 RDTIME： MOV A, TH0 MOV R0, TL0 CJNE A, TH0, RDTIME MOV R1, A RET
高8位0B1H赋给TH0， 低8位0E0H赋给TL0。
第17页/共26页
2.设计程序 MOV TMOD , #01H；设定T0的工作方式1 SETB TR0；启动T0工作
LOOP: MOV TH0 , #0B1H；给定时器T0送初值 MOV TL0 , #0E0H
LOOP1: JNB TF0 , $；$为当前指令指针地址 CLR TF0 CPL P1.0 SJMP LOOP