单片机的定时器 计数器 的用法

T0
TF0
INT0 TR0
注意，系统上电默认值为TCON = 0，则默认状态应为：
TR0和TR1均为关闭状态、电平中断触发方式、没有外部 中断请求
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单片机原理及应用 电子教案
6.3 定时/计数器的工作方式
T0工作 M1
方式
0
0
1
T0方式选择位
00-方式0
01-方式1
T0工作
10-方式2 状态
11-方式3
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注意：TMOD只能以字节方式进行初始化
TMOD D7
D6 D5
D4
D3
D2
D1
D0
（89H） GATE CC//TT M1
M0 GATE CC//T M1
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计数方式
计数值： N = (216 – a )
最大计数值：N = 65536 (脉冲)
由于检测一个负跳变需要2个机器周期，即24个振荡周期，
故最高计数频率=
1 24
f osc 。
故，对于12MHz晶振，最大外部脉冲的频率为0.5MHz 。
1
M0 工作方式 功能说明
0 1 0 1
0 1 2 3
13位定时/计数器 16位定时/计数器 8位自动重装定时/计数器 3种定时/计数器关系
T1工作 M1
方式
0
0
1
注意：
M0 工作方式 功能说明
0
0
13位定时/计数器
1
1
16位定时/计数器
0
2
8位自动重装定时/计数器
T0有4种工作方式，每种工作方式都有定时和计数2种方式。
delay(unsigned int time ){ unsigned int j = 0; for(;time>0;time--) for(j=0;j<125;j++);
}
基本思路：由CPU统计状态变化次数，待预定结果出 现后结束统计。 存在问题：占用过多CPU机时
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1ms 2ms
方波输出原理：定时1ms后将端口输出电平取反。
1ms定时的计数初值应为： a = 216 – t* fos / 12 = 216 – 1000* 12/ 12 = 64536 = 0xfc18
TH0 = 0xfc TL0 = 0x18 注意：需要不断重装计数初值。
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控制寄存器TCON
76543210
TCON TF1 TR1 TF0 TR0
字节地址：88H
TFx：Tx溢出标志位。响应中断后TFx有硬件自动清0。 用软件设置TFx可产生同硬件置1或清0同样的效果。
TRx：Tx运行控制位。置1时开始工作；清0时停止工作。 TRx要由软件置1或清0（即启动与停止要由软件控制）。
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第6章 单片机的定时器/计数器
6.1 定时/计数器的结构与工作原理 6.2 定时器的控制 6.3 定时/计数器的工作方式 6.4 定时/计数器的编程和应用
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纯软件定时/计数方法： 定时——空循环预定周次，等待预定时间 计数——读取I/O口电平，统计变化次数
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基本工作原理：
(每个机器周期产生一个计数脉冲)
Tx端
TFx （X = 0、1）
逻辑开关C T 功能：C T = 0→定时器方式，C T = 1计数器方式 计数器的溢出空间可随计数初值改变→定时时间t t =(计数器最大空间-计数初值)×机器周期
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山东交通学院信息科学与电19 气工程学院
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实例1 设单片机的fosc=12MHz，采用T0定时方式1在P1.0脚上输出周期 为2ms的方波。
虚拟示波器
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山东交通学院信息科学与电20 气工程学院
单片机原理及应用 电子教案 分析：周期为2ms的方波由2个半周期为1ms的正负脉冲组成
单片机软硬件联合定时/计数方法：
定时器 系统时钟脉冲 计数器 外来信号脉冲
溢出
加1计数器
溢出标志
溢出
加1计数器
溢出标志
等待CPU响应 等待CPU响应
系统时钟脉冲
定时/ 计数器
外来信号脉冲
溢出
K 加1计数器
溢出标志
等待CPU响应
定时器的本质是计数器(对时钟脉冲计数)，计数器则是对外来脉冲计数.
