第五章 51单片机的定时器计数器原理与应用
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
20/65
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
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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)
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5
中断系统的基本问题
51单片机定时-计数器结构和计数器工作原理
使TR0或TR1置位，启动定时/计数器
晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端输入到片内的时钟发生器上，时钟发
生器是一个二分频触发器电路，它将振荡器的信号频率除以2，向CPU提供
了两相时钟信号P1和P2。时钟信号的周期称为机器状态时间S，它是振荡
周期的2倍。在每个时钟周期（即机器状态时间S）的前半周期，相位1（即
P1信号）有效，在每个时钟周期的后半周期，相位2（即P2信号）有效。
提供
用途：定时器和计数器
核心：加1计数器
原理：每来一个脉冲则加1计数器加1，当加到全1时再来一个脉冲使加
1计数器归零，同时加1计数器的溢出使TCON寄存器中的TF0（或TF1）
置1，向CPU发出中断请求
脉冲来
补充：
计数器工作原理：
用作计数器时，对T0或T1引脚的外部脉冲计数，如果前一个机器周期
采样值为1，后一个机器周期采样值为0，则说明有一个脉冲，计数器加
1。
在每个机器周期的S5P2期间采样引脚输入电平。新的计数初值于下一个
机器周期的S3P1期间装入计数器。
此种方式需要两个机器周期来检测一个1->0负跳变信号，因此最高的计
数频率为时钟频率的1/24。
S5P2：
S5P2指的是第5个时钟周期的相位2。
工作原理：13位计数器，使用TL0的低5位和TH0的高8位组成，TL0
的低5位溢出时向TH0进位。TH0溢出时发出中断请求。
方式1
计算公式：
最大计数：65536个机器周期
工作原理：16位计数器，TL0作为低8位，TH0作为高8位
方式2：自动重装初值的8位计数方式
计算公式：p.s.晶振频率必须选择12的整数倍，因为定时器的频率是晶振
51单片机定时计数器的工作原理
51单片机定时计数器的工作原理
51单片机是一种常用的微控制器，它具有多个定时计数器，其中包括定时器0和定时器1。
这些定时计数器是通过内部时
钟源提供的脉冲进行计数的。
定时器0和定时器1是独立的计数器，它们可以用于不同
的应用。
这里我们将主要关注定时器0的工作原理。
定时器0
由一个八位计数器和一个控制寄存器组成。
当定时器0启动时，它会根据时钟源提供的脉冲进行计数，每个脉冲会使计数器的值增加1。
定时器0的计数范围为0-255，即八位二进制数。
通过控制寄存器，我们可以设置定时器0的工作模式、计
数器的初始值以及时钟源的频率。
定时器0可以以不同的方式工作，包括定时模式和计数模式。
在定时模式下，我们可以设置一个初始值，并在每次计数
器增加到该值时产生一个中断。
这样就可以实现精确的定时功能。
定时器0的中断服务程序可以完成各种操作，例如控制其他外设、延时等。
在计数模式下，定时器0将简单地计数外部触发信号的脉
冲次数。
这可以用于测量外部事件的时间间隔或频率。
需要注意的是，定时器0的工作需要通过编程来完成。
我
们可以使用汇编语言或C语言来配置定时器0的寄存器，并
设计相应的中断服务程序。
51单片机定时器的工作原理是通过定时器0和定时器1实
现计数功能。
定时器0可以在定时模式或计数模式下工作，通过设置计数值和时钟源频率，实现精确的定时功能或测量外部
事件的时间间隔或频率。
编程则是必不可少的，通过配置寄存器和编写中断服务程序来实现定时器的工作。
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。
51单片机定时器工作原理
