單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)（第二版）：第六章單片微機(jī)的定時(shí)器計(jì)數(shù)器原理及應(yīng)用

1、普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) （第二版） 高鋒 編著 科學(xué)出版社 北京,第六章 單片微機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器原理及應(yīng)用,定時(shí)或計(jì)數(shù)： 1硬件法 定時(shí)功能完全由硬件電路完成，不占用CPU時(shí)間。 2軟件法 軟件定時(shí)是執(zhí)行一段循環(huán)程序來進(jìn)行時(shí)間延時(shí)。 犧牲了CPU的時(shí)間,6-1 概述,3可編程定時(shí)器計(jì)數(shù)器 通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間的改變，通過中斷或查詢方法來完成定時(shí)功能或計(jì)數(shù)功能。 80C51包含有兩個(gè)16位的定時(shí)器計(jì)數(shù)器：T0和T1；80C52包含有三個(gè)16位的定時(shí)器計(jì)數(shù)器：T0、T1和T2；在80C51系列的部分產(chǎn)品（如Philips公司的80C552）中，還

2、包含有作看門狗的8位定時(shí)器T3。 定時(shí)器計(jì)數(shù)器的核心是一個(gè)加1計(jì)數(shù)器其基本功能是計(jì)數(shù)加1,計(jì)數(shù)：是對(duì)單片微機(jī)的T0、T1 或T2引腳上輸入的一個(gè)1到0的跳變進(jìn)行計(jì)數(shù)增l。 定時(shí)：是對(duì)單片微機(jī)內(nèi)部的機(jī)器周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而得到定時(shí)。 波特率發(fā)生器：80C51的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器還可用作串行接口的波特率發(fā)生器,T0、T1 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖示于圖61中。 T0、T1由以下幾部分組成： 計(jì)數(shù)器TH0、TL0和TH1、TL1； 特殊功能寄存器TMOD、TCON； 時(shí)鐘分頻器； 輸入引腳T0、T1,6.2 定時(shí)器計(jì)數(shù)器T0、T1,T0、T1 的方式寄存器TMOD TMOD的格式如下： 低4位定義T0 高4位定義T

3、1,6.2.1 與定時(shí)器計(jì)數(shù)器T0、T1有關(guān)的特殊功能寄存器,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,T1,T0,GATE門控位 GATE1時(shí)，由外部中斷引腳INT0、INT1和TR0、TR1共同來啟動(dòng)定時(shí)器。當(dāng)INT0引腳為高電平時(shí)，TR0置位啟動(dòng)定時(shí)器T0；當(dāng)引腳INT1為高電平時(shí)，TR1置位，啟動(dòng)定時(shí)器T1。 GATE0時(shí)，僅由TR0和TR1置位來啟動(dòng)定時(shí)器T0和T1,CT：功能選擇位 C/T1時(shí)，選擇計(jì)數(shù)功能； C/T0時(shí)，選擇定時(shí)功能。 定時(shí)器，設(shè)置C/T0 計(jì)數(shù)輸入信號(hào)是內(nèi)部時(shí)鐘脈沖，每個(gè)機(jī)器周期使計(jì)數(shù)器的值增1。計(jì)數(shù)速率為振蕩周期的112。當(dāng)采用12MHz的晶體時(shí)，計(jì)數(shù)速

4、率為1MHz。 定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間，與系統(tǒng)的振蕩頻率fosc、計(jì)數(shù)器的長(zhǎng)度和初始值等有關(guān),計(jì)數(shù)器，設(shè)置C/T1 通過引腳T0和T1對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間，CPU采樣引腳的輸入電平。若前一機(jī)器周期采樣值為1，下一機(jī)器周期采樣值為0，則計(jì)數(shù)器增1,M1、M0：工作方式選擇位。 有4種工作方式，如表61所示。 定時(shí)器計(jì)數(shù)器T0、T1 的控制寄存器TCON,TF1：T1的溢出標(biāo)志。 T1溢出時(shí)，該位由內(nèi)部硬件置位。若中斷開放，即響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清0；若中斷禁止，可用于判跳，用軟件清0。 TR1：T1的運(yùn)行控制位。 用軟件控制，置 l時(shí)，啟動(dòng) T1；清0時(shí)

