单片机定时计数器及其应用

8.1.2.2 方式1
M1、M0=01，16位的计数器。
TL计满溢出向TH进位。 16位计满溢出时TF1置位。
在方式0和方式1中，计数计满溢出后，使 其值为0。在循环定时或计数应用中，必须反 复预置计数初值，不仅会影响定时精度，而且 给程序设计带来不便。
8.1.2.3 方式2
计数满后自动装入计数初值。
温度
保温5分钟 淬火 开始定时 回火3小时
开始定时
清洗
空冷
实际控制可以由单片机定时发出信号控制自动完成整 个工艺过程。
2.计数功能： 对外界发生的事件计数(输入脉冲)，当达到程序 规定的计数值时，输出一脉冲信号，申请中断。 例如一啤酒生产线，如下图所示
光电信号 计 数 24 瓶 24瓶装完申请中断 转入中断服务程序装箱
（2）计算计数初值 因为：(216-X)×2×10-6 = 10-1 所以：X=15536=3CB0H 因此：TH0=3CH，TL0=0B0H （3）10次计数的实现 采用循环程序法。 （4）程序设计 参考程序 :
ORG
RESET： LJMP ORG LJMP ORG
0000H
MAIN 000BH 1000H ；上电，转主程序入口MAIN ；T0的中断入口
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 设初值为X，则有: (216-X)×2×10-6=1×10-3 216-X=500 X=65036
X化为16进制，即X=FE0CH=1111111000001100B。
ET0
；允许T0中断
EA ；CPU开放中断 HERE ；等待中断 TL0,#0B0H ；T0中断子程序，重装初值 TH0,#3CH ； B，LOOP TR0 ；1s定时时间到，停止T0工作
2、方式2的应用 省去程序中重装初值的指令，并可 产生相当精确的定时时间。 例 当T0（P3.4）引脚上发生负跳变时， 从P1.0引脚上输出一个周期为1ms的方波, 如图所示。（系统时钟为6MHz）
8.1 MCS-51的定时器
两个可编程的定时器/计数器T1、T0。 2种工作模式： （1）计数器工作模式 （2）定时器工作模式 4种工作方式(方式0-方式3)
定时脉冲信号 外部事件信号
定时 ＋1记数器 计数 计数初值 计数溢出
1、计数原理
对外部事件进行计数。 1）预先装入一个计数初值。
2）每来一个外部脉冲输入，记数器＋1。
问题/知识点
1. T0/T1 有哪几种工作模式？ 2. 方式1、2 各有什么突出特点？ 3. T0/T1 的计数信号来源于何处？ 4. 对外部信号计数时的最高允许频率为多少？ 5. 如何启动T0/T1 定时或计数？ 6. TF0、TF1 在什么情况下会自动置1？何时 会自动清零？ 7. 相关的SFR 有哪几个？
8.1.3 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。
8.1.3.1 计算初值的计算
• 1、定时方式下的计数初值
• 定时时间 •
• 或者
12 t (2 x ) f osc
；转主程序 ；T0的中断入口 ；转T0中断处理程序IT0P ；设堆栈指针 ；设置T0为方式1
ACALL HERE: AJMP PT0M0: MOV MOV SETB SETB SETB RET ITOP: MOV MOV CPL RETI
PT0M0 HERE TL0,#0CH TH0,#0FEH TR0 ET0 EA
M1、M0=10 ，等效框图如下：
THx作为常数缓冲器，当TLx计数溢出时，在置“1”溢出标 志TFx的同时，还自动的将THx中的初值送至TLx，使TLx从 初值开始重新计数。
定时器/计数器的方式2工作过 程如图(X=0,1)。 初始化时，将初值分别 付给THx和TLx。
省去用户软件中重装初值的程序，精确的 定时。 定时器作串口波特率发生器时，常选用定 时方式2。
12 fosc
8.1.1 定时器/计数器的控制
