单片机C语言编程(定时器计数器)

6.2.1 模式0的逻辑结构及应用
C/T=1，计数方式。计数脉冲由P3.4引脚输 入。 C/T=0时，定时方式。
振荡器
12分频
C/T=0 C/T=1
T0（P3.4） TR0
TL0 （5位）
TH0 （8位）
TF0
中断
＆
GATE P3.2
+
图6-5 模式0的逻辑结构图
6.2.2 模式1的逻辑结构及应用
12分频
C/T=0 TL 1 （8位） C/T=1 重新装入 TH 1 （8位） 串行口
T1(P3.5)
思考：T0工作在模式3，T1怎么进行方式设置？
6.2.4 模式3的逻辑结构及应用
1、定时器/计数器工作模式的选择方法
（1）首先计算计数值N （2）确定工作模式 原则是尽可能地选择模式2 若 N ≤ 256选择模式2，否则选择模式1 （3）如果需要增加一个定时器/计数器 选择模式3。
振荡器
12分频 C/T=0 TL1 TH1 （5位） （8位） 串行口
T1(P3.5)
C/T=1 （a）T1模式0
振荡器
12分频 C/T=0 TL1 TH1 （8位） （8位） 串行口
T1(P3.5)
C/T=1 （b）T1模式1
振荡器
图6-9 模式3下，T1的逻辑结构图
12分频 C/T=0 TL1
振荡器
主要内容
6.2.1 模式0的逻辑结构及应用 6.2.2 模式1的逻辑结构及应用 6.2.3 模式2的逻辑结构及应用 6.2.4 模式3的逻辑结构及应用
6.2.1 模式0的逻辑结构及应用
M1M0＝00，选择模式0。逻辑结构如图6-5 所示。（以T0为例） T0的结构：13位定时器/计数器。 由TH0的8位、TL0的低5位构成(高3位未 用) 工作过程：TL0溢出后向TH0进位，TH0溢 出后将TF0置位，并向CPU申请中断。 定时时间=（213-定时初值）×机器周期 最大定时时间：213×机器周期
6.2.4 模式3的逻辑结构及应用
振荡器
12分频
C/T=0 C/T=1 TL0 （8位） TF0 中断
T0（P3.4） TR0
＆
GATE P3.2 振荡器 TR1 12分频
+
TH0 （8位） TF1 中断
图6-8 模Leabharlann 3下T0的逻辑结构图6.2.4 模式3的逻辑结构及应用
2、T0模式3时T1的工作模式
6.2.4 模式3的逻辑结构及应用
1、T0模式3的结构特点
M1 M0 ＝11，选择模式3。逻辑结构如图 6-8和6-9所示： 结构： TL0、TH0分为两个独立的8位计数器 TL0： 8位定时器/计数器 使用T0所有的资源和控制位 TH0：8位定时器 使用T1所有的资源(中断向量、中断控制 ET1、PT1)和控制位（TR1、TF1）
T1可以模式0～模式2工作。 T1的结构如图6-9所示 由于TF1及中断矢量被TH0占用，所以T1 仅用作波特率发生器或其它不用中断的地方。 T1作波特率发生器，其计数溢出直接送 至串行口。设置好工作方式，串行口波特率 发生器开始自动运行。 TMOD中T1的M1M0=11，T1停止工作。
6.2.4 模式3的逻辑结构及应用
6.1.2 MCS-51单片机定时器/计数器的工作原理
③ C/T =1 ，为计数方式。
计数信号由Tx引脚(P3.4、P3.5和P1.0) 输入，每输入一有效信号，相应的计数 器中的内容进行加1。
④ 控制信号TRx=1时，定时器启动。 ⑤ 当定时器由全1加到全0时计满溢出，从0 开始继续计数，TFx=1 ，向CPU申请中 断。
6.1 MCS-51单片机定时器/计数器的结 构及原理
主要内容
6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构 6.1.2 MCS-51单片机定时器的工作原理 6.1.3 定时器/计数器的控制寄存器
6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构
MCS-51单片机定时器/计数器逻辑结构图：
T0(P3.4) 定时器 0 TH0 溢 出 控 制 TL 0 模 式 溢 出 定时器 1 TH1 控 制 TL 1 模 式 溢 出 RCAP 2H RCAP 2L T1(P3.5) T2EX(P1.1)
6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器
