单片机定时器计数器Word文档下载推荐.docx

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B3

B2

B1

B0

位符号

GATE

C／T

M1

M0

定时／计数器T1定时／计数器T0

表6—1TMOD控制位功能

符号

功能说明

门控位。

GATE=0，用运行控制位TR0（TR1）启动定时器。

GATE=1，用外中断请求信号输入端（INT1或INT0）和TR0（TR1）共同启动定时器。

C/T

定时方式或计数方式选择位。

C/T=0，定时工作方式。

C/T=1，计数工作方式。

M1M0

工作方式选择位。

M1M0=00方式0，13位计数器。

M1M0=01方式1，16位计数器。

M1M0=10方式2，具有自动再装入的8位计数器。

M1M0=11方式3，定时器0分成两个8位计数器，定时器1停止计数。

2．定时器控制寄存器TCON

定时器控制寄存器TCON地址88H，可以位寻址，TCON主要用于控制定时器的操作及中断控制。

有关中断内容在第四章已说明。

此处只对定时控制功能加以介绍。

表6—2给出了TCON有关控制位功能：

TCON

位地址

8F

8E

8D

8C

8B

8A

89

88

TF1

TR1

TF0

TR0

IE1

IT1

IE0

IT0

表6—2TCON有关控制位功能

符号

功能功功能功能说明

计数/计时1溢出标志位。

计数/计时1溢出（计满）时，该位置1。

在中断方式时，此位作中断标志位，在转向中断服务程序时由硬件自动清0。

在查询方式时，也可以由程序查询和清“0”。

定时器/计数器1运行控制位。

TR1=0，停止定时器/计数器1工作。

TR1=1，启动定时器/计数器1工作。

该位由软件置位和复位。

计数/计时0溢出标志位。

计数/计时0溢出（计满）时，该位置1。

定时器/计数器0运行控制位。

TR0=0，停止定时器/计数器0工作。

TR0=1，启动定时器/计数器0工作。

系统复位时，TMOD和TCON寄存器的每一位都清零。

三、工作方式及应用

用户可通过编程对专用寄存器TMOD中的M1，M0位的设置，选择四种操作方式。

（一）方式0（以T0为例）

在此方式中，定时寄存器由TH0的8位和TL0的5位（其余位不用）组成一个13位计数器。

当GATE=0时，只要TCON中的TR0为1，13位计数器就开始计；

当GATE=1以及TR0=1时，13位计数器是否计数取决于INT0引脚信号，当INT0由0变1时开始计数，当INT0由1变为0时停止计数。

当13位计数器溢出时，TCON的TF0位就由硬件置1，同时将计数器清"

0"

。

当方式0为定时工作方式时，定时时间计算公式为：

（213－计数初值X）×

晶振周期×

12

当方式0为计数工作方式时，计数值的范围是：

1－213（8192）。

方式0内部逻辑框图如图6—2所示：

12分频

T0启动C/T=0F晶振

TL0

TH0

C/T=1T0（P3.4）

计数脉冲输入

1

TR0

GATE

INT0

图6—2方式0内部逻辑结构图

例6—1设单片机晶振频率为6MHz，试用T0在P1.0端线输出周期为1ms的方波脉冲，如图6－3所示。

试用方式0分别以查询方式和中断方式实现。

0.5ms

1.