51单片机定时器工作原理51单片机是一款广泛使用的微控制器，它的定时器功能可以用于实现定时操作、计时、脉冲计数等功能。
本文将介绍51单片机定时器的工作原理。
01、51单片机的定时器51单片机的定时器包括两个独立的定时器，即定时器0和定时器1。
每个定时器都由一个8位计数器和一组控制寄存器组成。
这些寄存器被映射到特定的内存地址，并且可以通过读写这些地址来控制定时器的工作方式。
02、定时器的计数器定时器的计数器是一个8位的寄存器，它通过每次递增来实现计时操作。
当计数器的值达到最大值255时，它会自动重置为0，从而形成一个循环计时器。
通过改变计数器的初值可以改变定时器的定时时长。
在51单片机中，计数器的初值可以通过内部RAM、外部RAM或IO 口进行设置。
03、定时器的工作模式51单片机的定时器可以工作在4种不同的模式下，分别是方式0、方式1、方式2和方式3。
每种模式下，定时器的工作方式都不同，可以实现不同的定时器操作，如定时操作、计时操作、脉冲计数等。
在每种模式下，定时器的一些控制寄存器的设置也是不同的。
04、定时器的中断控制定时器在计时过程中可以触发中断信号，用于提示系统完成定时操作。
在51单片机中，可以通过设置中断允许位来开启定时器中断功能。
当定时器计时满足中断触发条件时，会自动发出中断信号，通知系统进行相应的中断处理。
05、注意事项在使用51单片机定时器时需要注意以下问题：1) 在每次使用定时器之前，必须先进行相应的初始化设置。
2) 定时器操作时需要注意定时器的中断允许位的设置，以便及时处理定时器计时的中断。
3) 在使用定时器时不要过度依赖计时精度，因为51单片机的晶振精度和定时器的延时误差可能会导致计时误差。
4) 在设计系统时应合理规划定时器的使用，以充分利用定时器的功能，同时避免出现冲突或资源浪费现象。
以上就是51单片机定时器的工作原理和注意事项，仅供参考。
通过对单片机定时器的深入学习和了解，可以更好地控制单片机系统的定时操作，实现更高效、可靠的工作。
《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
单片机定时器与计数器的工作原理及应用
单片机定时器与计数器的工作原理及应用摘要：单片机作为现代电子设备中广泛采用的一种集成电路，其内部包含了丰富的功能模块，其中定时器和计数器被广泛应用于各种领域。
本文将介绍单片机定时器和计数器的工作原理及应用，包括定时器的基本原理、工作模式和参数配置，以及计数器的工作原理和常见应用场景。
希望通过本文的阐述，读者能够深入了解单片机定时器和计数器的基本原理和应用，为电子系统设计提供参考。
引言：单片机作为嵌入式系统中的核心部件，承担着控制和处理各种信号的重要任务。
定时器和计数器作为单片机的重要功能模块，为实现各种实时控制任务提供了有效的工具。
定时器可以生成一定时间间隔的定时信号，而计数器则可以对外部事件的频率进行计数，实现时间测量和计数控制等功能。
一、定时器的工作原理单片机中的定时器通常为计数器加上一定逻辑控制电路构成。
定时器的基本工作原理是通过控制计数器的计数速度和计数值来实现不同时间间隔的输出信号。
当定时器触发时，计数器开始计数，当计数值达到预设值时，定时器产生一个输出信号，然后重新开始计数。
定时器通常由以下几个部分组成：1.计数器：定时器的核心部件是计数器，计数器可以通过内部振荡器或外部输入信号进行计数。
通常情况下，计数器是一个二进制计数器，它可以按照1、2、4、8等倍数进行计数。
2.预设值：定时器的预设值决定了定时器的时间间隔。
当计数器达到预设值时，定时器会产生一个输出脉冲。
3.控制逻辑电路：控制逻辑电路用于控制计数器的启动、停止和重置等操作。
通常情况下，控制逻辑电路由一系列的触发器和逻辑门组成。
二、定时器的工作模式定时器可以根据实际需求在不同的工作模式下运行，常见的工作模式有以下几种：1.定时工作模式：在定时工作模式下，定时器按照设定的时间间隔进行计数，并在计数值达到预设值时产生一个输出脉冲。
这种模式常用于周期性任务的触发和时间测量。
2.计数工作模式：在计数工作模式下，定时器通过外部输入信号进行计数，可以测量外部事件的频率。
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.
