51单片机定时器的使用和详细讲解__特别是定时器2

12
表8-1 定时器0 和定时器1 工作模式
13
1.工作模式0 当T0M（T1M）=00时定时器设定为工作模式0，此 时定时器工作于13位定时状态。 其中TH0是高8位加法计数器，TL0是低5位加法计 数器（TL0只用了低5位，高3位未用）。TL0加法 计数溢出时向TH0进位，TH0加法计数溢出时硬件 置TF0=1。 加法计数器对机器周期脉冲Tcy计数，每个机器周 期TL0加1。

上溢/下溢标志位
外部事件标志位 展示T2EX引脚状态
捕获/重载模式选择位 0：重载；1：捕获
外部使能控制位 1：使能T2EX引脚控制； 0：禁止 T2EX引脚控制；
启动/停止控制位
图8-9 T2CON各位功能
34
8.4.3 定时器T2工作模式
1.自动重载模式 控制寄存器T2CON 中的 CP / R L 2 置“0” 时，定时 器2被选择为自动重载模式。 该模式下，定时器2计数至溢出时，将寄存器RC2H、 RC2L中的16 位初始值重新装入定时器的TH2、TL2 寄存器中，开始新一轮计数循环。 并置位寄存器T2CON 的TF2 位表示计数溢出，从 而向CPU 发送中断请求信号。 溢出标志TF2 必须由程序清零。根据控制寄存器 T2MOD 中DCEN 控制位的设置，自动重载模式可进 一步分为两种类型。

假设使用fOSC的2分频作为计数源，则Tcy＝2/ fOSC ＝2/ （26.67×106）＝75ns 由公式
定时时间 计数初值 2 Tcy
n

(此处n 16)

可知计数初值
X 65536 4.5ms 5536 0 x15 A0 75 *10 6 ms

∴TH1=0x15，TL0=0xA0。
6
8.2 定时器T0和T1的结构
定时器T0和T1的结构如图8-1所示。
核心寄存 器——16位 加法计数器
定时器模 式寄存器
图8-1 定时器T0和T1结构图
7
1.16位加法计数器
16位加法计数器是定时器的核心，图8-1中用寄存 器TH0、TL0及TH1、TL1表示。 T0加法计数器的高8位和低8位分别用TH0、TL0表 示 T1加法计数器的高8位和低8位分别用TH1、TL1 表示 高8位和第8为可分别单独使用 当定时器工作时，加法计数器对内部机器周期脉 冲Tcy计数。
作方式和其它参数，因此使用方便。
4

定时器的基本工作原理是：利用计数器对固定周 期的脉冲计数，通过寄存器的溢出来触发中断。

具体应用步骤： 1）根据需要的定时时间，结合单片机的晶振频率， 计算出寄存器的初始值 2）根据需要开中断 3）启动定时器

若已规定用软件启动，则可把TR0、TR1或TR2置“1”； 若已规定由外中断引脚电平启动，则需给外引脚步加启动 电平。当实现了启动要求后，定时器即按规定的工作方式 和初值开始计数或定时。
30

定时器2由T2MOD寄存器、T2CON存器、功能 存器TH2、TL2、RC2H、RC2L等电路构成。


TH2、TL2构成16位通用计数器。 RC2H、RC2L作为16位寄存器，在自动重载模式 中RC2H、RC2L作为16位通用计数器的16位初值 寄存器 在捕捉模式中，当引脚T2EX上出现下降沿跳变 时，把TH2、TL2的当前值捕捉到RC2H、RC2L中 去。

14

定时器的定时时间
T (8192- X) T cy

计数初始值X
定时时间 X 2 Tcy
n
(此处n 13)

最大定时能力：
T max 8192 T cy
15
模式0的结构图如图8-4所示。
13位加法 计数器
门控位
GATE=0 定时器不受 控于外部信号；仅打 开与门，是定时器仅 有TR位控制； GATE=1 定时器受控 于外部信号，此时要 求TR=1；
17
定时时间 计数初值 2 Tcy
n
6 0 . 6 * 10 X 213 8192 8000 192 0 xC0 75
高8位TH 0 00000110 0 x06 低5位TL0 00000000 0 x00

T0从192开始计数，直到 超过8192即溢出，置 TF0=1,产生中断信号


让P1.0每45ms取反一次即可实现。定时器的单次定时时间 不可能达到45ms，如果设定16位的工作模式1，最大定时时 间也才为4.9152ms。 可让定时器多次定时产生4.5ms的定时时间，如让T1工作在 方式1，单次定时时间为4.5ms，那么T1中断10次就是45ms 的时间。
25


