第五章定时计数器

第五章 定时/计数器
M1 M0：四种工作方式的选择位 表 5.1 工作方式选择表
M1 M0 方式
说明
0 0 0 13 位定时器(TH的 8 位和TL的低 5 位）
0 1 1 16 位定时器/计数器
1 0 2 自动重装入初值的 8 位计数器
T0 分成两个独立的 8 位计数器,
1
1 3 T1 在方式 3 时停止工作
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第5章 定时/计数器
5.1 定时器/计数器0和1 5.2 定时/计数器2 5.3 定时/计数器的应用
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在工业检测、控制中，很多场合都要用到计数或者定 时功能。例如对外部脉冲进行计数、产生精确的定时时间、 作串行口的波特率发声器等。MCS－51单片机内部有两个 可编程的定时器/计数器，以满足这方面的需要。它们具 有 两种工作模数（计数器模式、 定时器模式）和四种工 作方式（ 方式0、方式1、方式2、方式3），其控制字均 在相应的特殊功能寄存器（SFR）中，通过对它的SFR的 编程，可以方便的选择工作模数和工作方式。
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C/T位：计数器模式和定时器模式的选择位。 C/T＝0，为定时器模式，内部计数器对晶振脉冲12分频 后的脉冲计数，该脉冲周期等于机器周期，所以可以理 解为对机器周期进行计数。从计数值可以求得计数的时 间，所以称为定时器模式。 C/T＝1，为计数器模式，计数器对外部输入引脚T0 （P3.4）或T1（P3.5）的外部脉冲（负跳变）计数，允许 的最高计数频率为晶振频率的1/24。
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在这种模式中，16位计数器分为两部分，即以 TL0为计数器，以TH0作为预置寄存器，初始化时把 计数初值分别加载至TL0和TH0中，当计数溢出时， 不再象方式0和方式1那样需要“人工干预”，由软件 重新赋值，而是由预置寄存器TH以硬件方法自动给 计数器TL0重新加载。
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而
T=12÷
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二、 定时器/计数器控制寄存器TCON
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
TF0、TF1分别是定时器/计数器T0、 T1 的溢出标志位, 加法计数器计满溢出时置 1, 申请中断, 在中断响应后自动复 0。TF产生的中断申请是否被接受 , 还需要由中断是否开放 来决定。
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定时器初值的确定：
加法计数器是计满溢出时才申请中断, 所以在给定时器/ 计数器赋初值时 , 不能直接输入所需的计数值 , 而应输入的
是计数器计数的最大值与这一计数值的差值, 设最大值为 M, 计数值为 N, 初值为 X, 则 X的计算方法如下:
计数状态: X=M－N
定时状态: X=M－定时时间/T
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二、 模式1
图 5.4 模式 1（16位计数器）
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模式1和模式0的工作原理基本相同，唯一 不同是T0和T1工作在模式1时是16位的计数/定 时器。
模式1时的计数长度M是2的16次方。16位 的初值直接拆成高低字节，分别送入TH和TL 即可。
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5.1 定时器/计数器0和1
定时器/计数器： Timer/Counter
本质上都是加法计数器，当对固定周期的脉冲信号 计数时是定时器，对脉冲长度不确定的信号计数时是计 数器。
每接收到一个计数脉冲，加法计数器的值就加一， 当计满时发生溢出，并从0开始继续计数。
加法计数器的计满溢出信号就是定时/计数器的输出， 该信号使TCON的某位（TF0或TF1位）置一，作为定时 器/计数器的溢出中断标志。
当T0的13位计数器加到全部为 1 以后，再加 1就产生溢出，这时置TCON的TF0为 1 ，同时把 计数器全部变 0 ，然后从 0 开始继续计数。
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模式0的计数长度M为2的13次方。 初值也是13位二进制数，但要注意是高8位赋值 给TH0，低5位前面补足 3 个 0 凑成 8 位赋给TL0。 例如，如要求计数值为1000，则初值为 x＝M－1000＝8192－1000 ＝1C18H＝1 1100 000 1 1000B 则赋初值时，TH0＝0E0H，TL0＝18H。
四、 模式 3
图 5.6 模式 3（两个 8 位独立计数器）
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在工作模式3模式下，定时/计数器0被拆成两个独立 的8位计数器TL0和TH0。其中TL0既可以作计数器使用， 也可以作为定时器使用，定时/计数器0的各控制位和引脚 信号全归它使用。其功能和操作与，模式0或模式1完全相 同。TH0就没有那么多“资源”可利用了，只能作为简单 的定时器使用，而且由于定时/计数器0的控制位已被TL0 占用，因此只能借用定时/计数器1的控制位TR1和TF1， 也就是以计数溢出去置位TF1，TR1则负责控制TH0定时 的启动和停止。
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图 5.1 定时器/计数器结构框图
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5.1.2 控制和状态寄存器
一、 定时器/计数器的模式寄存器TMOD
8位分为两组，高四位控制T1，低4位控制T0。 图 5.2 TMOD各位定义
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对TMOD的各个位的说明： GATE位：门控位。GATE＝1时，T0、T1是否计数要受 到外部引脚输入电平的控制，INT0引脚控制T0，INT1引 脚控制T1。可用于测量在INT0和INT1引脚出现的正脉冲 的宽度。若GATE＝0，即不使能门控功能，定时计数器 的运行不受外部输入引脚INT0、INT1的控制。
三、模式 2
图 5.5 模式 2（初始常数自动重装载）
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工作模式0和模式1的最大特点就是计数溢出后，计 数器为全0，因而循环定时或循环计数应用时就存在反 复设置初值的问题，这给程序设计带来许多不便，同时 也会影响计时精度。
工作模式2就针对这个问题而设置，它具有自动重 装载功能，即自动加载计数初值，所以也称为自动重加 载工作方式。
TR1、TR0 分别是定时器 /计数器T1、 T0 的运行控制位, 通过软件置 1 后, 定时器 /计数器才开始工作, 在系统复位时 被清 0。
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5.1.3 T0和T1的四种工作模式
一、 模式 0
图5.3 定时/计数器 0模式0（13位计数器）
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在模式0下，T0和T1工作在13位的定时/计数 器方式，由TH的高 8 位和TL的低 5 位组成。