51单片机定时器工作原理
51单片机定时器工作原理单片机是一种集成了微处理器核心、存储器和各种外围设备接口电路的微型计算机系统，它具有体积小、功耗低、成本低等优点，因此在各种电子设备中得到了广泛的应用。
而定时器作为单片机中的重要外围设备之一，其工作原理对于单片机的应用至关重要。
本文将介绍51单片机定时器的工作原理。
首先，我们需要了解定时器的基本概念。
定时器是一种用于产生精确时间延迟的电路，它可以在一定的时间间隔内产生一个脉冲信号，用于控制其他设备的工作。
在51单片机中，定时器通常由定时器/计数器模块来实现，它可以根据程序的需要进行定时、计数等操作。
接下来，我们来详细了解51单片机定时器的工作原理。
51单片机中的定时器/计数器模块通常包括定时器/计数器控制寄存器、定时器/计数器初值寄存器、定时器/计数器当前值寄存器等部分。
在使用定时器时，我们需要首先对这些寄存器进行配置，以满足具体的定时或计数需求。
在进行定时器配置时，我们需要设置定时器的工作模式、计数初值、时钟源等参数。
其中，定时器的工作模式通常包括定时模式和计数模式两种。
在定时模式下，定时器会根据设定的计数初值和时钟源产生定时中断；而在计数模式下，定时器会根据外部脉冲信号进行计数，并在计数完成时产生中断。
通过合理配置这些参数，我们可以实现定时器的各种功能，如精确定时、脉冲生成等。
在定时器工作过程中，定时器会根据设定的工作模式和参数进行计数或定时，当计数或定时完成时，定时器会产生中断请求，通知单片机进行相应的处理。
通过中断服务程序，我们可以实现定时器中断的处理，如更新定时器的计数初值、进行下一次定时等操作。
除了定时器的基本工作原理外，我们还需要了解定时器的时钟源选择、定时器中断的优先级设置等相关内容。
在使用定时器时，时钟源的选择会直接影响定时器的计数速度，因此需要根据具体的应用需求进行合理的选择。
同时，定时器中断的优先级设置也需要根据系统的整体设计进行合理的规划，以确保定时器中断能够及时得到处理。
51单片机计数器原理
51单片机计数器原理51单片机计数器是一种常用的计数器，可以在嵌入式系统中实现多种功能。
本文将介绍51单片机计数器的原理及其应用。
一、计数器的原理计数器是一种能够进行数字计数的电路。
它包括一个或多个触发器、逻辑门和时钟信号。
计数器接收时钟信号作为输入，每次接收到时钟信号时，计数器的值增加或减少一个固定值。
计数器的值可以在特定条件下重置为初始值。
计数器可以用于计算事件的发生次数、测量时间间隔或者进行时序控制。
51单片机中的计数器是由几个触发器（T）、逻辑门和时钟信号（的分频输出）组成的。
其中，计数器的位数取决于使用的触发器数量。
常见的有8位计数器（8T）和16位计数器（16T）。
除了计数值，计数器还可以具备其他功能，如使能控制、复位功能和输出控制等。
二、51单片机计数器的工作原理51单片机中的计数器可以通过计数器/定时器模块（Timer）来实现。
单片机内部的定时器模块包含至少一个计数器，可以根据需要进行配置。
定时器模块由控制位、计数器和寄存器组成。
控制位用于设置计数器的功能和模式，如选择计数或定时模式、选择时钟源、使能控制等。
计数器用于进行计数操作，并将计数值存储在寄存器中。
寄存器用于存储计数值、控制位设置和其他参数。
单片机的时钟信号用于驱动计数器的计数操作。
时钟信号可以来自内部时钟源或外部时钟源。
通过设置控制位和时钟源，可以调整计数器的工作时间和速度。
三、51单片机计数器的应用1. 计时功能51单片机计数器可以应用于计时功能。
通过设置计数器的工作模式和计数值，可以实现精确的计时操作。
计数器可以接收外部时钟信号或内部时钟源，以确定计时的精度。
2. 频率测量计数器还可以用于测量频率。
通过计数器统计的时钟脉冲数，可以计算出输入信号的频率。
通过设定计数值和计时模式，可以提高测量的准确度。
3. 脉冲宽度测量计数器可以用于测量脉冲宽度。
通过设置计数器的计数模式和计数值，可以精确地测量输入计时脉冲的宽度。
4. 时序控制计数器还可以应用于时序控制。
第5章_MCS-51单片机中断定时器
5.1.4 P3口
P3口第二功能
第二功能状态
15:12
14
返回目录
5.1.4 P3口
P3口使用
P3口使用
P3口的每一位都可独立地定义为第一功能 I/O或第二功能使 用。P3的第二功能涉及到串行口、外部中断、定时器，与 特殊功能寄存器有关，它们的结构、功能等在后面章节中 再作进一步介绍。
P3 口 的 地 址 为 B0H ， 对 应 P3.0~P3.7 的位地址为 B0H~B7H。
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返回目录
5.1.4 小结
4个并行口使用注意事项
P0、P1、P2、P3并行端口使用注意事项
（1）4个端口的电路结构均不完全相同，并且性能和用途 也各有所侧重； （2）4个口均为“准双向口”，每个并行口都有两种读入 方法：一个是读锁存器，另一个是读取引脚状态； （3）P0口作为I/O口使用时应外接上拉电阻，其它口则可 不必； （4）P2口某几根口线作地址使用时，剩下的口线不能作为 I/O口线使用； （5）P3口的某些口线作第二功能时，剩下的口线可以单独 作为I/O口线使用。