5、，停止 T1,TF0：T0的溢出標(biāo)志。 T0溢出時(shí)，該位由內(nèi)部硬件置位。 中斷開放，即響應(yīng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清0； 中斷禁止，可用于判跳，用軟件清0。 TR0：T0的運(yùn)行控制位。 用軟件控制，置1時(shí)，啟動(dòng)T0；清 0時(shí)，停止 T0,IE1：外部中斷1下降沿觸發(fā)標(biāo)志位。 IE0：外部中斷0下降沿觸發(fā)標(biāo)志位。 IT1：外部中斷1觸發(fā)類型選擇位。 IT0：外部中斷0觸發(fā)類型選擇位。 復(fù)位后，TCON的所有位均清0。T0和T1均是關(guān)中斷的。 T0、T1 的數(shù)據(jù)寄存器 由TH1、TL1和TH0、TL0寄存器所組成。 復(fù)位后，這4個(gè)寄存器全部清零,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷 中斷允許寄存器IE

6、EA：中斷允許總控制位 ET0、ET1、ET2：T0、T1和T2的中斷允許控制位。 某位=0，則禁止對(duì)應(yīng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的中斷。 某位=1，則允許對(duì)應(yīng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的中斷。 中斷矢量 定時(shí)器T0：000BH 定時(shí)器T1：001BH 定時(shí)器T2：002BH,中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP PT0位、PT1位、PT2位-T0、T1和T2中斷優(yōu)先級(jí)控制位。 某位為0，則相應(yīng)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的中斷為低優(yōu)先級(jí)； 某位為1，則相應(yīng)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的中斷為高優(yōu)先級(jí),T0可選擇4種不同的工作方式，而T1只具有3種工作方式（即方式0、方式1和方式2）。 方式013位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 TMOD中的M10、M00。 方式0時(shí)的結(jié)

7、構(gòu)如圖62所示。計(jì)數(shù)寄存器由13位組成，即THx高8位(作計(jì)數(shù)器)和TLx的低5位(32分頻的定標(biāo)器)構(gòu)成。計(jì)數(shù)時(shí)，TLx的低5位溢出后向THx進(jìn)位，THx溢出后將TFx置位，并向CPU申請(qǐng)中斷。 從圖62中可看到： C/T位的電平為0或1，用來設(shè)定是作定時(shí)器或計(jì)數(shù)器,6.2.2 定時(shí)器計(jì)數(shù)器T0、T1 的工作方式,門控位GATE可用作對(duì)INTx引腳上的高電平時(shí)間進(jìn)行計(jì)量。由圖62上可看出， 當(dāng)GATE0時(shí)，A點(diǎn)為高電平，定時(shí)器計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)停止由 TRx決定。TRx1，定時(shí)器計(jì)數(shù)器啟動(dòng)；TRx0，定時(shí)器計(jì)數(shù)器停止。 當(dāng)GATE1時(shí)，A點(diǎn)的電位由INTx決定，因而B點(diǎn)的電位就由TRx和INTx決

8、定，即定時(shí)器計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)停止由TRx和INTx兩個(gè)條件決定。 計(jì)數(shù)溢出時(shí)，TFx置位。如果中斷允許，CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，由內(nèi)部硬件清TFx。TFx也可以由程序查詢和清零,方式116位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 TMOD中的M10、M0l。 方式1時(shí)，T0、T1的邏輯結(jié)構(gòu)如圖63所示。 計(jì)數(shù)時(shí)，TLx溢出后向THx進(jìn)位，THx溢出后將TFx置位，如果中斷允許，CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序，由內(nèi)部硬件清TFx。TFx也可以由程序查詢和清零,方式2定時(shí)常數(shù)自動(dòng)重裝載的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 TMOD中的M11、M00。 將16位計(jì)數(shù)寄存器分為兩個(gè)8位寄存器，組成一個(gè)可重載的8位計(jì)數(shù)寄存器。 方式2

