第5章定时计数器原理及应用
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单片机 第五章2 单片机的定时器计数器
若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6 x 10-6 x12=2μs 则最小定时时间为：[213 –(213 -1)]x2μs=2μs 最大定时时间为：[213 –0] x2μs=16384μs =16.384ms
2、 方式1 (T1,T0) 当M1M0两位为 01时，定时 /计数器被选为工作方式 1，16位计数器，其逻辑结构 如图 所示。
8FH TCON TF1 8EH TR1 8DH TF0 8CH TR0 8BH IE1 8AH IT1 89H IE0 88H IT0
TF1（TCON.7, 8FH位）----定时器T1中断请求溢出标志位。 TF0（TCON.5, 8DH位）----定时器T0中断请求溢出标志位。 TR1（TCON.6, 8EH位）----T1运行控制位。 0：关闭T1；1：启动T1运行。只由软件置位或清零。 TR0（TCON.4, 8CH位）----T0运行控制位。 0：关闭T0；1：启动T0运行。只由软件置位或清零。
1、 方式0 (T1,T0)
当 M1M0两位为 00时，定时 /计数器被选为工作方式 0， 13位计数器，其逻辑结 构如图所示。
振荡器 ÷12 C/ T = 0 TL0 低5位 C/ T = 1 控制 T0 端 TR0 GATE INT0 端 TH0 高8 位 TF0 中断
+
在方式0下，计数工作方式时，计数值的范围是： 1～8192(213 ) 定时工作方式时，定时时间的计算公式为： (213一计数初值)×晶振周期×12 或(213一计数初值)×机器周期
例4：用定时器l 以工作方式2计数，每计100次进行累计器加1操作.
(1)计算计数初值. 28—100＝156D＝9CH TH1＝9CH，TL1＝9CH TMOD寄存器初始化：MlM0＝10，C／T＝1，GATE=0 因此 TMOD＝60H (2)程序设计序设计
第05章 MCS-51单片机的中断与定时(1-4)
2
1
TH0
；P1.0输出“0” ；P1.0输出“1”
5.2 MCS-51单片机的中断系统
五、外中断应用举例
1. 中断初始化程序
设置外中断源的触发方式 设置中断允许寄存器IE 设置中断优先级寄存器IP
2. 中断服务程序
保护现场 中断处理 恢复现场
23/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-3】 设外部中断0为下降沿触发方 式，高优先级，试编写中断初始化程序
5.2 MCS-51单片机的中断系统
【例5-4】 将单脉冲接到外中断0（INT0）引脚，利 用P1.0作为输出，经反相器接发光二极管。编写程 序，每按动一次按钮，产生一个外中断信号，使发 光二极管的状态发生变化，由亮变暗，或反之
P1.0 单脉冲 发生器 INT0
1
+5V
8031
26/65
5.2 MCS-51单片机的中断系统
串口：0023H
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5.2 MCS-51单片机的中断系统
四、中断请求的撤除
1.定时/计数器中断请求标志TF0/TF1会自动撤除 2.串行口中断请求标志TI/RI要用指令撤除
CLR TI ；清TI标志位 CLR RI ；清RI标志位
3.负脉冲触发的外中断请求标志IE0/IE1会自动撤除 4.低电平触发的外中断请求信号需要外加电路撤除
下次课前请预习5.3节
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5.3 51单片机的定时器/计数器
MCS-51单片机内部有两个16位定时/计数器 T0和T1，简称定时器0和定时器1
在特殊功能寄存器TMOD和TCON的控制下， 它们既可以设定成定时器使用，也可以设定 成计数器使用
定时/计数器有4种工作方式，具有中断功能， 可以完成定时、计数、脉冲输出等任务
第5章 MCS-51中断、定时计数器及串行接口
22:26
7
保护现场
课本P103
保护现场是指由于CPU执行中断处理程序时， 可能使用主程序中用过的累加器、寄存器或标志位。
为了使这些寄存器的值在中断服务程序中不被 冲掉，进入中断服务程序前，要将它们保护起来。
中断服务程序执行完，必须恢复原寄存器的内 容及原程序中断处的地址，即恢复现场和恢复断点。
22:26
课本P105
一、中断请求控制
（1） TCON中的中断请求标志位 Timer Controller
TCON为定时/计数器控制寄存器，其字节 地址为88H，可位寻址。这个寄存器除了控制定 时/计数器T0和T1的溢出中断外，还控制外部中 断的触发方式和锁存外部中断请求标志位。
图5-3 TCON中的各位定义
22:26
24
2. 中断响应过程
课本P110
CPU响应中断后，由硬件自动执行如下的功能操作：
（1）根据请求源的优先级高低，对相应的优先级状态 触发器置1，自动生成长调用指令LCALL addr16。
（2）保护断点，把程序计数器PC的内容压入堆栈。 （3）清除相应的中断请求标志位。 （4）把被响应的中断源所对应的中断服务程序入口地
…
先进后出
…
POP DPL
POP DPH
POP ACC
RETI
最后1条指令 必须是RETI
27
中断响应过程
处理文档 电话铃响 暂停文档 文档中作暂停记号 电话交谈 找出暂停记号位置 继续处理文档
执行主程序(日常事务程序) 中断申请信号有效(中断请求)
暂停执行主程序响应中断 当前PC及寄存器入栈(保护现场)
22:26
5
中断系统的基本问题
第5章AT89S52定时器计数器
8