TMOD：选择定时器/计数器T0、T1的工作模式和工 作方式。 TCON：控制T0、T1的启动和停止计数，同时锁存T0、 T1的状态。
系统复位时，TMOD和TCON的所有位清0
用户可用软件 对TMOD和 TCON进行写 入和更改。
8.1.1.1 定时器/计数器控制寄存器TCON
（1）GATE——门控位 0：以TRx（x=0,1）来启动定时器/计数器运行。 1：用外中断引脚(/INT0或/INT1)上的高电平和 TRx来启动定时器/计数器运行。 (2) C/T*——计数器模式和定时器模式选择位 1：计数方式，计数脉冲从外部引脚引入。 T0－P3.4 T1－P3.5 0：定时器方式，计数脉冲为内部脉冲。 脉冲周期＝机器周期
TR0 ；接通T0 TH0,#0FEH ；T0置初值 TL0,#0CH TF0,LOOP1 ；查询TF0标志 TF0 ；T0溢出，清TF0 P1.0 ；P1.0的状态求反 LOOP
例 假设系统时钟为6MHz，编写定时器T0产生 1秒定时的程序。
（1）T0工作方式的确定 定时时间较长，采用哪一种工作方式？ 由各种工作方式的特性，可计算出： 方式0最长可定时16.384ms; 方式1最长可定时131.072ms; 方式2最长可定时512s。 选方式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s
输送带
★ 定时器（Timer）与计数器（Counter）的区别 ★ 定时计数器在单片机应用系统中的地位和作用 时间基准、延时、电子音乐、电机速度控制 工业测量（电机速度、产量、信号频率、脉冲宽度） ★ 51 系列单片机片上定时计数器的基本特性： 可编程（3 个方面）： 1）位数 2）启动方式 3）定时/计数方式 ★其它计数器： 74LS161、163、160、162 (不可编程)
第八章 定时计数器及其应用
第八章 定时计数器及其应用 • 8.0 引言 • 8.1 T0/T1的基本结构和工作方式 • 8.2 定时器的应用
8.0 引言
一、定时器计数器的功能：
1．定时器的功能：定时发出脉冲信号，向CPU申请中断，其定时 间隔的长短及起始控制的时间均可由程序控制。
例如某机械零件的热处理工艺曲线为：
（2） T1工作在方式1
0～7
（3） T1工作在方式2
回顾
1. T0/T1 有哪几种工作模式？ 2. 方式1、2 各有什么突出特点？ 3. T0/T1 的计数信号来源于何处？ 4. 对外部信号计数时的最高允许频率为多少？ 5. 如何启动T0/T1 定时或计数？ 6. TF0、TF1 在什么情况下会自动置1？何时 会自动清零？ 7. 相关的SFR 有哪几个？
（3）M1、M0——工作方式选择位 M1 M0 工 作 方 式 0 0 方式0，13位定时器/计数器。 0 1 方式1，16位定时器/计数器。 1 0 方式2，8位常数自动重新装载 1 1 方式3，仅适用于T0，T0分成两个8 位计数器，T1停止计数。
8.1.2
定时器/计数器的4种工作方式
8.1.2.1 定时工作方式0 M1、M0为00 ，定时器/计数器的框图：
所以，T0的初值为： TH0=0FEH TL0=0CH (2)初始化程序设计
主程序
中断服务程序
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：
ORG RESET: AJMP ORG AJMP ORG MAIN: MOV MOV 0000H MAIN 000BH IT0P 0100H SP,#60H TMOD,#01H
n
8.1.3.2 初始化编程
定时/计数器初始化基本步骤
1）根据定时时间或计数要求，确定计数初值
2）确定工作方式，写控制字到TMOD
3）预置定时或者计数的初值x
4）根据需求开放定时器/计数器的中断 5）启动定时器/计数器
8.1.3.3 应用举例
1、方式1应用 例：假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出一 个周期为2ms的方波，如图所示。