9、時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的邏輯結(jié)構(gòu)如圖64所示。 在方式2中，TLx作為8位計(jì)數(shù)寄存器，THx作為8位計(jì)數(shù)常數(shù)寄存器,當(dāng)TLx計(jì)數(shù)溢出時(shí)，將TFx置位，并向CPU申請(qǐng)中斷；將THx的內(nèi)容重新裝入TLx中，繼續(xù)計(jì)數(shù)。 重新裝入不影響THx的內(nèi)容。 方式2適合于作為串行口波特率發(fā)生器使用,方式3 TMOD中的M1l、M01。 將T0分為一個(gè)8位定時(shí)器計(jì)數(shù)器TL0和一個(gè) 8位定時(shí)器TH0 。T1停止計(jì)數(shù)。 方式3時(shí)T0、T1邏輯結(jié)構(gòu)分別如圖65、圖66,工作方式3下的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0 方式3時(shí)，T0的結(jié)構(gòu)見圖65 所示。 TL0：8位定時(shí)器計(jì)數(shù)器，它占用了T0的GATE、INT0、啟動(dòng)停止控制位

10、TR0、T0引腳 以及計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位TF0和T0的中斷矢量等。 TH0：作為8位定時(shí)器用，此時(shí)的外部引腳T0已為定時(shí)器計(jì)數(shù)器TL0所占用。這時(shí)它占用了定時(shí)器計(jì)數(shù)器T1的啟動(dòng)停止控制位TR1、計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位TF1及T1中斷矢量(地址為001BH),工作方式3下的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1 T1的結(jié)構(gòu)如圖66所示， T1只可選方式0、1或2。作串行口波特率發(fā)生器時(shí)，T1的計(jì)數(shù)輸出直接去串行口，只需設(shè)置好工作方式，串行口波特率發(fā)生器自動(dòng)開始運(yùn)行，如要停止工作，只需向T1送一個(gè)設(shè)為工作方式3的控制字即可,80C52中的T2是一個(gè)16位的、具有自動(dòng)重裝載和捕獲能力的定時(shí)器計(jì)數(shù)器。在T2的內(nèi)部，除了兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器

11、TL2、TH2和控制寄存器T2CON及T2MOD之外，還設(shè)置有捕獲寄存器RCAP2L（低字節(jié)）和RCAP2H（高字節(jié)）。 T2的計(jì)數(shù)脈沖源可以有兩個(gè)：一個(gè)是內(nèi)部機(jī)器周期，另一個(gè)是由T2（P10）端輸入的外部計(jì)數(shù)脈沖。 T2有3種工作方式：自動(dòng)重裝載、搏獲和波特率發(fā)生器方式，由T2CON中有關(guān)位決定。 輸入引腳T2是外部計(jì)數(shù)脈沖輸入端；輸入引腳T2EX是外部控制信號(hào)輸入端,6.3 定時(shí)器計(jì)數(shù)器T2,控制寄存器 T2CON,6.3.1 T2中的特殊功能寄存器,TF2T2 溢出標(biāo)志 定時(shí)器T2溢出時(shí)置位，并申請(qǐng)中斷。只能靠軟件清除。但在波特率發(fā)生器方式下，也即RCLK1或TCLK1時(shí)，定時(shí)器溢出不對(duì)

12、TF2置位。 EXF2T2外部標(biāo)志 當(dāng)EXEN21，且T2EX引腳上出現(xiàn)負(fù)跳變而造成捕獲或重裝載時(shí)EXF2置位，申請(qǐng)中斷。若已允許T2中斷，CPU將響應(yīng)中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序。EXF2要靠軟件來清除,RCLK：接收時(shí)鐘標(biāo)志。 軟件置位或清除，用以選擇T2或T1作串行口接收波特率發(fā)生器。RCLK1時(shí)，用T2溢出脈沖作為串行口的接收時(shí)鐘；RCLK0時(shí)，用T1的溢出脈沖作接收時(shí)鐘。 TCLK：發(fā)送時(shí)鐘標(biāo)志。 軟件置位或清除，用以選擇T2或T1作串行口發(fā)送波特率發(fā)生器。TCLKl時(shí)，用T2溢出脈沖作為串行口的發(fā)送時(shí)鐘；TCLK0時(shí)，用T1的溢出脈沖作發(fā)送時(shí)鐘。 EXEN2：T2外部允許標(biāo)志,軟件設(shè)置或