图5-2 TMOD格式
8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。 TMOD各位的功能。 （1）GATE———门控位。
0：仅由运行控制位TRx（x = 0,1）来控制定时器/计数器运 行。
1：用外中断引脚（ INT0*或 INT1*）上的电平与运行控制 位TRx共同来控制定时器/计数器运行。
9
5
5.1 定时器/计数器的结构 定时器/计数器T1、T0结构如图5-1所示，T0由特殊功能
寄存器TH0、TL0构成，T1由特殊功能寄存器TH1、TL1构成。
图5-1 定时器/计数器T0、T1结构框图
6
具有定时器和计数器2种工作模式，4种工作方式（方式0、 方式1、方式2和方式3）。属于增1计数器。
定时器/计数器T0分为两个独立的8位计数器TL0和TH0， TL0使用T0的状态控制位C/T*、GATE、TR0、TF0 ，而TH0
23
被固定为一个8位定时器（不能作为外部计数模式），并使用 定时器T1的状态控制位TR1和TF1，同时占用定时器T1的中断 请求源TF1。 2．T0工作在方式3时T1的各种工作方式
P1.0输出；T2OE=0，禁止定时时钟从P1.0输出。 DCEN（D0）：计数方式选择。DCEN=1，T2的计数方式
由P1.1引脚状态决定。P1.1=1，T2减计数，P1.1=0，T2加 计数；DCEN=0，计数方式与P1.1无关，同T1和T0一样，采 用增1计数。
31
2. 特殊功能寄存器T2CON T2的功能选择由特殊功能控制寄存器T2CON来设定，
（2）M1、M0——工作方式选择位 M1、M0共有4种编码，对应于4种工作方式的选择，如
表6-1所示。
10
（3）C/T*—计数器模式和定时器模式选择位 0：为定时器工作模式，对单片机的晶体振荡器12分频后的
图5-2 TMOD格式
8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。 TMOD各位的功能。 （1）GATE———门控位。
0：仅由运行控制位TRx（x = 0,1）来控制定时器/计数器运 行。
1：用外中断引脚（ INT0*或 INT1*）上的电平与运行控制 位TRx共同来控制定时器/计数器运行。
9
5
5.1 定时器/计数器的结构 定时器/计数器T1、T0结构如图5-1所示，T0由特殊功能
寄存器TH0、TL0构成，T1由特殊功能寄存器TH1、TL1构成。
图5-1 定时器/计数器T0、T1结构框图
6
具有定时器和计数器2种工作模式，4种工作方式（方式0、 方式1、方式2和方式3）。属于增1计数器。
定时器/计数器T0分为两个独立的8位计数器TL0和TH0， TL0使用T0的状态控制位C/T*、GATE、TR0、TF0 ，而TH0
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被固定为一个8位定时器（不能作为外部计数模式），并使用 定时器T1的状态控制位TR1和TF1，同时占用定时器T1的中断 请求源TF1。 2．T0工作在方式3时T1的各种工作方式
P1.0输出；T2OE=0，禁止定时时钟从P1.0输出。 DCEN（D0）：计数方式选择。DCEN=1，T2的计数方式
由P1.1引脚状态决定。P1.1=1，T2减计数，P1.1=0，T2加 计数；DCEN=0，计数方式与P1.1无关，同T1和T0一样，采 用增1计数。
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2. 特殊功能寄存器T2CON T2的功能选择由特殊功能控制寄存器T2CON来设定，
（2）M1、M0——工作方式选择位 M1、M0共有4种编码，对应于4种工作方式的选择，如
表6-1所示。
10
（3）C/T*—计数器模式和定时器模式选择位 0：为定时器工作模式，对单片机的晶体振荡器12分频后的
第5章 MCS-51的定时计数器
DELAY： DELAY： MOV MOV MOV MOV MOV SETB JBC SJMP DJNZ MOV DJNZ RET R5， R5，#28H R6， R6，#64H TMOD， TMOD，#20H TH1， TH1，#06H TL1， TL1，#06H TR1 TF1， TF1，LP2 LP1 R6， R6，LP1 R6， R6，#64H R5， R5，LP1 ；置25ms计数循环初值 25ms计数循环初值 250μs计数循环初值 ；置250μs计数循环初值 置定时器1为方式2 ；置定时器1为方式2 ；置定时器初值 ；启动定时器 ；查询计数溢出 ；无溢出继续计数 未到25ms 25ms继续循环 ；未到25ms继续循环 ；未到1s继续循环 未到1s继续循环 1s
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2011/3/26
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5.2 工作方式
（1） 方式0 方式0
位和TL 的低5位组成13 13位计数器 由THX的8位和TLX的低5位组成13位计数器 13位计数加 到全“1”，再加 就产生溢出， 位计数加1到全 就产生溢出， 位计数加 到全“ ，再加1就产生溢出 位为1，同时计数器全变为“ 置TCON的TFX位为 ，同时计数器全变为“0” 的
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（2） 方式1 方式1
唯一的差别是TH 组成一个16位计数器。 16位计数器 唯一的差别是THX和TLX组成一个16位计数器。
振荡器 ÷12
C /T=0 C /T=1 T0 TR0 GATE INT0 1 > 1 & 控制
TL0 TH0 （8位）（8位）
