AT89S52定时器计数器.docx

1、AT89S52定时器计数器第6章 AT89S52定时器/计数器本章要点： 掌握定时器/计数器的定义 理解定时器/计数器的内部结构 掌握4种工作方式的初始化编程方法 学会使用定时器/计数器编写计数、定时应用程序的方法AT89S52单片机内部有三个16位可编程的定时器/计数器，即定时器T0、定时器T1和定时器T2。它们既可用作定时器方式，又可用作计数器方式，且都有4种工作方式可供选择。但T0、T1与T2的4种工作方式不同，将在本节内详细介绍。 定时器/计数器的结构与功能主要介绍定时器0T0和定时器1T1的结构与功能。图是定时器/计数器的结构框图。由图可知，定时器/计数器由定时器0、定时器1、定时器

2、方式存放器TMOD和定时器控制存放器TCON组成。定时器0，定时器1是16位加法计数器，分别由两个8位专用存放器组成：定时器0由TH0和TL0组成，定时器1由TH1和TL1组成。图6.1 定时器/计数器结构框图TL0、TL1、TH0、TH1的访问地址依次为8AH8DH，每个存放器均可单独访问。定时器0或定时器1用作计数器时，对芯片引脚T0或T1上输入的脉冲计数，每输入一个脉冲，加法计数器加1；其用作定时器时，对内部机器周期脉冲计数，由于机器周期是定值，故计数值确定时，时间也随之确定。TMOD、TCON与定时器0、定时器1间通过内部总线与逻辑电路连接，TMOD用于设置定时器的工作方式，TCON用

3、于控制定时器的启动与停止。 计数功能计数方式时，T的功能是计来自T0(P3.4)T1(P3.5)的外部脉冲信号的个数。输入脉冲由1变0的下降沿时，计数器的值增加1直到回零产生溢出中断，表示计数已达预期个数。外部输入信号的下降沿将触发计数，识别一个从“1到“0的跳变需2个机器周期，所以，对外部输入信号最高的计数速率是晶振频率的1/24。假如晶振频率为6MHz，如此计数脉冲频率应低于1/4MHz。当计数器满后，再来一个计数脉冲，计数器全部回0，这就是溢出。脉冲的计数长度与计数器预先装入的初值有关。初值越大，计数长度越小；初值越小，计数长度越大。最大计数长度为65536216个脉冲初值为0。 定时方

4、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65536216个机器周期初值为0。 定时器/计数器控制存放器与对定时器/计数器有关的控制存放器共有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/计数器控制存放器TCON特殊功能存放器TCON用于控制定时器的操作与对定时器中断的控制。其各位定义格式如下

5、。其中D0D3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。 工作方式存放器TMODTMOD用于控制定时器/计数器的

6、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D7D6D5D4D3D2D1D0位标志GATEC/M1M0GATEC/M1M0其中，低4位用于T0，高4位用于T1的。GATE：门控位。GATE0，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；GATE1，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

7、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6.1 定时器/计数器工作方式选择M1M0工作方式功能说明00113位计数器01216位计数器103自动再装入8位计数器114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，如此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存放器TMOD中的设置M1、M0两位的设

8、置来选择四种工作方式，定时器/计数器0、1和2的工作方式一样，方式3的设置差异较大。 工作方式0工作方式存放器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的逻辑结构如下列图。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，在初值的根底上进展减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

9、间213 计数初值机器周期假如晶振频率为12MHz，如此最短定时时间为213(2131)(1/12)106121 s最长定时时间为21301/12106128 192 s2工作在计数方式C/1，13位计数器对外部输入信号进展加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X围是1213=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机器周期 当单片机晶振频率为12MHz时，机器周期=1s 8103 = 213 X1 X

10、= 8192-8000 = 192 转换成二进制数为：11000000B 【例】假设AT89S52单片机晶振频率为12MHz，所需定时时间为250s，当T0工作在方式0时T0计数器的初值是多少？解： t = 213 X机器周期 当单片机晶振频率为12MHz时，机器周期=1s 250 = 213 X01 X 0= 8192-250 = 7942 转换成二进制数为：【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fosc12MHz。解：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。2确定工作方式 : 方式0 TMOD=00

