第五章 单片机的定时器和计数器

Timer1 TMOD TCON
GATE TF1
Timer0
M0 TR0 GATE
C/T
TR1
M1 TF0
C/T
M1
M0
M1 M0
工作模式
功能说明
00
01 10 11
方式0
方式1 方式2 方式3
13位计数器
16位计数器 自动再装入8位计数器 定时器0：分成两个8位计数器；定时器1：停止计数


定时器Ti方式0的13位计数器何种情况下，会产生溢出，并置位溢出标 志位TFi，向CPU请求中断。当13位二进数加1，使其最高位向前进位 时，就产生溢出。即13位二进制数11111111 11111B加1，则会溢出， 变为00000000 00000B。 我们知道，对于13位计数器，若预置计数初值为11111111 11111B， 只能计得脉冲信号的一个脉冲，即计数器加1，计数器就会溢出。按这 样的思路，要使计数器计得脉冲信号的10个脉冲，即计数器加10，计 数器计满溢出，那么应给计数器预置计数初值为何值？计数初值应为 11111111 10110B，因为11111111 10110B+1010B（10）=00000000 00000B。
#include <reg51.h>//包含头文件reg51.h sbit P1_0=P1^0;//定义P1.0引脚位名称为P1_0 sbit P1_1=P1^1;//定义P1.1引脚位名称为P1_1 void time_0() interrupt 1 //定时器0溢出中断 { //重装定时器0计数初值 TL0=0x18;TH0=0xE0; P1_0=~P1_0; //方波电平反相 } void time_1() interrupt 3 //定时器1溢出中断 { P1_1=~P1_1; //方波电平反相 }
void main() //主程序 { ;//设置T0为方式0定时，T1为方式0计数 TMOD=0x40; //设置定时器0计数初值 TL0=0x18;TH0=0xE0; //设置定时器1计数初值 TL1=0x1B;TH1=0xFF; EA=1;ET0=1;ET1=1;//开中断 TR0=1; //启动T0 TR1=1; //启动T1 while(1); }


要想计数器计得一定数量的计数值后，计数器计满溢出，就需把预置的 计数初值设为计数值的补数。对于13位计数器，求计数值补数的方法就 是先把十进制的计数值转换13位二进制数，在把其取反加1。例如计数 值为10，则10转换成13位二进制数为00000000 01010B，取反为 11111111 10101，再加1为11111111 10110B。 由于定时器Ti的计数器是由两个8位的特殊功能寄存器THi和TLi构成。而 定时器Ti处于方式0下工作时，计数器只用到了其中13位，即THi的8位 和TLi的低5位，而TLi的高3位弃之不用。计数值10的13位计数初值 11111111 10110B，高8位存放在THi中，低5位存放在TLi中。定时器Ti 处于方式0下工作时，闲置的TLi的高3位可设为000B。所以综上所述， 要想计数器计得脉冲信号的10个脉冲，即计数器加10，计数器计满溢出， 应把THi设为FFH，TLi设为16H。
定时器的初始值的计算
对于不同的工作方式，计数器位数不同，故最大计数值M也不同： 方式0：M=213=8192
方式1：M=216=65536
方式2：M=28=256 方式3：定时器0分为2个8位计数器，每个M均为256。
因为定时/计数器是作加1计数，并在计满溢出时产生中断，因此初
值X的计算如下： X = M – 计数值
举 例2
用定时器工作方式2实现的1秒延时函数如下： void delay1s() { unsigned int i; // i取值范围为0～4000，因 此不能定义成unsigned char TMOD=0x20; // 设置T1为方式2 TH1=6; // 设置定时器初值， 放在for循环之外 TL1=6; for(i=0;i<4000;i++){ // 设置4000次循环次数 TR1=1; // 启动T1 while(!TF1); // 查询计数是否溢出，即定时250s 时间到，TF1=1 TF1=0; // 250s定时时间 到，将定时器溢出标志位TF1清零 } }

在定时器Ti处于方式1下工作时，计数器用到 了全部16位来计数，由THi作为高8位和TLi作 为低8位构成。若计数器要计的计数值还为10， 那么计数器预置的计数初值为何值？我们知道， 预置的计数初值就是计数值的补数，对于16位 计数器，求计数值补数的方法就是先把十进制 的计数值转换16位二进制数，在把其取反加1。 10转换成16位二进制数为00000000
举 例2
用T1、工作方式2实现1秒延时，晶振频率为12MHz。 因工作方式2是8位计数器，其最大定时时间为：256×1s = 256s，为实现1秒延时，可选择定时时间为250s，再 循环4000次。定时时间选定后，可确定计数值为250，则 T1的初值为：X = M 计数值=256 250 = 6 = 6H。采用 T1方式2工作，因此，TMOD =0x20。
1.标准库函数 标准库函数是由C51的编译器提供的，用户不必定义这 些函数，可以直接调用。KEIL C51编译器提供了100多个 库函数供我们使用。常用的C51库函数包括一般I/O口函数、 访问SFR地址函数等，在C51编译环境中，以头文件的形式 给出。 2.用户自定义函数 用户自定义函数是用户根据需要自行编写的函数，它 必须先定义之后才能被调用。
例1：利用T0计数器的工作方式0产生1ms的定时，在P1.0引脚 上输出周期为2ms的方波，如图所示。设单片机晶振频率 f=12MHz。