TF0
中断
定时/计数方式1 定时/计数方式1时的逻辑电路结构图 上例中
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5.2 工作方式
（1） 方式0 方式0
位和TL 的低5位组成13 13位计数器 由THX的8位和TLX的低5位组成13位计数器 13位计数加 到全“1”，再加 就产生溢出， 位计数加1到全 就产生溢出， 位计数加 到全“ ，再加1就产生溢出 位为1，同时计数器全变为“ 置TCON的TFX位为 ，同时计数器全变为“0” 的
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（2） 方式1 方式1
唯一的差别是TH 组成一个16位计数器。 16位计数器 唯一的差别是THX和TLX组成一个16位计数器。
振荡器 ÷12
C /T=0 C /T=1 T0 TR0 GATE INT0 1 > 1 & 控制
TL0 TH0 （8位）（8位）
TF0
中断
定时/计数方式1 定时/计数方式1时的逻辑电路结构图 上例中
第5章定时计数器 (2)
5.4 8XX51定时/计数器的应用程序设计
5.4.3 应用编程举例 例1 如图所示，
P1中接有八个发光二极管， 编程使八个管轮流点亮，每 个管亮100ms，设晶振为 6MHz。 分析利用T1完成100ms的定时、 当P1口线输出“1”时，发光二 极管亮，每隔100ms”1”左移一 次，采用定时方式1，先计算计 数初值： MC=2μs 100ms/2μs =50000=C350H C =10000H-C350H=3CB0H
★若将T0设置为模式3，TL0和TH0被分成为两个互相独立的8位计数器
TH0和 TL0 。
★TL0可工作为定时方式或计数方式。占用原T0的各控制位、引脚和 中断源。即C／T、GATE、TR0、TF0和T0 (P3.4)引脚、INT0 (P3.2) 引脚。 TH0只可用作定时功能，占用定时器T1的控制位TR1和T1的中断标 志位TF1，其启动和关闭仅受TRl的控制。
ORG 0000H
AJMP
AJMP
MAIN
；T0中断服务程序入口 ；主程序开始 ；T0定时100ms IP0
ORG 000BH ORG 0030H MAIN：CLR P1.7
MOV TMOD，#01H MOV TH0，#3CH MOV TL0，#0B0H
SETB
SETB
ET0
EA
5.4 8XX51定时/计数器的应用程序设计
本章介绍的主要内容
★ ★
★
定时计数器结构和工作原理 定时计数器的控制寄存器
定时计数器的应用编程
5· 1 8XX51定时/计数器结构和工作原理
★51系列单片机片内有两个十六位定时/计数器：定时器0(T0) 和定时器1(T1)。 ★两个定时器都有定时或事件计数的功能，可用于定时控制、 延时、对外部事件计数和检测等场合。 ★定时/计数器实际上是16位加1计数器。 T0由2个8位持殊功能寄存器TH0和TL0构成， T1由2个8位持殊功能寄存器TH1和TL1构成。 ★每个定时器都可由软件设置为定时工作方式或 计数工作方式。
《单片机原理及应用》第5章 定时器及应用
计数工作方式
通过引脚T0（P3.4）和T1(P3.5）对外部脉冲信号计数。 当输入脉冲信号产生由1至0的下降沿时定时器的值加1。 CPU检测一个1至0的跳变需要两个机器周期，故最高计 数频率为振荡频率的1/24。 为了确保某个电平在变化之前被采样一次，要求电平保持 时间至少是一个完整的机器周期。 对输入脉冲信号的基本要求如图5-2所示。
外部事件
计数电路 时间单位脉冲 单片机 计数完成信号
5.2 89C51定时器概述
• 89C51有两个16位的定时器/计数器，即定时器0（T0）和 定时器1（T1）。它们实际上都是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。
• 每个定时器都可由软件设置为定时工作方式或计数工作方
• 例：当P3.4引脚上的电平发生负跳变时，从P1.0输出一个 500μs的同步脉冲。请编程序实现该功能。查询方式， fosc=6MHz。
解：（1）模式选择 选T0为模式2，外部事件计数方式。当P3.4引脚上的电平发生 负跳变时，T0计数器加1，溢出标志TF0置1；然后改变T0为 500μs定时工作方式，并使P1.0输出由1变为0。T0定时到产生 溢出，使P1.0输出恢复高电平，T0又恢复外部事件计数方式。
T0的低5位：01100B=0CH即(TL0)=0CH T0的高8位：11110000B=F0H即(TH0)=F0H
（2）计算最大定时时间T
T0的最大定时时间对应于初值为0. 则：T=213×1/6 × 10-6×12=16.384ms
例2：利用T0的工作模式0产生1ms定时，在P1.0引脚输出 周期为2ms的方波。设单片机晶振频率fosc=12MHz。编 程实现其功能。 解：要在P1.0引脚输出周期为2ms的方波，只要使P1.0每隔 1ms取反一次即可。 （1）选择工作模式 T0的模式字为TMOD=00H，即 M1M0=00，C/T=0，GATE=0，其余位为0。 （2）计算1ms定时时T0的初值
单片机原理第5章定时、计数器
5.2.2 控制寄存器 控制寄存器TCON
5,控制寄存器TCON初始化设置 ,控制寄存器 初始化设置
0
0 1
0
1 0 1
0
0
0
0
复位时, 的所有位被清0. 复位时,TCON的所有位被清 的所有位被清 要启动,关闭 , 要启动,关闭TI, T0,需对 ,需对TR1,TR0用 , 用 软件设置: 软件设置: SETB TRx;启动 ; CRL TRx;关闭 ; 也可以用传送指令 MOV TCON,#50H , 同时启动T0, 同时 同时启动 ,T1同时 使用电平触发方式. 使用电平触发方式.