GATE＝0，不使用外部门控制计数器 C/T——定时或计数方式选择位 。 C/T＝0时，为定时器 C/T＝1时，为计数器 采样过程：CPU在每机器周期S5P2期间， 输入信号进行采样。若前一机器周期采样值 为1，下一机器周期采样值为0，则计数器增 1，随后的机器周期S3P1期间，新的计数值 装入计数器。
定时器的初值为：TH0=0FEH，TL0=0CH
6.2.4 模式3的逻辑结构及应用
C语言程序： #include <reg52.h> sbit P1_0=P1^0; void main( ) { TMOD=0x01; TL0=0x0c; TH0=0xfe; ET0=1; EA=1; TR0=1; while(1); }
6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构
⑤引脚P3.5、P3.4、P1.0，输入计数脉冲。 ⑥定时器T0、T1和T2是3个中断源，可以向 CPU 发出中断请求。 ⑦定时器/计数器T2增加了两个8位的寄存器： RCAP2H和RCAP2L。 ⑧特殊功能寄存器之间通过内部总线和控制 逻辑电路连接起来。
6.2.3 模式2的逻辑结构及应用
振荡器 T0（P3.4） TR0
12分频
C/T=0 C/T=1
TL0 （8位）
TF0
中断
＆ GATE P3.2
+
TH0 （8位）
图6-7 模式2的逻辑结构图
6.2.3 模式2的逻辑结构及应用
定时时间=(28 - 初值)×机器周期 最大定时时间=28 ×机器周期 优点：模式2能够进行自动重装载。模式0 和1计数溢出后，计数器为全0。循环定时或 计数时，需要重新设置初值。 说明：在模式2能够满足计数或定时要求时， 尽可能使用模式2。
例6-1 设单片机的振荡频率为12MHz，用 定时器/计数器0的模式1编程，在P1.0引脚产 生一个周期为1000µ s的方波，定时器T0采用 中断的处理方式。 定时器的分析过程。 工作方式选择 需要产生周期信号时，选择定时方式。定 时时间到了对输出端进行周期性的输出即可。 工作模式选择 根据定时时间长短选择工作模式。 首选模式2，可以省略重装初值操作。
6.2.4 模式3的逻辑结构及应用
定时时间计算：周期为1000µ s的方波要 求定时器的定时时间为500µ s，每次溢出时， 将P1.0引脚的输出取反，就可以在P1.0上产 生所需要的方波。 定时初值计算： 振荡频率为12MHz，则机器周期为1µs。 设定时初值为X，
（65536-X）×1µ s=500µ s X=65036=0FE0CH
//包含特殊功能寄存器库 //进行位定义
//T0做定时器，模式1
//设置定时器的初值 //允许T0中断 //允许CPU中断 //启动定时器 //等待中断
6.2.4 模式3的逻辑结构及应用
void time0_int(void) interrupt 1 { //中断服务程序 TL0=0x0c; TH0=0xfe; //定时器重赋初值 P1_0=~P1_0; //P1.0取反，输出方波 } 汇编语言程序： ORG 0000H SJMP MAIN ORG 000BH LJMP TIME0
6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器
M1、M0——工作模式选择位。 如下表所示:
表6-1 定时器/计数器的工作模式
M1 M0 工作模式 功 能 0 0 模式0 13位定时器/计数器 0 1 模式1 16位定时器/计数器 1 1 0 1 模式2 模式3 8位自动重置定时器/计数器 定时器0：TL0为8位定时器/计 数器，TH0为8位定时器。 定时器1：无此方式
6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器
1、T0、T1 工作模式寄存器TMOD
功能：确定定时器的工作模式。 其格式如图6-3所示：
D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TMOD D7 (89H) GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
图6-3 定时器方式寄存器TMOD
GATE——外部门控制位。 GATE＝1，使用外部控制门。 TRx=1， P3.2（P3.3）=1时，启动定时器。