解：由图看出，加上12MHz晶振的振荡器12分频后的脉冲信号的周期为： 由于计数器计得一个12分频后的脉冲，需的时间。故要定时，则计数器 要计得1000个12分频后的脉冲，即计数初值要加计数值1000，并计满溢 出。 现计算在工作方式0产生1ms的定时，预置的计数初值应为何值？ 1000转换成13位二进制数为00011111 01000B （ 29 28 27 26 25 23 ），取反为11100000 10111，再加1为 11100000 11000B。于是预置的TH0初值为E0H，TL0初值为18H。
计算出来的结果X转换为16进制数后分别写入TL0（TL1）、TH0
（TH1）。 注意！方式0时初始值写入时，对于TL不用的高3位应填入0！
举 例1
用T1、工作方式0实现1秒延时函数，晶振频率为12MHz。 方式0采用13位计数器，其最大定时时间为：8192×1s = 8.192ms，因此，定时时间不可能象任务7中一样选择50ms， 可选择定时时间为5ms，再循环200次。 定时时间为5ms，则计数值为5ms/1s =5000，T1的初值为： X = M 计数值= 8192 5000 = 3192 = C78H = 0110001111000B 13位计数器中TL1的高3位未用，填写0，TH1占高8位，所 以，X的实际填写值应为： X = 0110001100011000B = 6318H
C语言的函数
在C语言程序中，子程序的作用是由函数来实现的，函数是C语言的
基本组成模块，一个C语言程序就是由若干个模块化的函数组成的。
C程序都是由一个主函数main( )和若干个子函数构成，有且只有一 个主函数，程序由主函数开始执行，主函数根据需要来调用其他函数，
其它函数可以有多个。
函数分类和定义
例3：在工作方式2下，定时 器T1引脚对用定时器T0器产 生的P1.0引脚上周期为2ms 的方波，进行计数，要求每 计满5次，将P1.1状态取反， 在P1.1 上产生周期为10ms 的方波。
解 ：P1.1的方波由T1(P3.5)引脚输入，每发生一次负跳变，计数器加1，每输入5 个脉冲，计数器发生溢出中断，中断服务程序将P1.1取反一次。 T1在方式2下，对外部信号T1计数，则工作方式寄存器TMOD设置为：（TMOD） =01100000B=60H。T0做方式0定时时，TMOD的低4位一般取0000B。 计算T1的计数初值： 由于要计的计数值为5，5转换成二进制数为00000101B，取反为11111010B， 再加1为11111011B，于是TL1的计数初值为11111011B （FBH），重装初值寄存 器（TH1）=FBH。
（TMOD）=00000000B=00H
TMOD
TCON
Gபைடு நூலகம்TE TF1
C/T
TR1
M1 TF0
M0 TR0
GATE
C/T
M1
M0
例2：在工作方式0下，定时器T1引脚对用T0计数器产生的 P1.0引脚上周期为2ms的方波，进行计数，要求每计满5次， 将P1.1状态取反，在P1.1 上产生周期为20ms的方波。
#include <reg51.h>//包含头文件reg51.h sbit P1_0=P1^0;//定义P1.0引脚位名称为P1_0 sbit P1_1=P1^1;//定义P1.1引脚位名称为P1_1 //T0中断服务子程序 void time_0() interrupt 1 //定时器0溢出中断 { //重装定时器0计数初值 TL0=0x18;TH0=0xE0; //方波电平反相 P1_0=~P1_0; } //T1中断服务子程序 void time_1() interrupt 3 //定时器1溢出中断 { //重装定时器1计数初值 TL1=0x1B;TH1=0xFF; P1_1=~P1_1; //方波电平反相 }
举 例1
用T1方式0实现1秒延时函数如下： void delay1s() { unsigned char i; TMOD=0x00; // 置T1为工作方式0 for(i=0;i<200;i++){ // 设置200次循环次数 TH1=0x63; // 设置定时器初值 TL1=0x18; TR1=1; // 启动T1 while(!TF1); // 查询计数是否溢出，即定时5ms时间到，TF1=1 TF1=0; // 5ms定时时间到，将定时器溢出标志位TF1清零 } }