11、HC/0：T0为定时功能；D2位GATE0，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1 ms定时时T0的初值机器周期 T = 1fosc12 = 1s计数个数：X =1ms/ls = 1000设T0的计数初值为x0，如此 x0 (213一X)s 81921000 7192D 转换成二进制数为：11100000 11000B 高8位 低5位 将高8位11100000 = 0E0H装入TH0 将低5位11000 = 18

12、H装入TL0 1 1 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 AJMP MAIN ；转主程序MAIN ORG 000BH AJMP IT0P ；转T0中断服务程序IT0P ORG 1000HMAIN：MOV SP，#60H ；设堆栈指针 MOV TH0 , #0E0H ；给定时器T0送初值 MOV TMOD，#00H ；设置T0为方式0，定时 MOV TL0 , #18H ；送定时初值 MOV TH0，#0E0H SETB EA ；CPU开中断 SETB ET0 ；T0允许中断 SETB TR0

13、 ；启动T0定时HERE： SJMP HERE ；等待中断中断服务程序：IT0P： ORG 1200H ；T0中断入口 MOV TL0，#18H ；重新装入计数初值 MOV TH0，#0E0H CPL P1.2 ；输出方波 RETI ；中断返回END方法二：查询方式 MOV TMOD，#00H ；设置T0为方式0，定时 MOV TL0，#18H ；送初值 MOV TH0，#0E0H SETB TR0 ；启动T0定时LOOP： C TF0，NEXT ；查询定时时间到否? SJMP LOOPNEXT：MOV TL0，#18H ；重新装入计数初值 MOV TH0，#0E0H CPL P1.2 ；输出

14、方波 SJMP LOOP ；重复循环 工作方式1工作方式存放器TMOD中的M1M0为：01。定时器T0工作方式1与工作方式0类同，差异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的逻辑结构如下列图。1工作在定时方式C/0，定时器对机器周期计数。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 计数初值机器周期假如晶振频率为12MHz，如此最短定时时间为216(2161)(1/12)106121 s最长定时时间为21601/121061265 536 s65.5 ms2工作在计数方式C/1，16位计数器对外部输入信号进展加1计数。计

15、数值的X围是1216=65 536 (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？解： t = 216 X0机器周期 当单片机晶振频率为12MHz时，机器周期=1s 10103 = 213 X01 X = 65536-10000 = 55536 转换成二进制数为：【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。解： t = 216 X0机器周期 当单片机晶振频率为12MHz时，机器周期=1s t = 216 98001 t = 6553

16、6-9800 = 55736s【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。解：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，即可得到50HZ的方波。定时器T0应工作在方式1。1工作在方式1时的T0初值，根据下式计算： t = 216 X机器周期 时钟频率为12MHz，如此机器周期 = 1s 10103 = 216 X 1 X = 65536 10000 = 55536 转换为二进制数：11011000 11001100B 高8位 低8位高8位 = 0D8H装入TH0，低8位 = 0C

17、CH装入TL0。2程序ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH ；T0的中断入口地址AJMP T0INT ORG 0100HMAIN： MOV TMOD , #01H ；设置T0为工作方式1MOV TH0 , #0D8 H ；装入定时器初值MOV TL0 , #0CC HSETB ET0 ；设置T0允许中断SETB EA ；CPU开中断SETB TR0 ；启动T0SJMP $ ；等待中断中断服务程序；ORG 0300HT0INT：CPL P1.0 ；取反MOV TH0 , #0D8H ；重新装入定时初值MOV TL0 , #0CCHRETI注： SETB ET0 ；设置T0允

18、许中断SETB EA ；CPU开中断这两条指令可以等效为 MOV IE , #82H。 工作方式2定时器/计数器0方式2的逻辑结构如下列图。工作方式存放器TMOD中的M1M0为：10定时器/计数器在工作方式2时，16位的计数器分成了两个独立的8位计数器TH和TL。此时，定时器/计数器构成了一个能重复置初值的8位计数器。其中，TL用作8位计数器，TH用来保存计数的初值。每当TL计满溢出时，自动将TH的初值再次装入TL。1工作在定时方式C/0，定时器对机器周期计数。定时时间的计算公式为：定时时间28 计数初值晶振周期12或 定时时间28 计数初值机器周期假如晶振频率为12MHz，如此最短定时时间为