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返回目录
5.2.1 CPU与外设的输入/输出方式
2．异步传送方式
异步 传送又称为有条
-----异步传送方式
件传送，或查询方式，
通常 把 通过 程 序 对外 设状 态 的检 测 称 之为 “查 询”， 所 以 这种 有条 件 的传 送 方 式又 叫做 程 序查 询 方 式。 查询 的 流程 图 如 图所 示。
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5.2.1 CPU与外设的输入/输出方式
3．直接存储器存取（DMA）方式
---DMA方式
DMA （ Direct Memory Access ） 方 式 是
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。
单片机中的定时器和计数器
单片机中的定时器和计数器单片机作为一种嵌入式系统的核心部件，在各个领域都发挥着重要的作用。
其中，定时器和计数器作为单片机中常用的功能模块，被广泛应用于各种实际场景中。
本文将介绍单片机中的定时器和计数器的原理、使用方法以及在实际应用中的一些典型案例。
一、定时器的原理和使用方法定时器是单片机中常见的一个功能模块，它可以用来产生一定时间间隔的中断信号，以实现对时间的计量和控制。
定时器一般由一个计数器和一组控制寄存器组成。
具体来说，定时器根据计数器的累加值来判断时间是否到达设定的阈值，并在时间到达时产生中断信号。
在单片机中，定时器的使用方法如下：1. 设置定时器的工作模式：包括工作在定时模式还是计数模式，以及选择时钟源等。
2. 设置定时器的阈值：即需要计时的时间间隔。
3. 启动定时器：通过控制寄存器来启动定时器的运行。
4. 等待定时器中断：当定时器计数器的累加值达到设定的阈值时，会产生中断信号，可以通过中断服务函数来进行相应的处理。
二、计数器的原理和使用方法计数器是单片机中另一个常见的功能模块，它主要用于记录一个事件的发生次数。
计数器一般由一个计数寄存器和一组控制寄存器组成。
计数器可以通过外部信号的输入来触发计数，并且可以根据需要进行计数器的清零、暂停和启动操作。
在单片机中，计数器的使用方法如下：1. 设置计数器的工作模式：包括工作在计数上升沿触发模式还是计数下降沿触发模式，以及选择计数方向等。
2. 设置计数器的初始值：即计数器开始计数的初始值。
3. 启动计数器：通过控制寄存器来启动计数器的运行。
4. 根据需要进行清零、暂停和启动操作：可以通过控制寄存器来实现计数器的清零、暂停和启动操作。
三、定时器和计数器的应用案例1. 蜂鸣器定时器控制：通过定时器模块产生一定频率的方波信号，控制蜂鸣器的鸣叫时间和静默时间，实现声音的产生和控制。
2. LED呼吸灯控制：通过定时器模块和计数器模块配合使用，控制LED的亮度实现呼吸灯效果。
51单片机的定时器应用解析
51单片机的定时器应用解析定时器是一种多功能的外设，可以在嵌入式系统中广泛应用。
在 51 单片机中，定时器分为两种：定时/计数器和串行接口定时器（SIT）。
这篇文档将着重介绍定时/计数器的应用。
定时器基础定时器由两个 8 位定时器（Timer0 和 Timer1）和一个 16 位定时器（Timer2）组成。
定时器通过计数器实现定时功能，计数器钟频为定时器输入时钟的一半。
定时器的定时时间可以通过改变计数器初始值和时钟源分频系数来实现。
定时器应用延时定时器可以用来实现延时功能，常见的延时方式是使用定时器产生中断，在中断服务程序中完成延时操作。
PWM定时器可以用来实现脉冲宽度调制（PWM）功能，PWM 的输出占空比可以通过改变计数器初始值和重载值来实现。
计数器定时器也可以作为计数器使用。
在计数器模式下，定时器向计数器输入信号计数，并将计数值存入寄存器中。
定时器使用示例中断延时void init_timer0(unsigned int ms){TMOD &= 0xF0;TMOD |= 0x01;TH0 = ( - FOSC / 1000 * ms) >> 8;TL0 = ( - FOSC / 1000 * ms) & 0xFF;ET0 = 1;TR0 = 1;}void timer0_isr() __interrupt (1){static unsigned char cnt = 0;TH0 = ( - FOSC / 1000 * ms) >> 8;TL0 = ( - FOSC / 1000 * ms) & 0xFF;if(cnt++ >= 20){cnt = 0;// do something every 20 ms}}PWMvoid init_timer1(unsigned int freq, unsigned char duty_cycle) {TMOD &= 0x0F;TMOD |= 0x10;TH1 = ( - FOSC / freq / 2) >> 8;TL1 = ( - FOSC / freq / 2) & 0xFF;// calculate duty cycleunsigned int reload = (unsigned int)(FOSC / freq * duty_cycle / 100 / 2);// set duty cycleRCAP2H = reload >> 8;RCAP2L = reload & 0xFF;TR1 = 1;}结论定时器是 51 单片机中常用的外设之一，可以实现延时、PWM 等多种功能。