13、清除，以允許或禁止用外部信號(hào)來觸發(fā)捕獲或重裝載操作。 當(dāng)EXEN2l時(shí)，若T2未用作串行口的波特率發(fā)生器，則在T2EX端出現(xiàn)的信號(hào)負(fù)跳變時(shí)，將造成T2捕獲或重裝載，并置EXF2標(biāo)志為 1，請(qǐng)求中斷。 EXEN20時(shí)，T2EX端的外部信號(hào)不起作用。 TR2T2運(yùn)行控制位。 軟件設(shè)置或清除，TR21，啟動(dòng)T2，否則停止,C/T2：T2的定時(shí)器方式或計(jì)數(shù)器方式選擇位。 C/T20時(shí)，選擇定時(shí)器工作方式。TH2和TL2對(duì)機(jī)器周期進(jìn)行計(jì)數(shù)。每個(gè)機(jī)器周期使TL2寄存器的值增1。計(jì)數(shù)脈沖的頻率為112振蕩器頻率。 CT21時(shí)，選擇計(jì)數(shù)器工作方式，下降沿觸發(fā)。計(jì)數(shù)脈沖自T2引腳輸入，TH2和TL2作外部信號(hào)脈

14、沖計(jì)數(shù)器用，每當(dāng)外部脈沖負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器值增1,CPRL2：捕獲重裝載標(biāo)志。 CPRL2l選擇捕獲功能，這時(shí)若EXEN21，且T2EX端的信號(hào)負(fù)跳變時(shí)，發(fā)生捕獲操作。 CPRL20，選擇重裝載功能，這時(shí)若T2溢出或在EXEN21條件下 T2EX端信號(hào)負(fù)跳變，都會(huì)造成自動(dòng)重裝載操作。當(dāng)RCLKl或TCLKl時(shí)，CPRL2控制位不起作用，T2 被強(qiáng)制工作于重裝載方式。重裝載發(fā)生于T2溢出時(shí)，常用來作波特率發(fā)生器,方式控制寄存器T2MOD,T2OE：T2輸出允許位。 當(dāng)T2OE1時(shí)，允許時(shí)鐘輸出至T2引腳。 僅對(duì)80C5480C58有定義。 DCEN：向下計(jì)數(shù)允許位 DCEN=1, T2向下(減)計(jì)

15、數(shù) DCEN=0, T2向上(加)計(jì)數(shù),數(shù)據(jù)寄存器：TH2、TL2 T2有一個(gè)16位的數(shù)據(jù)寄存器，是由高8位寄存器TH2和低8位寄存器TL2所組成。它們都只能字節(jié)尋址，相應(yīng)的字節(jié)地址為CDH和CCH。 復(fù)位后，這兩個(gè)寄存器全部清零,捕獲寄存器：RCAP2H、RCAP2L T2中的捕獲寄存器是一個(gè)16位的數(shù)據(jù)寄存器，由高8位寄存器RCAP2H和低8 位寄存器RCAP2L所組成，相應(yīng)的字節(jié)地址為CBH和CAH。 捕獲寄存器RCAP2H和RCAP2L，用于捕獲計(jì)數(shù)器TL2、TH2的計(jì)數(shù)狀態(tài)，或用來預(yù)置計(jì)數(shù)初值的。TH2、TL2和 RCAP2H、RCAP2L之間接有雙向緩沖器（三態(tài)門）。 復(fù)位后，兩個(gè)

