第6章单片机的定时器计数器

定时/计数器的功能
定时/计数器的核心部件是二进制加1计数器 (TH0、TL0或TH1、TL1) 。
1. 定时功能----计数输入信号是内部时钟脉冲， 每个机器周期使寄存器的值加1。所以，计数 频率是振荡频率的1/12。
2. 计数功能----计数脉冲来自相应的外部输入 引脚，T0为P3.4，T1为P3.5。
6.1 MCS-51定时/计数器 概述
51系列内部有2个16位的定时/计数器T0、T1
功能：
定时 计数 串行口的波特率发生器
定时/计数器的可编程特性： ⑴ 确定其工作方式是定时还是计数 ⑵ 预置定时或计数初值 ⑶ 当定时时间到或计数终止时，要不要发中断请求 ⑷ 如何启动定时或计数器工作
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MSB
LSB
TCON （88H）
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
与外部中断INT1、INT0有关 已在中断系统介绍
T1、T0 启/停控制位
“1” 启动工作 “0” 停止
T1、T0 溢出标志位 “1” 有溢出 “0” 无溢出
亦可由指令清“0”
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* 各标志位应注意的问题
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S2TR 0(I N0T GA)TE
TCON
申请 中断
TF1 D7
TR1
溢出
TF0
TH0 TL0
TR0
8位 8位
D0
TMOD
S2 1 S1
T0引脚
1 M0 D0 0 M1
C/T
0
&
机器周期
GATE
M0
≥1
1
M1
C/T
INT0引脚
GATE D7
图6-2 T0的结构
2、控制寄存器TCON
t=（213-T0初值）×机器周期
当C / T=1时，控制开关接通外部输入信号， 当外部信号电平从“1”到“0”跳变时，加 1计数器加1，处于计数工作方式。
2. 方式1—16位方式
其定时时间为： t=（216-T0初值）×机器周期
振荡器
T0 TR0 GATE 1 INT0
1/12 C/T=0
C/T=1 &
TL0用来作为T0的控制信号（TR0、TF0）， TH0用来作为T1的控制信号（TR1、TF1）。
定时/计数器的工作方式3
方式3只适用于定时/计数器T0，将T0分成为两个独立 的8位计数器TL0和TH0 。
申请 中断
申请 中断
TCON
TF1 TR1 TF0 TR0
溢出 TH0 8位
溢出 TL0 8位
6.2、定时计数器的结构与工作原理
1、结构
“+1`” T1（P 3.5）
“+1`” T0（P 3.4）
T1 (8DH) (8BH)
TH1(8位) TL1 (8位)
T0 (8CH) (8AH)
TH0(8位) TL0 (8位)
7 07 0
7 07 0
启
工
CPU
动
作
溢启
溢
方
出动
出
工作方式
式
TCON(88H)
≥1
TL0 TH0 TF0 8位 8位
16位计数器
3. 方式2—8位自动装入时间常数方式
其定时时间为： t=（28-T0初值）×机器周期
振荡器
T0Байду номын сангаасTR0 GATE 1 INT0
1/12 C/T=0
C/T=1 & ≥1
TL0 TF0 TH0
4. 方式3—2个8位方式
仅T0可以工作在方式3—此时T0分成2个 独立的计数器—TL0和TH0 ，
TMOD(89H)
图6-1 定时/计数器逻辑结构
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T0
2个16位T/C分别由8位计数器TH0、TL0、
结构
“+1” 计数器
TH1、TL1组成
T1
控制寄存器TCON：控制T/C的启停、中断等
方式寄存器TMOD：控制T/C的工作方式
2、工作原理
⑴ 定时器
定时输入信号：机器内部震荡信号的1/12分频 即每一个机器周期做一次“+1”运算
1. 方式0—13位方式 定时器
振荡器
1/12 C/T=0
T0 TR0 GATE 1
INT0
C/T=1
& ≥1
TL0 TH0 TF0
低5位 8位
13位计数器
演 示 继续
T12
T5 * * * T4
T0
TH0
TL0
返回
当 C / T =0时，控制开关接通内部振荡器， T0对机器周期进行计数，其定时时间为：
定时/计数器的工作方式3
定时器T0工作于方式3时， T1只能工作在方式0、1、2
T1引脚 P3.5X TMOD
溢出
1
TH1 TL1
0 M0 D0
串行口
8位 8或5位
0
M1
12分频
fosc
C/T
串行口
8位 溢出
TL1 重
载
入 TH1
GATE T1引脚 P3.5 0 M0
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∵1个机器周期=12震荡脉冲 ∴计数速率为震荡频率的1/12分频
若单片机的晶振主频为12MHz 则计数周期为 1µs
⑵ 计数器
由外部引脚（T0为P3.4 ，T1为P3.5）输入计数脉冲 外部输入脉冲发生负 跳变时，进行“+1”计数
外部输入脉冲宽度应大于2个机器周期
下降沿
>T CY
TF1位：定时器1溢出标志位。 • 当定时/计数器1溢出时，由硬件置1。
• • 使用中断方式时，此位做中断申请标志位，进入中 断服务后被硬件自动清零。
TR1位：定时器1运行位。
该位靠软件置位或清零，置位时，定时/计数器接通 工作，清零时，停止工作。
6.4 定时器／计数器的工作方式
定时器／计数器共有四种工作方式
GATE： 门控位。设定T1、T0运行时，是否受
INT1 INT0引脚输入电平的控制
GATE= 1 受外部中断控制 C/T= 0为定时功能
0 不受外部中断控制
1为计数功能
表6-1 操作方式选择
M1M0 操作方式 功 能 0 0 方式0 13位计数器 0 1 方式1 16位计数器 1 0 方式2 可自动重新装载初值的8位计数器 1 1 方式3 T0分为2个8位计数器，T1停止计数
D0
1 0 &
≥1
机器周期 T0引脚
机器周期 1
INT0引脚
TMOD
1 M0 D0 1 M1
C/T GATE
M0 M1 C/T GATE D7
TL0作为定时/计数器：TL0占用原T0控制位及相关引脚：其操 作和功能与方式0、1基本相同
TH0仅作定时器：TH0占用T1控制位： TR1、TF1及T1中断源。
>T CY
高电平 低电平
T CY:为机器周期
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6.3、单片机对内部TO/T1的控制 1、方式寄存器TMOD
MSB
LSB
TMOD （89H）
GATE
C/T
M1
M0
GATE C/T M1 M0
门控位
控制T1 功能选择位
控制T0 工作方式选择
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GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0