TL计满溢出向TH进位。 13位计满溢出时TF1置位。
方式0——13位的计数器 C/T* 位决定工作模式： 0：开关打在上面，为定时器工作模式； 1：开关打在下面，为计数器工作模式，计数脉冲为 P3.4、P3.5引脚上的外部输入脉冲，当引脚上发生负跳 变时，计数器加1。 GATE位：决定定时器/计数器的运行是取决于TRx一个条件 还是TRx和INTx*引脚两个条件。 GATE＝1 TR1=1时由/INT1信号控制计数脉冲的接通 或断开。常用于测量外部输入信号的脉冲宽度。
IT0P ；转T0中断处理程序IT0P
MAIN： MOV
MOV
SP,#60H
B,#0AH
；设堆栈指针
；设循环次数10次
MOV
MOV MOV
TMOD,#01H ；设T0工作在方式1
TL0,#0B0H ；给T0设初值 TH0,#3CH
SETB TR0
；启动T0
SETB
SETB HERE： SJMP ITOP： MOV MOV DJNZ CLR LOOP： RETI
n
t (2 x ) T
n
计数初值:
f osc x 2 t 12 t n x2 T
n
方式0：n＝13
方式1：n＝16 方式2：n＝8
计数方式下的计数初值
在计数方式下，可分为两种情况： 1、已知计数脉冲的个数C
x M C 2 C
n
2、未知计数脉冲来使用定时器
SETB TR1 SETB TR0 CLR CLR JBC TR1 TR0 TF1，L1；查询TF1，为1则转向L1且TF1清零。
8.1.1.2
工作方式控制寄存器TMOD
TMOD的字节地址为89H，不能按位寻址， 只能用字节传送指令来设置。 8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。
（1）工作方式选择 T0为方式1计数，初值 0FFFFH，即外部计数输入 端T0（P3.4）发生一次负跳变时，T0加1且溢出，溢 出标志TF0置“1”，发中断请求。在进入T0中断程 序后，把F0标志置“1”，说明T0脚已接收了负跳变 信号。 T1定义为方式2定时。在T0脚发生一次负跳变后，
启动T1每500s产生一次中断，在中断服务程序 中对P1.0求反，使P1.0产生周期1ms的方波。 （2）计算T1初值 设T1的初值为X： 则 (28-X)×2×10-6=5×10-4 X=28-250=6=06H （3）程序设计 ORG 0000H RESET: LJMP MAIN ；复位入口转主程序 ORG 000BH JMP IT0P ；转T0中断服务程序
3）记数器计满回零，产生溢出中断请求。
N Nc x
计数值 当前值
初值
2、定时原理
对周期性的定时脉冲进行计数。 1）预先装入一个计数初值。 2）周期性＋1记数。 3）记数器计满回零，产生溢出中断请求。
t ( M x)
定时时间 记数器的模 初值 计数脉冲的周期
MCS－51单片机的定时 1 fosc 脉冲频率为系统晶振频率的 T 12 12分频，即一个机器周期。
；调用子程序PT0M0 ；自身跳转 ； ；启动T0 ；允许T0中断 ；CPU开中断
TL0,#0CH ；T0中断服务子程序，T0置初值 TH0,#0FEH P1.0 ；P1.0的状态取反
查询方式的参考程序:
MOV
SETB LOOP: MOV MOV LOOP1：JNB CLR CPL SJMP
TMOD,#01H ；设置T0为方式1
低4位与外部中断有关，已介绍。高4位的 功能如下： (1) TF1、TF0——计数溢出标志位 (2) TR1、TR0——计数运行控制位 1：启动定时器/计数器工作 0：停止定时器/计数器工作
标志位
计满溢出时，单片机内部硬件对TF0（TF1） 置“1”。 中断方式：作为中断标志位。在响应中断转 向中断服务程序后，由硬件自动对TF清“0”。 查询方式：作为定时器状态位以供查询。查 询有效后以软件及时将该位清“0”。