16、寄存器全部清零,T2的工作方式用控制位CPRL2（T2CON0）和RCLKTCLK來選擇。T2有3種工作方式，如表62所示：捕獲方式、自動(dòng)重裝載方式和波特率發(fā)生器方式。 捕獲方式 在一定條件下，自動(dòng)將計(jì)數(shù)器TH2和TL2的數(shù)據(jù)讀入捕獲寄存器RCAP2H和RCAP2L，亦即TH2和TL2內(nèi)容的捕獲是通過捕獲寄存器RCAP2H和RCAP2L來實(shí)現(xiàn)的。其工作原理可參見圖67。 當(dāng)CPRL2l時(shí)，選擇捕獲方式,6.3.2 定時(shí)器計(jì)數(shù)器T2的工作方式,捕獲操作發(fā)生于下述兩種情況下： (1)寄存器TH2和TL2溢出時(shí)，打開重裝載三態(tài)緩沖器，把TH2和TL2的內(nèi)容自動(dòng)讀入到捕獲寄存器RCAP2H和RCAP2

17、L中。同時(shí)，溢出標(biāo)志TF2置1，申請(qǐng)中斷。 當(dāng) EXEN2l且 T2EX（P11）端的信號(hào)有負(fù)跳變時(shí)，將發(fā)生捕獲操作。同時(shí)標(biāo)志EXF2置1，申請(qǐng)中斷。 若T2的中斷是被允許的，則無論發(fā)生TF2l還是EXF2l，CPU都會(huì)響應(yīng)中斷。響應(yīng)中斷后，應(yīng)用軟件清除中斷申請(qǐng),自動(dòng)重裝載方式 在一定條件下，自動(dòng)地將捕獲寄存器RCAP2H和RCAP2L的數(shù)據(jù)裝入計(jì)數(shù)器TH2和TL2中。 捕獲寄存器RCAP2H和RCAP2L在這里起預(yù)置計(jì)數(shù)初值的功能。對(duì)8XC52，其工作原理可參見圖68。 當(dāng)CPRL20時(shí)，選擇自動(dòng)重裝載方式。 若T2的中斷是被允許的，則無論發(fā)生TF21還是EXF21，CPU都會(huì)響應(yīng)中斷，此中

18、斷向量的地址為002BH。響應(yīng)中斷后，應(yīng)用軟件撤除中斷申請(qǐng)。TF2 和EXF2都是直接可尋址位，可采用CLR TF2和CLR EXF2指令實(shí)現(xiàn)撤除中斷申請(qǐng)的功能,波特率發(fā)生器方式 當(dāng) T2CON中 RCLK十TCLK 1，其溢出脈沖用做串行口的時(shí)鐘。 T2的波特率發(fā)生器方式下的結(jié)構(gòu)圖示于圖69中。 RCLK選擇串行通信接收波特率發(fā)生器，TCLK選擇發(fā)送波特率發(fā)生器，發(fā)送和接收的波特率可以不同。 T2的輸入時(shí)鐘可由內(nèi)部時(shí)鐘決定，也可由外部脈沖決定。 若CT20，選用內(nèi)部時(shí)鐘，對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖的頻率為112振蕩器頻率. 若C/T21，選用外部脈沖，該脈沖由T2端輸入，每當(dāng)外部脈沖負(fù)跳變時(shí)，

19、計(jì)數(shù)器值增l。外部脈沖頻率不超過振蕩器頻率的l24,由于脈沖溢出時(shí)，RCAP2H和RCAP2L的內(nèi)容會(huì)自動(dòng)裝載到TH2和TL2中，故波特率的值還決定于RCAP2H和RCAP2L裝載初值。 RCLKTCLK還用于選擇T1還是T2作串行通信的波特率發(fā)生器。由圖69可看出，這兩位的值用來控制兩個(gè)電子開關(guān)的位置。值為0時(shí)，選用T1做波特率發(fā)生器；值為1時(shí)，選用T2做波特率發(fā)生器。 當(dāng)T2用做波特率發(fā)生器時(shí)，TH2的溢出不使TF2置位，不產(chǎn)生中斷。因而，當(dāng)T2用做波特率發(fā)生器時(shí)，沒有必要禁止中斷。 當(dāng)T2用做波特率發(fā)生器時(shí)，若EXEN2置1，則T2EX端的信號(hào)產(chǎn)生負(fù)跳變時(shí)，EXF2將置1，但不會(huì)發(fā)生重裝

