定时器工作原理Word文档格式.docx

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初值越小，计数长度越大。

最大计数长度为65536（216）个脉冲（初值为0）。

定时方式

定时方式时，T记录单片机内部振荡器输出的脉冲（机器周期信号）个数。

每一个机器周期使T0或T1的计数器增加1，直至计满回零自动产生溢出中断请求。

定时器的定时时间不仅与定时器的初值有关，而且还与系统的时钟频率有关。

在机器周期一定的情况下，初值越大，定时时间越短；

初值越小，定时时间越长。

最长的定时时间为65536（216）个机器周期（初值为0）。

定时器/计数器控制寄存器

与对定时器/计数器有关的控制寄存器共有4个：

TMOD、TCON、IE、IP。

IE、IP已在中断一节中介绍，这里不再赘述。

定时器/计数器控制寄存器TCON

特殊功能寄存器TCON用于控制定时器的操作及对定时器中断的控制。

其各位定义格式如下。

其中D0~D3位与外部中断有关，已在中断系统一节中介绍。

TF0和TF1：

定时器/计数器溢出标志位。

当定时器/计数器0（或定时器/计数器1）溢出时，由硬件自动使TF0（或TF1）置1，并向CPU申请中断。

CPU响应中断后，自动对TF1清零。

TF1也可以用软件清零。

TR0和TR1：

定时器/计数起运行控制位。

TR0（或TR1）=0，停止定时器/计数器0（或定时器/计数器1）工作。

TR0（或TR1）=1，启动定时器/计数器0（或定时器/计数器1）工作。

可由软件置1（或清0）来启动（或关闭）定时器/计数器，使定时器/计数器开始计数。

用指令SETB（或CLR）使运行控制位置1（或清0）。

工作方式寄存器TMOD

TMOD用于控制定时器/计数器的工作方式。

字节地址为89H，不可位寻址，只能用字节设置其内容。

其格式如下：

定时器/计数器1

定时器/计数器0

位序

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

位标志

GATE

C/

M1

M0

其中，低4位用于T0，高4位用于T1的。

GATE：

门控位。

GATE＝0，只要用软件使TR0（或TR1）置1就能启动定时器/计数器0（或定时器/计数器1）；

GATE＝1，只有在（或）引脚为高电平的情况下，且由软件使TR0（或TR1）置1时，才能启动定时器/计数器0（或定时器/计数器1）工作。

不管GATE处于什么状态，只要TR0（或TR1）=0定时器/计数器便停止工作。

C/：

定时器/计数器工作方式选择位。

C/＝0，为定时工作方式；

C/＝1，为计数工作方式。

M0、M1：

工作方式选择位，确定4种工作方式。

如表所示。

表定时器/计数器工作方式选择

工作方式

功能说明

1

13位计数器

2

16位计数器

3

自动再装入8位计数器

4

定时器0：

分成两个8位计数器定时器1：

停止计数

【例】设置定时器1工作于方式1，定时工作方式与外部中断无关，则M1=0，M0=1，GATE=0，因此，高4位应为0001；

定时器0未用，低4位可随意置数，但低两位不可为11（因方式3时，定时器1停止计数），一般将其设为0000。

因此，指令形式为：

MOV?