时钟 振荡 ÷12
2,脉冲计数 , 每来1个脉冲,计 每来 个脉冲, 个脉冲 数器加1. 数器加 .
C P U
T0 TL0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
溢 出 启动 TH0 工作 方式
TCON
TMOD
中断
5.1 定时器的结构及工作原理
1,计数脉冲来源 ,
(P3.4)
INT0(INTI)=1 指令 SETB TR0(TR1) 启动定时/计数器 启动定时 计数器T0(T1) 计数器
1
5.2.2 控制寄存器 控制寄存器TCON
1,溢出标志位 TFx
0 1
TFl(TCON.7):T1溢出标志位.当T1溢出时由硬 : 溢出标志位 溢出标志位. 溢出时由硬 件自动使中断触发器TFl置1,并向 申请中断. 件自动使中断触发器 置 ,并向CPU申请中断. 申请中断 响应进入中断服务程序后, 当CPU响应进入中断服务程序后,TFl又被硬件 响应进入中断服务程序后 又被硬件 自动清0. TFl也可以用软件清 . 自动清 . 也可以用软件清0. 也可以用软件清 TF0(TCON.5):T0溢出标志位.其功能和操作同 : 溢出标志位 其功能和操作同TFl 溢出标志位.
第五章 定时器计数器8253
1方式----低电平输出（GATE信号上升沿重新计数） 可重复触发的单稳态触发器 1方式为可编程的单稳态工作方式。(平时gate无效) 情况一： （1）写入计数初值后，计数器并不立即开始工作； （2）门控信号GATE有效，才开始工作，使输出OUT变成低电平； （3）直到计数器值减到零后，输出才变高电平。见图6.5中①。 情况二： 21组16 在计数器工作期间，当GATE又出现一个上升沿时，计数器 重新装入原计数初值并重新开始计数，见图见图6.5中②。 21组17 如果工作期间对计数器写入新的计数初值，则要等到当前的 计数值计满回零且门控信号再次出现上升沿后，才按新写入的 计数初值开始工作，见图6.5所示③。21组1 2.
CLK WR
n=6
5 4 3 2 1 0
①
OUT
② ห้องสมุดไป่ตู้ATE
OUT
5
4
4
4
4
3
2
1
0
图6.8：8253的4方式时序波形
6. 5方式------单次负脉冲输出（硬件触发）
加1，计数脉冲是频率恒定的时钟脉冲
一次计数过程是指计数器从初值开始计数到0。
一段定时是指计数器从初值开始计数到0所经
历的时间段。
定时举例：
①计算机及电子系统中需要定时信号，如系统 的日历时钟，一天24小时的计时。动态存储器 的刷新，应用系统的定时中断、定时查询与检 测等称为日时钟。
②在监测系统中，对被测点的定时取样。 ③在读键盘时，为去抖，一般延迟10ms再读。
个字节），采用二进制计数。其初始化程序段为
MOV DX，43H
；命令口 ；2号计数器的初始化命令字 ；写入命令寄存器 ；2号计数器数据口
第5章 定时器计数器
时软件清0 ） ✓ 使用中断方式时，此位作为中断请求标志位，进入中断服务程序
后由硬件自动清0
（2）TR1、TR0——计数运行控制位
✓ TR1（或TR0）=1，启动定时器/计数器工作 ✓ TR1（或TR0）=0，停止定时器/计数器工作。 ✓ 该位可由软件置1或清0（位操作）
7
定时器/计数器T1、T0工作方式
22
✓ 当T2MOD的DCEN=0时，T2为增1型重新装载方式
EXEN2=0时，T2计满回0溢出，TF2置1；陷阱寄存器RCAP2L、 RCAP2H中预置的16位计数初值重新再装入TL2、TH2中，自动进 行下一轮计数。
EXEN2=1时，T2操作方式照旧，但当T2EX（P1.1）产生负跳变时 触发三态门将RCAP2L、RCAP2H陷阱寄存器中的计数初值自动装 载到TL2和TH2中重新开始计数，EXF2置1并发出中断请求。
9
✓ 方式2（M1 M0=10B） 方式2为自动恢复初值（初值自动装入）的8位定时器/计数器。
TLx（x = 0,1）作为常数缓冲器，当TLx计数溢出时，TFx置1且
自动将THx中的初值送至TLx，开始重新计数。
【注】方式2可省去用户软件中重装初值的指令执行时间，可以
相当精确地确定定时时间。
10
✓ 方式3（M1 M0=11B） 相当于增加了一个8位定时器/计数器。
（2）T1工作在方式1（ M1 M0 =01B ）
12
（3）T1工作在方式2（ M1 M0 =10B ）
（4）T1设置在方式3（ M1 M0 =11B ）
当T0设置在方式3，再把T1也设成方式3，此时T1停止计数。
13
定时/计数器初始化步骤
（1）方式控制字送TMOD MOV TMOD，#——
后由硬件自动清0
（2）TR1、TR0——计数运行控制位