51单片机定时时钟工作原理
51单片机定时时钟工作原理51单片机（也被称为8051微控制器）的定时器/计数器是一个非常有用的功能，它允许用户在特定的时间间隔内执行任务。
下面是其基本工作原理：1. 结构：8051单片机通常包含两个定时器/计数器，称为Timer0和Timer1。
每个定时器都有一个16位的计数器，可以用来跟踪经过的时间或事件。
2. 时钟源：定时器的核心是一个振荡器或外部时钟源，为计数器提供脉冲。
通常，这个时钟源可以是内部的，也可以是外部的。
内部时钟源通常基于系统时钟，而外部时钟源则直接从外部硬件输入。
3. 计数过程：每当振荡器产生一个脉冲，计数器就会增加（对于向上计数的定时器）或减少（对于向下计数的定时器）一个单位。
这取决于定时器的模式。
4. 溢出：当计数器达到其最大值（对于向上计数的定时器）或达到0（对于向下计数的定时器）时，会发生溢出事件。
这会导致一个中断，可以用来执行特定的任务或操作。
5. 分频：在某些模式下，计数器的输出可以用来分频系统时钟，从而产生更精确的定时器时钟。
6. 预分频器：预分频器允许用户设置一个值，该值决定了振荡器的输入脉冲被分频的次数。
这有助于控制计数器的速度，从而控制定时器的精度。
7. 工作模式：8051微控制器支持多种定时器模式，包括正常模式、自动重装载模式和比较模式。
每种模式都有其特定的应用和行为。
8. 中断：当定时器溢出时，可以产生一个中断。
这意味着微控制器可以暂时停止当前的任务，转而处理与定时器相关的特定任务。
通过合理配置和使用这些定时器/计数器，开发人员可以在8051单片机上实现精确的时间控制和事件调度。
这对于实现诸如延时、精确计时和脉冲生成等功能非常有用。
第05章 单片机定时计数器 习题解答
DIV AB
MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
MOV A,B
MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
MOV TMOD,#02H；
SETB ET0
SETB EA
WT: JB SP1,WT；直接寻址位为1转移（按键按下时SP1为0）
MOV P0,A
MOV A,B
MOV DPTR,#TABLE；可以不要
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
MOV KEYCNT,#00H
DKN: JNB SP1,$；直接寻址为0转移
LJMP WT
DELY10MS:
MOV R6,#20
D1: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
M1
M0
工作方式
方式说明
0
0
方式0
13位定时/计数器
0
1
方式1
16位定时/计数器
1
0
方式2
具有自动重装初值的8位定时/计数器
1
1
方式3
T0为两个独立的8位计数器，T1为波特率发生器
2.设MCS-51单片机的晶振频率fOSC=6MHz，分别讨论定时器/计数器0在各种工作方式下的最长定时时间。
答：由fosc =6MHz可知，一个机器周期T=2us，由于是加1计数，所以最长定时应是计数初值最小时（即为0时）的定时时间。
汇编语言参考程序如下：
ORG 0000H;在0000H单元存放转移指令
LJMPMAIN;转移到主程序
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定时/计数器的工作方式
1、方式0
方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成。 TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标 志，向CPU发出中断请求。
TCON TF1 申请 中断 TR1 TF0 TR0 D7 溢出 TH0 8位 TL0 5位 &
CPU时序的有关知识
例如：外接晶振为12MHz时，89S52单片机的4个时间周 期的具体值为： 振荡周期=1/12us; 状态周期=1/6us; 机器周期=1us; 指令周期=1~4us;
在学习定时器之前需要明白的
51单片机有两组定时器/计数器，因为既可以定时， 又可以计数，故称之为定时器/计数器。 定时器/计数器和单片机的CPU是相互独立的。定时器/计数器工 作的过程是自动完成的，不需要CPU的参与。 51单片机中的定时器/计数器是根据机器内部的时钟或者是外部 的脉冲信号对寄存器中的数据加1。 有了定时器/计数器之后，可以增加单片机的效率，一些简单的 重复加1的工作可以交给定时器/计数器处理。CPU转而处理一 些复杂的事情。同时可以实现精确定时作用。