6.1.2 MCS-51单片机定时器的工作原理
定时器/计数器T0、T1、T2 的内部结构简 图如下图所示。
振荡器
12分频
C/T=0
TLx THx (8位) (8位)
Tx C/T=1 控制 TRx
TFx
中断请求
6.1.2 MCS-51单片机定时器/计数器的工作原理
从上图可以看出： ① 定时器的实质是一个加1计数器。 ② C/T =0 ，为定时器方式。 计数信号由片内振荡电路提供，振 荡脉冲12分频送给计数器，每个机器周期计 数器值增1。 例如：如果晶振频率为12MHz，则最高 计数频率为0.5MHz
T0(P3.4) TR0
＆
GATE P3.2
+
工作过程：当TL0计满时，向TH0进1；当 TH0计满时，溢出使TF0=1，向CPU申请中断。 MCS-51单片机之所以设置几乎完全一 样 的方 式0和方式1，是出于与 MCS-48单片机兼容的。
6.2.3 模式2的逻辑结构及应用
M1 M0 ＝10时，选择模式2。逻辑结构 如图6-7所示。 T0的结构： TL0：8位的定时器/计数器； TH0：8位预置寄存器，用于保存初值。 工作过程：当TL0计满溢出时，TF0置1， 向CPU发出中断请求；同时引起重装操作 （TH0的计数初值送到TL0），进行新一轮 计数。
6.2.4 模式3的逻辑结构及应用
2、定时器/计数器初值X的计算方法
因为 X + N = 28或216 所以 X = 28或216-N （1）对定时器 设定时时间为t N = t/机器周期 所以 X = 28或216- t/机器周期 （2）对计数器 X = 28或216- N
6.2.4 模式3的逻辑结构及应用
6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器
TR1、TR0：T1、T0启停控制位。 置1，启动定时器； 清0，关闭定时器。 IE1、IE0：外部中断1、0请求标志位 IT1、IT0：外部中断1、0触发方式选择位 注意： GATE=1 ，TRx与P3.2（P3.3） 的配 合。
6.2 定时器T0、T1的工作模式及应用
6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器
2、T0、T1的控制寄存器TCON
TCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 (88H) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
图6-4 定时器的控制寄存器
TF1、TF0：T1、T0的溢出标志位 计数溢出，TFx=1。 中断方式：自动清零； 查询方式：软件清零。
M1M0＝01时，选择模式1。逻辑结构如下 页图所示。 T0的结构：16位定时器/计数器。 TL0：存放计数初值的低8位。 TH0存放计数初值的高8位； 定时时间=(216-定时初值)×机器周期 最大定时时间：216×机器周期
6.2.2 模式1的逻辑结构及应用
振荡器
12分频 C/T=0 C/T=1 TL0 TH0 （8位） （8位） TF0 中断
T2(P1.0) 定时器 2
TH 2 TL2 重装 捕获
CPU
控 制
模 式 T2MOD
中断
中断
TCON
TMOD
T2CON
6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构
MCS-51主要由如下构成： ① 三个16位的可编程定时器/计数器：定时 器/计数器0、1和2。 ② 每个定时器有两部分构成：THx和TLx ③ 特殊功能寄存器T2MOD和T2CON ，主 要对T2进行控制。 ④ 特殊功能寄存器TMOD和TCON ，主要 对T0和T1进行控制。
第6章 MCS-51单片机定时器/计 数器
本章制作：刘晓霞
第6章 MCS-51单片机定时器/计数器
目 录
6.1 MCS-51定时器/计数器 的结构及原理 6.2 定时器T0、T1 6.3 定时器T2 6.4 定时器应用举例
第6章 MCS-51单片机的定时器/计数器
本章主要讨论MCS-51单片机定时器/计 数器的逻辑结构和工作原理。内容主要有 MCS-51单片机定时器T0、T1、T2的逻辑结 构，工作方式的选择和应用。 本章为单片机的主要内容，也是第七章 串行口的学习的基础。