✓ TR1（或TR0）=1，启动定时器/计数器工作 ✓ TR1（或TR0）=0，停止定时器/计数器工作。 ✓ 该位可由软件置1或清0（位操作）
7
定时器/计数器T1、T0工作方式
22
✓ 当T2MOD的DCEN=0时，T2为增1型重新装载方式
EXEN2=0时，T2计满回0溢出，TF2置1；陷阱寄存器RCAP2L、 RCAP2H中预置的16位计数初值重新再装入TL2、TH2中，自动进 行下一轮计数。
EXEN2=1时，T2操作方式照旧，但当T2EX（P1.1）产生负跳变时 触发三态门将RCAP2L、RCAP2H陷阱寄存器中的计数初值自动装 载到TL2和TH2中重新开始计数，EXF2置1并发出中断请求。
9
✓ 方式2（M1 M0=10B） 方式2为自动恢复初值（初值自动装入）的8位定时器/计数器。
TLx（x = 0,1）作为常数缓冲器，当TLx计数溢出时，TFx置1且
自动将THx中的初值送至TLx，开始重新计数。
【注】方式2可省去用户软件中重装初值的指令执行时间，可以
相当精确地确定定时时间。
10
✓ 方式3（M1 M0=11B） 相当于增加了一个8位定时器/计数器。
（2）T1工作在方式1（ M1 M0 =01B ）
12
（3）T1工作在方式2（ M1 M0 =10B ）
（4）T1设置在方式3（ M1 M0 =11B ）
当T0设置在方式3，再把T1也设成方式3，此时T1停止计数。
13
定时/计数器初始化步骤
（1）方式控制字送TMOD MOV TMOD，#——
第5章 定时器计数器2(1)
2、模式1模式1（M1M0＝01）除了使用了THn和TLn全部16位外，其它与模式0相同。
（1）计数工作方式由于定时器/计数器以加1方式计数，假定计数值为X，则应装入定时器/计数器的初值为：初值＝216－计数值【216＝初值＋计数值】所以方式1的计数值围是：1～65536（216＝65536），最大值为：65536（2）定时工作方式定时时间t的计算公式为：【t的时间单位为微秒（µs）】计数值＝216－初值定时时间t＝计数值×机器周期＝（216－初值）×（1/晶体振荡频率）×12在模式1下的情况下，如果fosc=12MHz，最大定时时间为：t=(65536-初值)×（1/12）×12＝65536－0＝65.536ms在模式1下的情况下，如果fosc=6MHz，最大定时时间为：t=(65536-初值)×（1/6）×12＝(65536－0)×2＝131.072 ms。
【例如】：若晶体振荡为12MHz，要定时2.5ms，计算初值。
要定时2.5ms，也可以用模式1。
2500＝（216－初值）×（1/12）×12初值＝65536－2500＝63036＝32768＋16384＋8192＋4096＋1024＋512＋32＋16＋8＋4＝1111 0110 0011 1100――> THn =0xF6 和 TLn=0x3C在fosc=12MHz时，如果定时时间大于65.536ms，这时用一个定时/计数器直接处理不能实现，这时可用：1、2个定时/计数器共同处理；2、1个定时/计数器配合软件计数方式处理。
3、模式2方式0和方式1的最大特点是计数溢出后，计数器为全0。
因此在循环定时或循环计数应用时就存在用指令反复装入计数初值的问题。
这不仅影响定时精度，也给程序设计带来麻烦。
方式2就是针对此问题而设置的。
该方式可省去用户软件中重装初值的指令执行时间，简化定时初值的计算方法，可以相当精确地确定定时时间。
第5章 定时计数器
当TL0的低5位溢出时，向TH0产生进位；TH0溢出时，将 定时器中断请求标志位TF0置1，可申请中断，也可对TF0进 行查询。
图4-11 定时/计数器T0方式0的逻辑结构示意图
2. 方式1 当M1M0=01时，定时/计数器工作于方式1。方式1的计 数位数是16位，由TL0作为低8位，TH0作为高8位共同构 成。其余操作同方式0。
2．定时/计数器控制寄存器TCON TCON的低4位用于控制外部中断，高4位用于控 制定时/计数器的启动和中断申请。 TF0（或TF1）
当计数溢出时，TF0（或TF1）会自动由0变1， 告诉我们计数已满，我们可以通过查询TF0(或TF1) 位的状态来判断计时时间是否已到；
如果采用定时中断方式，则 由0变1时，能自动引发中断。 TF0（或TF1）
16位定时/计数器的计数容量是65536
假设计满一小时需要100，000，000 滴，这称为水钟的计数容量
（2）定时 单片机内部的计数器用作定时器时，是对标准的 时钟进行了计数，每来一个时钟脉冲，计数器加1， 计数器如何能作为定时 只要保证计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了 器使用呢？ 时间的流逝。 单片机中的定时器和计数器其实是一个器件： 计数器：是对外部发生的事件进行计数， 定时器：是对单片机内部的标准时钟脉冲进行 计数。