第五章 51单片机的定时器计数器原理 与应用
本节内容
定时器的原理 定时器的使用
CPU时序的有关知识
振荡周期：为单片机提供定时信号的振荡源的周期 （晶振周期或外加振荡周期） 状态周期：2个振荡周期为1个状态周期，用S表示。 振荡周期又称S周期或时钟周期。 机器周期：1个机器周期含6个状态周期，12个振荡周 期。 指令周期：完成1条指令所占用的全部时间，它以机器 周期为单位。
2、控制寄存器TCON
TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控 制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下：
TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动 置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU可随 时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软 件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。 TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0 时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数 器的启动与停止。 TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。 TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。
中断源
中断源符号 /INT0 T0 /INT1 T1 TI/RI 名称 外部中断0 中断引起原因 P3.2引脚低电平或下降沿信号 定时/计数器0计数回0溢出 P3.3引脚低电平或下降沿信号 定时/计数器1计数回0溢出 中断号 0 1 2 3 4
定时器0中 断
外部中断1 定时器1中 断
串行通信完成一帧数据发送或接收引 串行口中断 起中断
定时/计数器的工作方式
2、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，组成了16位加1计数器 。
TCON TF1 申请 中断 TR1 TF0 TR0 D7 溢出 1 TH0 8位 TL0 8位 &
≥1
TMOD T0引脚 1 0 M0 M1 C/T 0 机器周期 GATE M0 1 D0 INT0引脚 M1 C/T GATE D7 D0
89C51单片机定时器结构
定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8 位两个寄存器THx和TLx组成。TMOD是定时/计数器的工作方 式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制 T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。
T1引脚 T0引脚
机器周 期脉冲
TH1
TL1
TH0
≥1
机器周期 TMOD 1 1 M0 M1 C/T 0 机器周期 GATE M0 ຫໍສະໝຸດ M1 C/T GATE D7 D0
D0
INT0引脚
工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。
使用定时器，该做哪些工作
初始化程序应完成如下工作：
对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式。 计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。 中断方式时，则对EA赋值，开放定时器中断。 使TR0或TR1置位，启动定时/计数器定时或计数。
作业
1、在给定的TimerLED.DSN文件中使用定时
器1的方式1编程实现秒计时。计时从0开始， 到60秒时，自动归零，再从0开始计时。 2、在1的基础上使用按键start控制，使计数 开始暂停；使用按键stop控制，使计数器停 止清零。（按键的控制可以使用延时方式， 也可以使用中断方式）
计数个数与计数初值的关系为：X=28－N 工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。
定时/计数器的工作方式
4、方式3 方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当 于TR1=0，停止计数。
溢出 申请 中断 申请 中断 TCON TF1 TR1 TF0 TR0 溢出 TH0 8位 T0引脚 1 TL0 8位 &
定时器/计数器的编程和应用
4种工作方式中，方式0与方式1基本相同，由于方式0 是为兼容MCS-48而设，初值计算复杂，在实际应用 中，一般不用方式0，而采用方式1。 1、方式1应用 例1-1 假设系统时钟频率采用12MHz，要在P1.0上输 出一个周期为2ms的方波，如图所示。