19、28(281)(1/12)106121 s最长定时时间为2801/1210612256 s2工作在计数方式C/1，8位计数器对外部输入信号进展加1计数。计数值的X围是128=256 (个外部脉冲)。【例】利用T0方式2实现以下功能：当T0(P3.4)引脚每输入一个负脉冲时，使输出一个500s的同步脉冲。设晶振频率为6MHz，请编程实现该功能。其波形如下列图。图6.5 例波形图(1) 确定工作方式首先选T0为方式2，外部事件计数方式。当引脚上的电平发生负跳变时，T0计数器加1，溢出标志TF0置1；然后改变T0为500s定时工作方式，并使输出由1变为0。T0定时到产生溢出，使引脚恢复输出高电平。T

20、0先计数，后定时，分时操作。根据题目要求方式控制字TMOD是：计数时：(TMOD) = 0000 0110B = 06H定时时：(TMOD) = 0000 0010B = 02H2计算初值机器周期T = 12fosc = 12/6MHZ =2s计数时：计数个数 X = 1计数初值 = (256X) = (2561) =255=0FFH，(TH0)=(TL0)=0FFH定时时：计数个数 X =/ Tm= 500s2s =250定时初值 = 256X = 256250 = 6，(TH0) = (TL0) = 06H 3编程方法采用查询方法START：MOV TMOD，#06H ；T0方式2，外部计

21、数方式 MOV TH0，#0FFH ；T0计数初值 MOV TL0，#0FFH SETB TR0 ；启动T0计数LOOPl：C TF0，PTF01 ；查询T0溢出标志，TF01时转移，且TF00(查负跳变) SJMP LOOPlPTF01：CLR TR0 ；停止计数 MOV TMOD，#02H ；T0方式2，定时 MOV TH0，#06H ；T0定时500s初值 MOV TL0，#06H CLR P1.0 ；清0 SETB TR0 ；启动定时500sLOOP2：C TF0，PTF02 ；查询溢出标志，定时到TF0=l 转移，且TF00(第一个500s到否?) SJMP LOOP2PTF02：S

22、ETB P1 ；置1(到了第一个500s) CLR TR0 ；停止计数 SJMP START 工作方式3工作方式存放器TMOD中的M1M0为：11。工作方式3仅对定时器/计数器0有效，此时，将16位的计数器分为两个独立的8位计数器TH0和TL0。当定时器/计数器0工作在方式3时，定时器/计数器1只能工作在方式02，并且工作在不需要中断的场合。在一般情况下，当定时器/计数器1用作串行口波特率发生器时，定时器/计数器0才设置为工作方式3。此时常把定时器/计数器1设置为方式2，用作波特率发生器。定时器/计数器0在方式3下的逻辑结构如下列图。【例】设某用户系统中已使用了两个外部中断源，并置定时器T1工

23、作在方式2，作串行口波特率发生器用。现要求再增加一个外部中断源，并由引脚输出一个5kHz的方波。fosc=12MHz。(1) 确定工作方式T0方式3下，TL0作计数用，而TH0可用作8位的定时器，定时控制引脚输出5kHz的方波信号。T1为方式2，定时。TMOD是： 0010 0111B = 27H(2) 计算初值TL0初值:FFH，TH0初值X0计算如下：的方波频率为5kHz，故周期T1/(5kHz)=0.2ms=200s用TH0定时100s时，X02561001212=1563程序如下：MOV TMOD，#27H ；T0为方式3，计数；T1为方式2，定时 MOV TL0， #0FFH ；置T

24、L0计数初值 MOV TH0， #156 ；置TH0计数初值 MOV THl， #data ；data是根据波特率要求设置的常数(即初值) MOV TLl， #data MOV TCON，#55H ；外中断0，外中断1边沿触发，启动T0，T1 MOV IE，#9FH ；开放全部中断 TL0溢出中断服务程序(由000BH转来)TL0INT： MOV TL0，#0FFH ；TL0重赋初值(中断处理) RETI TH0溢出中断服务程序(由001BH转来)TH0INT：MOV TH0，#156 ；TH0重新装入初值 CPL P1.0 ；输出波形 RETI 定时器/计数器2定时器/计数器2是一个16位定时器/计数器，是定时器或外部事件计数器。定时器2有三种操作方式：捕获方式、自动重装方式和波特速率发生器方式。工作方式由T2CON的控制位选择。1定时器/计数器2控制存放器T2CONT2CON可位寻址，地址为0C8H。其各位定义如下：位 序D7D6D5D4D3D2D1D0位标志TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/CP/位地址