TR0(或TR1) 由图4-11 可知，只有 当TR0(或TR1)为1时，开 关1才能闭合，计数脉冲才 能进入计数器，故TR0(或 TR1)称为运行控制位，可 用指令“SETB TR0(或 TR1)”来置位以启动定时/ 计数器运行；或用指令 “CLR TR0(或TR1)”来关 闭定时/计数器的工作，一 切全靠编程人员控制。
2．初始化程序：
MOV MOV MOV MOV TMOD，#06H TH0，#0F4H TL0，#0F4H IE ，#00H ；T0作计数器，工作于方式2 ；装入时间常数初值 ；自动重装时间常数 ；用查询方式确定计满12盒？ ；自动申请中断
图4-11 定时/计数器T0方式0的逻辑结构示意图
2. 方式1 当M1M0=01时，定时/计数器工作于方式1。方式1的计 数位数是16位，由TL0作为低8位，TH0作为高8位共同构 成。其余操作同方式0。
2．定时/计数器控制寄存器TCON TCON的低4位用于控制外部中断，高4位用于控 制定时/计数器的启动和中断申请。 TF0（或TF1）
当计数溢出时，TF0（或TF1）会自动由0变1， 告诉我们计数已满，我们可以通过查询TF0(或TF1) 位的状态来判断计时时间是否已到；
如果采用定时中断方式，则 由0变1时，能自动引发中断。 TF0（或TF1）
16位定时/计数器的计数容量是65536
假设计满一小时需要100，000，000 滴，这称为水钟的计数容量
（2）定时 单片机内部的计数器用作定时器时，是对标准的 时钟进行了计数，每来一个时钟脉冲，计数器加1， 计数器如何能作为定时 只要保证计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了 器使用呢？ 时间的流逝。 单片机中的定时器和计数器其实是一个器件： 计数器：是对外部发生的事件进行计数， 定时器：是对单片机内部的标准时钟脉冲进行 计数。
TR0(或TR1) 由图4-11 可知，只有 当TR0(或TR1)为1时，开 关1才能闭合，计数脉冲才 能进入计数器，故TR0(或 TR1)称为运行控制位，可 用指令“SETB TR0(或 TR1)”来置位以启动定时/ 计数器运行；或用指令 “CLR TR0(或TR1)”来关 闭定时/计数器的工作，一 切全靠编程人员控制。
2．初始化程序：
MOV MOV MOV MOV TMOD，#06H TH0，#0F4H TL0，#0F4H IE ，#00H ；T0作计数器，工作于方式2 ；装入时间常数初值 ；自动重装时间常数 ；用查询方式确定计满12盒？ ；自动申请中断
第5章 MCS-51单片单片机内部 定时器计数器
LOOP:
例：由P1.0输出方波信号，周 期为2ms，设fosc=12MHz。 (中断方式)
2ms
解：每隔1ms改变一次P1.0的输出状态，即形成方波， 用T0非门控方式1定时。 计算时间常数：X = 216 - t/T = 216 –(1/1000)/10-6 = 65536-1000 = 64536 = FC18H
3 工作模式2 • 模式2把TL0（或TL1）设置成一个可以自动重 装载的8位定时器/计数器 。 用于需要重复定时和计数的场合。 最大计数值：256 (28) 最大定时时间(晶振12MHz时 T=1s)： 256s 自动恢复初值8位定时/计数器。TLx为8位加1计 数器，THx为8位初值暂存器。
复位时，TMOD所有位均置0。 确定定时器工作方式指令： MOV TMOD，#方式字 例：设T0用方式2非门控定时，T1用方式1门控计数。 MOV TMOD，#0D2H ; 1101 0010 B
定时器控制寄存器TCON除可字节寻址外，各 位还可以位寻址。
位地址 位符号 8FH TF1 8EH 8DH 8CH TR1 TF0 TR0 8BH IE1 8AH 89H 88H IT1 IE0 IT0
解得：T0初值=7096=11011101 11000B，其中将高8位 11011101 B=DDH 赋给 TH0 ，低 5 位 11000B=18H 赋 给 TL0。
方法一：
采用查询工作方式，编程如下：
ORG AJMP 0000H MAIN
LOOP:JNB TF0，$；$为当前指令指 针地址 CLR SETB CLR MOV MOV TF0 P1.0 P1.0 TH0 , #0DDH ；重装载 ；产生2µ s正脉冲
ORG AJMP ORG AJMP ORG MAIN：MOV MOV MOV SETB SETB SETB HERE：SJMP PT0INT：MOV MOV CPL RETI
第05章单片机定时计数器习题解答.