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方式1
——使用16位定时/计数器（THx+TLx）
（M0 M1为01组合时）
定时方式
定时时间：t = (216- a)×12/fosc (s) 最大定时时间（a=0，fosc =12MHz）：t = 216(s) = 65536 (s) 定时范围为1～65,536 μs（≈65ms）。
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6.1 定时/计数器的结构和工作原理
基本型：T0，定时、计数。 T1，定时、计数、串口波特率发生器。
增强型：增加了T2。
定时/计数器的结构
T1引脚
T0引脚
机器周 期脉冲
TH1
TCON
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TF1 TR1 TF0 TR0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
外部中断1 参与定时器 的启停管理
启动控制位 TR1=1-启动计数器 TR1=0-停止计数器
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山东交通学院信息科学与电9 气工程学院
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工作方式寄存器TMOD
7
6
TMOD GATE C/T
54
3
210
M1 M0 GATE C/T M1 M0 字节地址：89H
≥1
T0引脚
机器周期 1
INT0引脚
TMOD
1 MFra Baidu bibliotek D0 0 M1
C/T GATE
M0 M1 C/T GATE D7
X=216-N=65536-N
计数范围：1～65536
计数初值要分成2个字节分别送入TH0、TL0
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17 山东交通学院信息科学与电17 气工程学院
TL1
外部中断相关位
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TH0
TL0
TH1、TL1
TH0、TL0
内部总线
TCON
TMOD
TMOD
T1方式
T0方式
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定时/计数器的结构
2个16位计数器T0 (TH0、TL0)和T1 (TH1、TL1)——加1计数器 2个控制寄存器TCON和TMOD——管理计数器的运行
//装载计数初值
TL0 = 0x18;
do{ } while(!TF0); //等待TF0溢出
P1_0 =!P1_0;
//定时时间到P1.0反相
TF0 = 0;
//TF0标志清0
}
}
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M0
T1
T0
例如，设置T0为定时器方式1，允许TR0启动； T1为计数器方式0，允许INT1启动。
则 TMOD = 1100 0001B =0xc1 又如，系统上电默认值为TMOD = 0，则默认状态应为：
T0和TI均为定时器方式0，允许TR0、TR1启动。
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山东交通学院信息科学与电13 气工程学院
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山东交通学院信息科学与电24 气工程学院
单片机原理及应用 电子教案
小结：使用定时/计数器的步骤
（1）设置TMOD——确定定时/计数器的工作状态
T0
T1
定时
计数
定时
计数
01230123 0 1 2 0 1 2
T0
强调：TMOD的设置只能以字节形式给出
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14 山东交通学院信息科学与电14 气工程学院
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TCON 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H
(88H) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
定时器控制位
外部中断控制位
T1 T0脚
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6.2 定时/计数器的控制
定时/计数器的控制关系（以T1为例）
模式选择位
C T =0-定时
T1
C T =1-计数
中断请求标志位 TF1=1-请求 TR1=0-复位
门控位 GATE=0-允许TR1启 动计数器
GATE=1-允许INT1 启动计数器
T1只有3种工作方式（T0的方式3中占用了T1的部分资源）。
学习顺序：方式1→方式2 →方式0
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方式1：16位方式
TCON
申请 中断
TF1 D7
TR1
溢出
TF0
TH0 TL0
TR0
8位 8位
D0
1 0 &
GATE：门控位。GATE＝0时，只要TRx为1，就可启动计 数器工作；GATA＝1时，定时器的启动还要加上INTx引脚 为高电平这一条件。
C/T：模式选择位。 清0为定时模式，置1为计数方式。 M1M0：工作方式设置位。可设置四种工作方式(见下页）。
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2个外部引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)——接入外部脉冲
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定时/计数器的工作原理
实质是16位加1计数器
定时器模式时，是对内部机器周期计数。计数值乘以机 器周期就是定时时间
计数器模式时，是对外部事件计数。脉冲由T0（P3.4） 或T1(P3.5)引脚输入。
图6.14 实例1仿真波形图
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（2）中断方式
#include <reg51.h>
sbit P1_0=P1^0;
timer0 () interrupt 1 {
//T0中断函数
P1_0 = !P1_0;
//P1.0取反
TH0 = 0xfc;
注意:(若计数值为N,计数初值为X) •溢出信号使TF0或TF1置1，并发出中断请求，16位时有：
N=65536-X，或X=65536-N •12MHz晶振时，计数频率低于0.5MHz
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M1M0 工作方式
说
明
00 方式0 13位定时/计数器
01 方式1 16位定时/计数器
10 方式2 8位自动重装定时/计数器
11
方式3
T0分成两个独立的8位定时/计数器； T1此方式停止计数
注意：TMOD不能进行位寻址
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//装载计数初值
TL0 = 0x18;
}
main () {
TMOD = 0x01;
//T0定时方式1
TH0 = 0xfc;
//装载计数初值
TL0 = 0x18;
EA=1;
//开总中断
ET0=1;
//开T0中断
TR0=1;
//启动T0
while(1);
}
注意：中断响应后系统可自动将TFx标志位清0
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（1）查询方式
#include <reg51.h>
sbit P1_0 = P1^0;
T0
main () {
TMOD = 0x01;
//设置T0定时方式1(0000 0001B)
TR0=1;
//启动T0
for(;;){
TH0 = 0xfc;
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TMOD D7
D6 D5
D4
D3
D2
D1
D0
（89H） GATE CC//TT M1 M0 GATE CC//T M1 M0
T1
T0
T1
T1方式选择位
00-方式0 01-方式1 10-方式2
T1工作 状态
T0脚
T0
TF0
INT0 TR0
=(2n-a)×12/fosc (s) t与n、a、fosc三个因素有关
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Tx端
TFx （X = 0、1）
计数值N = (计数器满计数值 - 计数初值) = (2 n – a ) N与n、a两个因素有关
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