（1）确定定时常数
31


8.4.2 定时器T2控制寄存器
1.模式寄存器T2MOD 寄存器T2MOD 用来选择定时器2 的工作模式。其 组成如图8-8所示。
32
启动边沿 选择位
捕获模式/重载模式 的边沿选择位
预分频使能位
外部启动 使能位
计数器 递增/递 减使能位
图8-8 T2MOD各位功能
33
2.控制寄存器T2CON 寄存器T2CON 控制定时器2 的工作模式,其各位功 能如图8-9所示。
图8-3 中断使能寄存器组成
定时器0中 断使能位 定时器0中 断使能位
11
8.3 定时器工作模式


定时器0 和定时器1 完全兼容，均可设定为四 种不同的工作模式，如表8-1 所示。寄存器 TMOD 的位域TxM选择定时器的工作模式。 两个定时器在模式0、1 和2 时独立工作；在 模式3 时具有特定功能。

Tcy
8

2.模式寄存器（TMOD） TMOD用来选择定时器0、1的工作模式，低4位 用于定时器0，高4位用于定时器1，其组成如图 8-2所示。
T1 T0
00：模式0
方式 选择 01：模式1 10：模式2 11：模式3 方式 选择
9
图8-2 模式寄存器组成

3.控制寄存器（TCON）

TCON高4位用于控制定时器0、1的运行；低4位用于控 制外部中断，与定时器无关。
定时器0、1运行控 制位TR0（TR1）： TR0(TR1)=1 启动 TR0(TR1)=0 停止
图8-3 控制寄存器组成
定时器0、1溢出标志 TF0（TF1）： 溢出时该位由硬件自 动置1，响应中断后， 由硬件自动清0
10

4.中断使能寄存器（IEN0）

IEN0中的ET0（ET1）位控制定时器0、1是否产生中断 请求信号。为0时不产生中断请求信号，为1时允许产 生中断请求信号。其结构如图8-4所示。
外，还要注意将时间常数重新送入T1中，为下一次
产生中断作准备。
27
程序清单如下（主程序）：
#include <c8051f020.h> sbit P1_0 = P1^0; int count=10; //10次T1中断为45ms void main( void ) { 注：寄存器 所在页的选 TMOD=0x10; //T1方式1 择没有列出 P1_0=0; TH1=0x15; //初值 TL1=0xA0; IEN0=0x08; //允许T1中断 IP|=0x08; IPH|=0x08; //TF1中断为高级中断 TR1=1 EA=1; // 总开中断 while(1); //死循环， 查询等待TF1置位，产生方波 }
26

（2）初始化程序 包括T1初始化和中断系统初始化，主要是对IP、IE、 TCON、TMOD的相应位进行正确的设置，并将时间常
数送入T1。一般将初始化操作放在主程序中完成，
当程序规模较大时，应编写单独的初始化程序，以 利于程序的模块化设计。

（3）中断服务程序 中断服务程序除了完成要求的方波产生这一工作之
3

实现定时和计数的方法一般有：软件定时、专用 硬件电路和可编程定时器/计数器三种方法。

软件定时：执行一个循环程序进行时间延迟。定时准确，不
需要外加硬件电路，但增加CPU开销。

专用硬件电路定时：可实现精确的定时和计数，但参数
调节不便。

可编程定时器／计数器：不占用CPU时间，能与CPU并行工
作，实现精确的定时和计数，又可以通过编程设置其工
图8-4 方式0结构图
16
例题：生成周期为1.2 ms的等宽正方波。机器晶
振26.67MHz。使用T0以方式0工作，由P0.0输出
1.2 ms


机器周期：37.5ns。计数周期Tcy是机器脉冲 的2分频，因此Tcy=75ns； 定时时间0.6ms 。 以0.6 ms为周期在P1.0端交替输出高低电平。

模式3的结构图如图8-7所示。 TL0 占用定时器0 的控制位：GATE0，TR0 和TF0 TH0占用定时器1 的控制位TR1 和TF1，TH0 溢出时 将置位TF1, 并且在ET1 置位时产生中断。
23
图8-7 方式3结构图
24
T0和T1的应用举例

例 若fOSC=26.67MHz，T1工作于方式1，产生45ms的定时 中断，TF1为其中断源标志。试编写主程序和中断服务程 序，使P1.0产生周期为90ms的方波。（忽略中断响应时 间和指令执行时间） 解：

T (65536- X) T cy

计数初始值
定时时间 计数初值 2 Tcy
n
(此处n 16)
19
模式1的结构图如图8-5所示。
16位加法 计数器
图8-5 方式1结构图
20
3.工作模式2 当T0M（T1M）=10时定时器设定为工作模式2，此 时定时器0（定时器1）被设置为可自动重载的8 位定时器。