第05章 单片机定时计数器 习题解答一、 填空题1.1. MCS-51单片机中有单片机中有 2 2 个 16 16 位的定时器位的定时器//计数器。
器。
2.2. 定时器定时器//计数器T0可以工作于方式可以工作于方式 0、1、2、3 3 。
3.3. 方式0为 13 位定时器位定时器//计数器。
计数器。
4.4. 若系统晶振频率为12MHz ，则T0工作于定时方式1时最多可以定时 65536 65536 µs。
µs。
5.5. 欲对300个外部事件计数，可以选用定时器个外部事件计数，可以选用定时器//计数器T1的模式的模式 0 0 或模或模式 1 。
6.6. TMOD 中的M1M0= 11时，定时器工作于方式时，定时器工作于方式 3 3。
7.7. 若系统晶振频率为6MHz 6MHz，则定时器可以实现的最小定时时间为，则定时器可以实现的最小定时时间为，则定时器可以实现的最小定时时间为 2 2 µs。
8.8. MCS-51单片机工作于定时状态时，计数脉冲来自单片机内部的机器周期 。
9.9. MCS-51单片机工作于计数状态时，计数脉冲来自单片机工作于计数状态时，计数脉冲来自 单片机外部事件单片机外部事件单片机外部事件 。
10.10. 当GATE=0时，时， 则当软件控制位则当软件控制位TR0TR0＝＝1时 启动T0开始工作。
开始工作。
二、 简答题1.1.定时器定时器定时器//计数器T0和T1各有几种工作方式？简述每种工作方式的特点。
如何控制定时器/计数器的工作方式？计数器的工作方式？答：答：T0T0可以工作于方式0，1，2，3；T1可以工作于方式0，1，2方式0：是13位定时位定时//计数器，由TLX 的低5位（位（TLX TLX 的高3位未用）和THX 高8位组成。
成。
方式1：TLX 和THX 组成16位定时位定时//计数器。
计数器。
方式2：方式2为自动重装初值的8位定时位定时//计数器。
第5章 定时器TIM PPT
使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器。例如可以配置一个定时器 Timer1而作为另一个定时器Timer2的预分频器。
-8-
高级和通用定时器TIMx-- TIMx时 钟源
可以使用库函数来完成时钟源的选择，例如：
【示例5- 2】 选择时钟源 /* 选择TIM1为内部时钟源 */ void TIM_InternalClockConfig(TIM1);
原型如下：
【结构体5- 1】 TIM_TimeBaseInitTypeDef typedef struct {
/* 预分频系数，即PSC寄存器，计数范围0-0xffff */ uint16_t TIM_Prescaler; /* 计数模式选择 */ uint16_t TIM_CounterMode; /* 自动装载的计数值，即ARR寄存器，计数范围0-0xffff */ uint16_t TIM_Period; /* 时钟分割，用于数字滤波器等，计数模式中无作用 */ uint16_t TIM_ClockDivision; /* 重复次数，即RCR寄存器，取值范围0-0xff */ uint8_t TIM_RepetitionCounter; } TIM_TimeBaseInitTypeDef;
/* 计数器使能，开始工作 */ TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); }
- 18 -
计数模式 --库函数TIM_TimeBaseInit( )
TIM_TimeBaseInitStructure为TIM_TimeBaseInitTypeDef
类型的指针（定义于文件“stm32f10x_tim.h”），其结构
计数器
计数器CNT是一个16位的寄存器，计数范围1-65535。可以向上计数、向下 计数或者向上向下双向计数。
-8-
高级和通用定时器TIMx-- TIMx时 钟源
可以使用库函数来完成时钟源的选择，例如：
【示例5- 2】 选择时钟源 /* 选择TIM1为内部时钟源 */ void TIM_InternalClockConfig(TIM1);
原型如下：
【结构体5- 1】 TIM_TimeBaseInitTypeDef typedef struct {
/* 预分频系数，即PSC寄存器，计数范围0-0xffff */ uint16_t TIM_Prescaler; /* 计数模式选择 */ uint16_t TIM_CounterMode; /* 自动装载的计数值，即ARR寄存器，计数范围0-0xffff */ uint16_t TIM_Period; /* 时钟分割，用于数字滤波器等，计数模式中无作用 */ uint16_t TIM_ClockDivision; /* 重复次数，即RCR寄存器，取值范围0-0xff */ uint8_t TIM_RepetitionCounter; } TIM_TimeBaseInitTypeDef;
/* 计数器使能，开始工作 */ TIM_Cmd(TIM1, ENABLE); }
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计数模式 --库函数TIM_TimeBaseInit( )
TIM_TimeBaseInitStructure为TIM_TimeBaseInitTypeDef
类型的指针（定义于文件“stm32f10x_tim.h”），其结构
计数器
计数器CNT是一个16位的寄存器，计数范围1-65535。可以向上计数、向下 计数或者向上向下双向计数。
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0 0 模式0 l3位计数器，TLi只用低5位。
0 1 模式1 16位计数器。
10
模式2பைடு நூலகம்