方波的周期用T0来确定，让T0每隔1ms计数溢出1次 (每1ms产生一次中断)，CPU响应中断后，在中断服 务程序中对P1.0取反。 (1)计算初值X
(1) 用定时器0的方式1编程，采用查询方式，程序如下：
# include <reg51.h> sbit P1_0=P1^0 ；
void main(void)
{ TMOD=0x01 ； TR0=1 ； /* 设置定时器1为非门控制方式1*/ /* 启动 T/C0 */ /* 装载计数器初值 */ /* 查询等待TF0置位 */ /* 定时时间到P1.0反相 */ /* 软件清 TF0 */
TL0
内部总线
GATE TF1 TR1 TF0 TR0 C/T C/T M1 M0 M1 M0
TCON
GATE
TMOD
外部中断相关位
T1方式
T0方式
定时/计数器的控制
80C51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能 寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用 于控制其启动和中断申请。 1、工作方式寄存器TMOD 工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作 方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：
GATE是门控位, GATE＝0时，用于控制定时器的启动是否受 外部中断源信号的影响。只要用软件使TCON中的TR0或 TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；GATA＝1时，要用 软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚INT0/1也为高电平 时，才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动条件， 加上了INT0/1引脚为高电平这一条件。 C/T :定时/计数模式选择位。C/T ＝0为定时模式;C/T =1为计 数模式。 M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式。
机器周期=12/fosc=1 μs
需计数次数=1000/(12/fosc)=1000/1=1000
由于计数器是加1计数，为得到1000个计数之后的 定时器溢出，必须给定时器置初值为-1000(即1000 的补数)。
(2)初始化程序设计 对寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确设置， 将计数初值送入定时器中。 (3)程序设计 中断服务程序除产生方波外，还要注意将计数初值重 新装入定时器中，为下一次中断作准备。 参考程序：
20
while(1)
{ TH0= -(1000/256) ； TL0= -(1000%256) ； do { } while (!TF0) ； P1_0=!P1_0； TF0=0； } }
(2) 用定时器0的方式1编程，采用中断方式。程序如下： # include <reg51.h> sbit P1_0=P1^0 ； void time (void) interrupt 1 using 1 /* T/C0中断服务程序入口 */ { P1_0=!P1_0 ； /* P1.0取反 */ TH0= -(1000/256)； / * 重新装载计数初值 */ } void main( void ) { TMOD=0x01 ； /* T/C0工作在定时器非门控制方式1 */ P1_0=0； TH0= -(1000/256 )； /* 预置计数初值 */ TL0= -(1000%256) ； EA=1 ； /* CPU中断开放 */ ET0= 1 ； /* T/C0中断开放 */ TR0=1 ； /* 启动T/C0开始定时 */ while(1) ； /* 等待中断 */ } 21
≥1
TMOD T0引脚 1 1 0 0 0 M0 M1 C/T 机器周期 GATE M0 1 D0 INT0引脚 M1 C/T GATE D7 D0
定时器模式时有:N＝t/ Tcy 计数初值计算的公式为：X=213－N。 定时器的初值还可以采用计数个数直接取补法获得。 计数模式时，计数脉冲是T0引脚上的外部脉冲。 门控位GATE具有特殊的作用。当GATE=0时，经反相 后使或门输出为1，此时仅由TR0控制与门的开启，与门输出 1时，控制开关接通，计数开始；当GATE=1时，由外中断引 脚信号控制或门的输出，此时控制与门的开启由外中断引脚 信号和TR0共同控制。当TR0=1时，外中断引脚信号引脚的 高电平启动计数，外中断引脚信号引脚的低电平停止计数。 这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。
计数个数与计数初值的关系为：X=216－N