TMOD，#10H

定时器/计数器工作方式与程序设计

通过对特殊功能寄存器TMOD中的设置M1、M0两位的设置来选择四种工作方式，定时器/计数器0、1和2的工作方式相同，方式3的设置差别较大。

工作方式0

工作方式寄存器TMOD中的M1M0为：

00。

定时器/计数器T0工作在方式0时，16位计数器只用了13位，即TH0的高8位和TL0的低5位，组成一个13位定时器/计数器。

当TL0的低5位计满溢出时，向TH0进位，TH0溢出时，对中断标志位TF0置位，向CPU申请中断。

定时器/计数器0方式0的逻辑结构如图所示。

1．工作在定时方式

C/＝0，定时器对机器周期计数。

定时器在工作前，应先对13位的计数器赋值，开始计数时，在初值的基础上进行减1计数。

定时时间的计算公式为：

定时时间＝（213–计数初值）×

晶振周期×

12

或定时时间＝（213–计数初值）×

机器周期

若晶振频率为12MHz，则最短定时时间为

[213－（213－1）]×

（1/12）×

10－6×

12＝1μs

最长定时时间为

（213－0）×

12＝8192μs

2．工作在计数方式

C/＝1，13位计数器对外部输入信号进行加1计数。

利用由0变为1时，开始计数，由1变为0时，停止计数，可以测量在端出现的正脉冲的宽度。

计数值的范围是1~213=8192（个外部脉冲）。

【例】假设AT89S52单片机晶振频率为12MHz，要求定时时间8ms，使用定时器T0，工作方式0，计算定时器初值X。

解：

∵t=（213–X）×

当单片机晶振频率为12MHz时，机器周期=1μs

∴8×

103=（213–X）×

X=8192-8000=192

转换成二进制数为：

【例】假设AT89S52单片机晶振频率为12MHz，所需定时时间为250μs，当T0工作在方式0时T0计数器的初值是多少

∴250=（213–X0）×

X0=8192-250=7942

【例】利用T0方式0产生1ms的定时，在引脚上输出周期为2ms的方波。

设单片机晶振频率fosc＝12MHz。

（1）解题思路

要在引脚输出周期为2ms的方波，只要使每隔1ms取反一次即可。

执行指令为CPL?

。

（2）确定工作方式:

方式0?

TMOD=00H

C/＝0：

T0为定时功能；

（D2位）

GATE＝0，只要用软件使TR0（或TR1）置1就能启动定时器T0（或T1）；

M1M0=00，工作方式0

∴TMOD的值为=00H

~可取任意值，因T1不用，这里取0值。

使用MOV?

TMOD,#00H即可设定T0的工作方式

（3）计算1ms定时时T0的初值

机器周期T=1／fosc×

12=1μs

计数个数：

X=1ms/lμs=1000

设T0的计数初值为x0，则x0＝（213一X）s

＝8192—1000

＝7192D

高8位低5位

将高8位装入TH0

将低5位11000=18H装入TL0

11

EA=1,CPU开放中断；

ET0=1，允许T0中断；

（4）编程

可采用中断和查询两种方式编写程序。

方法一：

中断方式

ORG?

0000H

AJMPMAIN；

转主程序MAIN

ORG000BH

AJMPIT0P；

转T0中断服务程序IT0P?

ORG1000H

MAIN：

SP，#60H?

；

设堆栈指针

MOVTH0,#0E0H；

给定时器T0送初值

MOVTMOD，#00H?

设置T0为方式0，定时

MOVTL0,#18H；

送定时初值

MOVTH0，#0E0H

SETBEA；

CPU开中断

SETBET0；

T0允许中断

SETBTR0

启动T0定时

HERE：

SJMPHERE；

等待中断

中断服务程序：

IT0P：

ORG1200H；

T0中断入口

MOVTL0，#18H?

重新装入计数初值

MOVTH0，#0E0H?

CPL

输出方波

RETI

中断返回END

方法二：

查询方式

MOVTMOD，#00H?

送初值

SETBTR0；

LOOP：

JBC?

TF0，NEXT?

查询定时时间到否

SJMPLOOP

NEXT：

TL0，#18H?

SJMPLOOP；

重复循环

工作方式1

01。

定时器T0工作方式1与工作方式0类同，差别在于其中的计数器的位数。

工作方式1以16位计数器参与计数。

定时器/计数器0方式1的逻辑结构如图所示。

[216－（216－1）]×

（216－0）×

12＝65536μs＝ms

C/＝1，16位计数器对外部输入信号进行加1计数。

计数值的范围是1~216=65536（个外部脉冲）。

【例】假设AT89S52单片机晶振频率为12MHz，所需定时时间为10ms，当T0工作在方式1时T0计数器的初值是多少

∵t=（216–X0）×

∴10×

103=（213–X0）×

X=65536-10000=55536

【例】假设AT89S52单片机晶振频率为12MHz，定时器T0的定时初值为9800，计算T0工作在方式1时的定时时间。

∴t=（216–9800）×

t=65536-9800=55736μs

【例】用定时器T0产生50HZ的方波。

由输出此方波（设时钟频率为12MHZ）。

采用中断方式。

50HZ的方波周期T为T=1/50=20ms

可以用定时器产生10ms的定时，每隔10ms改变一次的电平，即可得