8位自动重装计数器。仅TLi作为计数器，而THi的 值在计数中不变。TLi溢出时，THi中的值自动装 入TLi中。
11
模式3 TO分成2个独立的8位计数器。
(2) ：功能选择位。当=0时，定时器/计数器被设置为定时器工 作方式；计数脉冲由内部提供，计数周期等于机器周期。 当=1时，定时器/计数器设置为计数器工作方式，计数脉冲 为外部引脚T0或T1引入的外部脉冲信号。
5.1 定时/计数器的结构和工作原理
5.1.1 单片机定时/计数器的结构
8051单片机内部有两个16位的可编程定时/计 数器，称为定时器0（用T0表示）和定时器1 （用Tl表示），可以编程选择其作为定时器 用或作为计数器用。此外，工作方式、定时 时间、计数值、启动、中断请求等都可以由 程序设定，其逻辑结构框图如图5-1所示。
(3)GATE：门控位。用来控制定时器/计数器的启动操作方式。 当GATE=O时，只能利用控制位TR0或TR1来控制定时器 ／计数器的启停。TRi位置1时，启动定时器／计数器； TRi位为0时，定时器／计数器停止工作。
当GATE=1时，定时器/计数器的启动要由外部中断引脚和TRi 位共同控制。只有当外部中断引脚或为高时，软件控制位 TR0或TR1置l才允许外中断启动对应的定时器工作。
对外部输入信号的占空比没有特别的限制，但必须保
证输入信号的高电平与低电平的持续时间在一个机器 周期以上。
当设置了定时器的工作方式并启动定时器工作后， 定时器就按被设定的工作方式独立工作，不再 占用CPU的操作时间，只有在计数器计满溢出 时才可能中断CPU当前的操作
5．2 定时器/计数器的控制
单片机中的定时/计数器可以有两种用途，那么我们怎 样才能让它们工作于我们所需要的用途呢？这就需 要向有关寄存器写入一些控制命令字。在启动定时/ 计数器工作之前，CPU必须将一些命令（称为控制 字）写入定时/计数器中，这个过程称为定时/计数 器的初始化。定时/计数器的初始化通过定时/计数 器的方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON完成。 下面介绍与定时器/计数器工作有关的寄存器。
图5-2 工作原理图(TX代表T1或T0)
1.定时工作方式 当定时/计数器设置为定时工作方式时，计数器对内部 机器周期计数，计数脉冲输入信号由内部时钟提供， 每过一个机器周期，计数器增1，直至计满溢出。定 时器的定时时间与系统的振荡频率紧密相关，因 MCS-51单片机的一个机器周期由12个振荡脉冲组成， 所以，计数器的计数频率为振荡器频率的l／12。如果 单片机系统采用fOSC=12 MHz晶振，则计数器的计 数频率fcont=fOSC×l／12为1MHz，计数器计数脉冲 的周期等于机器周期，即：
2.计数工作方式
当定时/计数器设置为计数工作方式时，计数器对来自输 入引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）的外部信号计数，
外部脉冲的下降沿将触发计数。在每个机器周期的 S5P2期间采样引脚输入电平，若前一个机器周期采 样值为1，后一个机器周期采样值为0，则计数器加1。 新的计数值是在检测到输入引脚电平发生1到0的负跳 变后，于下一个机器周期的S3P1期间装入计数器中 的，可见，检测一个由1到0的负跳变需要两个机器周 期，所以，最高检测频率为振荡频率的1/24。计数器
第5章 定时/计数器原理及应用
在实时控制系统中，常常需要有实时时钟以实现定时 或延时控制，也常需要有计数功能以实现对外界事 件进行计数。MCS-5l单片机内有两个定时器／计数 器（Timer/Counter）T0和T1；MCS-52子系统中除 这两个定时器外，还有一个定时器／计数器T2； 80C552中还包括用于看门狗的8位定时器T3；后者 的功能比前者强。本章主要介绍MCS-5l的两个定时 器结构、原理、工作方式及其应用。
8051定时/计数器由定时器0、定时器1、定时 器方式寄存器TMOD和定时器控制寄存器 TCON组成。
定时器0、定时器1是16位加法计数器，分别由两 个8位专用寄存器组成：定时器0由TH0和TL0 组成，定时器1由TH1和TL1组成。TL0、TL1、 TH0、TH1的访问地址依次为8AH8DH，每个 寄存器均可单独访问。定时器0或定时器1用作 计数器时，对芯片引脚T0（P3.4）或T1（P3.5） 上输入的脉冲计数，每输入一个脉冲，加法计 数器加1；其用作定时器时，对内部机器周期 脉冲计数，由于机器周期是定值，故计数值确 定时，时间也随之确定。
其中TMOD、TCON与定时器0、定时器1间通过 内部总线及逻辑电路连接，TMOD用于设置定 时器的工作方式，TCON用于控制定时器的启 动与停止。
5.1.2定时/计数器工作原理
MCS-5l单片机的两个定时器/计数器均有两 种工作方式，即定时工作方式和计数工作方 式。这两种工作方式由TMOD的D6位和D2位 选择，即位，其中D6位选择T1的工作方式， D2位选择T0的工作方式。工作原理见图5-2。
1．定时/计数器方式寄存器TMOD
TMOD为定时器0、定时器1的工作方式寄存器， 其格式如下：
TMOD的低4位为定时器0的方式字段，高4位 为定时器1的方式字段，它们的含义完全相同。
(1) M1和M0：方式选择位。2位可形成4种编 码，对应于4种操作方式。定义如下：
Ml M0 操作模式 功 能 筒 述
TMOD不能位寻址，只能用字节指令设置高4位定义定时器1， 低4位定义定时器0定时器工作方式。TMOD的低4位用于定 义定时器T0，高4位用于定义定时器Tl。系统复位时TMOD 所有位均置0。
Tcont=l／fcont=l／(fOSC×l／12)=12／fOSC。 式中 fOSC为单片机振荡器的频率；fcont为计数脉冲的
频率。
这是最短的定时周期，适当选择定时器的初值 可获取各种定时时间。MCS-5l单片机的定 时器/计数器工作于定时方式时，其定时时 间由计数初值和所选择的计数器的长度(如8 位、13位或l6位)来确定。