P1.0

8051

1ms

图6—3例6—1示意图

解：

1．采用查询方式。

（1）计数初值计算。

由题意可得，只需从P1.0端线每延时500s后交替输出高低电平即可。

得：

∵（213－X）1（s）×

12＝500s

6

∴记数初值X＝213－250＝794210＝1111100000110B

即TH0＝F8H，TL0＝06H

（2）T0初始化

计数器T1计数器T0

X

M1M0＝00，方式0

C/T＝0，定时

GATE＝0，TR0启动

得（TMOD）＝00H

由此可得参考程序如下：

ORG0000H

AJMPMAIN；

转向主程序。

ORG0040H

MAIN：

MOVSP，#30H；

堆栈设置。

MOVTMOD，#00H；

TMOD初始化。

MOVTH0，#0F8H

MOVTL0，#06H；

设置计数初值。

MOVIE，#00H；

禁止中断。

SETBTR0；

启动T0。

LOOP：

JBCTF0，LOOP1；

定时到，转LOOP1，并将TF0清零，否则

按原顺序执行。

AJMPLOOP；

继续查询。

LOOP1：

MOVTH0，#0F8H；

重新设置计数初值。

MOVTL0，#06H

CPLP1.0；

输出状态翻转。

AJMPLOOP；

返回LOOP。

2．采用中断方式

中断方式中计数初值X和TMOD的设置与查询方式相同。

采用中断方式参考程序如下：

ORG0000H

AJMPMAIN；

ORG000BH；

T0中断服务程序固定入口地址。

AJMPZD；

转向T0中断服务程序。

ORG0040H

MOVSP，#30H；

设置堆栈指针。

MOVTH0，#0F8H；

MOVTL0，#06H

SETBET0；

开放T0中断。

SETBEA；

开放总中断。

HERE：

AJMPHERE；

等待中断。

ZD：

CPLP1.0；

输出取反。

MOVTL0，#06H

RETI；

返回。

在实际应用中，由于中断请求及响应过程要占用几个机器周期时间，故实际输出波形的周期略大于1ms，可在调试中适当修改计数初值解决。

（二）方式1

方式１采用16位计数结构的工作方式，其余与方式0相同。

显然方式1的定时时间计算公式为：

（216－计数初值）×

计数范围是：

1─216（65536）

（三）方式2

方式2是由TL组成8位计数器。

TH作为常数缓冲器，由软件预置初始值。

当TL产生溢出时，一方面使溢出标志位TF置１；

同时把TH的8位数据重新装入TL中，即方式2具有自动重新加载功能。

方式2的逻辑结构见图6—4（以定时器／计数器0为例）。

8位启动

计数脉冲

自动加载

TRO

1

图6—4方式2逻辑结构图

例6—2用8051对外部脉冲进行计数，每计满100个脉冲后使内部40H单元内容加1，用T0以方式2中断实现，TR0启动。

T0

计数脉冲

例6—2示意图

解：

1．计数初值计算（方式2）

∵（28－X）＝100

∴X＝28－100＝156D＝9CH

2．TMOD设置

用T0以方式2实现，TR0启动，可得：

（TMOD）＝00000110B＝06H

3．中断系统设置

EA＝１，ET0＝１

4．参考程序：

AJMPMAIN

ORG000BH

AJMPZD

ORG0040H

MOVSP，#30H；

初始化。

MOVTMOD，#06H

MOVTH0，#9CH

MOVTL0，#9CH

MOV40H，#00H

SETBEA；

中断设置。

SETBET0

SETBTR0

AJMP$

ORG0080H

INC40H

RETI

（四）方式3

在方式3中，TL0和TH0成为两个相互独立的8位计数器。

TL0占用了全部T0的控制位和信号引脚，即GATE、C／T、TR0、TF0等。

而TH0只用作定时器使用。

而且由于定时器/计数器0的控制位已被TL0独占，因此TH0只好借用定时器/计数器1的控制位TR1和TF1进行工作。

同时，由于TR1，TF1已“出借”给TH0，TH1和TL1的溢出就送给串行口，作为串行口时钟信号发生器（即波特率信号发生器，详见第九章），并且只要设置好工作方式（方式0，方式1，方式2）以及计数初值，T1无须启动使可自动运行。

如要停止T1工作，只要将其设置工作方式3即可。

例6—3试用T0在P1.0输出周期为400s，占空比为10：

1的矩形脉冲，以定时工作方式2编程实现（查询方式）。

设F晶振＝6MHz，如图6—5所示：

T1T2

T

400s

T=T1+T2

T：

T2=101

图6—5例6—3示意图

由题意可知，P1.0输出高电平持续360s，输出低电平持续40s。

1．计数初值计算：

定时工作方式2中TL0为8位计数器，TH0为预置寄存器。

延时360s计数初值X1计算公式为：

∵（28－X1）×

12（s）÷

6＝360s

X1＝4CH

短延时40s计数初值X2计算公式为：

（28－X2）×

12（s）÷

6＝40s

X2＝ECH

（TMOD）＝00000010H＝02H

3．采用查询方式（禁止中断）

4．程序流程图（算法）如图6—6所示：

开始

P1.01

初始化

TL04CH

TH0ECH

启动T0

定时到？

N

Y

P1.0状态取反

P1.0=1？

N

TH04CH

图6—6例6—3程序流程图（算法）

（5）参考程序如下：

MOVSP，#30H

SETBP1.0；

P1.0←1。

MOVTMOD，#02H；

MOVTL0，#4CH；

装入计数初值。

MOVTH0，#0ECH

AGAIN：

SETBTR0；

JBCTF0，LOOP1；

AJMPLOOP；

未到，继续等待。

LOOP1：

CPLP1.0；

定时到，P1.0状态取反。

JNBP1.0，LOOP2；

P1.0为零转移。

MOVTH0，#0ECH；

P1.0为1，装短延时计数初值。

AJMPAGAIN；

循环。

LOOP2：

MOVTH0，#4CH；

P1.0为零，装长延时计数初值。

思考题和习题

6—1请叙述8051单片机四种定时工作方式的特点。

6—2设晶振频率为12MHz，试编写一个用软件延时10ms的子程序。

6—3试用软、硬件相结合的方法编写一个延时10s的子程序。

6—4试编写程序，使T0以方式1每隔20ms向CPU发出中断申请，设晶振频率为6MHz，TR0启动，查询实现。

6—5试编写程序，使8051对外部事件（脉冲）进行计数，每计满1000个脉冲后使内部RAM60H单元内容加一，用T0以方式1中断实现，TR0启动。

6—6试编程用T0以方式1从P.0端线输出频率为50KHz的等宽矩形波。

已知晶振频率为12MHz，TR0启动，查询方式实现。

6—7有晶振频率为6MHz的MCS—51单片机，使用定时器T1以定时工作方式2从P1.2端线输出周期为200s，占空比为5：

1的矩形脉冲，TR1启动。

200s

题6—7