20、載或捕獲操作。這時(shí)，T2EX可以作為一個(gè)附加的外部中斷源,T3俗稱看門狗（watchdog），它的作用是強(qiáng)迫單片微機(jī)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，使之從硬件或軟件故障中解脫出來。在實(shí)際應(yīng)用中，由于現(xiàn)場(chǎng)的各種干擾或者程序設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，可能使單片微機(jī)的程序進(jìn)入了“ 死循環(huán)” 或“ 非程序區(qū)”(如表格數(shù)據(jù)區(qū)) 之后，在一個(gè)設(shè)定的時(shí)間內(nèi)，假如用戶程序沒有重裝T3，監(jiān)視電路將產(chǎn)生一個(gè)系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)，強(qiáng)迫單片微機(jī)退出“ 死循環(huán)” 或“ 非程序區(qū)” ，重新進(jìn)行“ 冷啟動(dòng)” 或“ 熱啟動(dòng)” 。 在飛利浦80C552中，T3由一個(gè)11位的分頻器和8位定時(shí)器T3組成，如圖6一10所示,6.4 監(jiān)視定時(shí)器(看門狗)T3,預(yù)分頻器輸入為晶

21、振1/12的信號(hào)，晶振為12MHz時(shí)，輸入為1MHz，而8位定時(shí)器T3每隔時(shí)間t加1： t122048/fosc 當(dāng)晶振為12MHz時(shí)，t為2.048ms。 若8位定時(shí)器溢出，則產(chǎn)生一個(gè)尖脈沖，它將復(fù)位8C552，同時(shí)在RST引腳上也將產(chǎn)生1個(gè)正的復(fù)位尖脈沖。T3由外部引腳EW和電源控制寄存器中的PCON4（WLE）和PCONl（PD）控制。 EW：看門狗定時(shí)器允許，低電平有效。 EW0時(shí)，允許看門狗定時(shí)器，禁止掉電方式； EW1時(shí)禁止看門狗定時(shí)器，允許掉電方式,WLE ：看門狗定時(shí)器允許重裝標(biāo)志。 若WLE置位，定時(shí)器T3只能被軟件裝入，裝入后WLE自動(dòng)清除。 T3的重裝和溢出，產(chǎn)生復(fù)位的時(shí)

22、間間隔，由裝入T3的值決定，對(duì)于8C552，其監(jiān)視間隔可編程為2.048ms2.048255ms。 T3的工作過程：在T3溢出時(shí)，復(fù)位8XC552，并產(chǎn)生復(fù)位脈沖輸出至復(fù)位引腳RST。為防止系統(tǒng)復(fù)位，必須在定時(shí)器T3溢出前，通過軟件對(duì)其進(jìn)行重裝。如果發(fā)生軟件或硬件故障，將使軟件對(duì)定時(shí)器T3重裝失敗，從而T3溢出導(dǎo)致復(fù)位信號(hào)的產(chǎn)生,首先要確定系統(tǒng)能在不正常狀態(tài)下維持多久，這段時(shí)間就設(shè)定為監(jiān)視定時(shí)器的最大間隔時(shí)間。 T3是加1計(jì)數(shù)器，T3中裝入0，則監(jiān)視時(shí)間間隔最長(zhǎng)，裝入值為FFH時(shí)，監(jiān)視時(shí)間間隔最短,例：watchdog使用的一段程序如下： T3 EQU 0FFH ；定時(shí)器T3的地址 PCON

23、EQU 87H ；電源控制寄存器PCON的地址 WATCH_INTV EQU 156 ；看門狗的時(shí)間間隔(2.048100ms) 在用戶程序中對(duì)看門狗需要重新裝入的地方，插入： LCALLWATCHDOG；調(diào)用看門狗服務(wù)子程序 WATCHDOG：ORL PCON，10H ；允許定時(shí)器T3重裝 MOV T3，WATCHINTV ；裝載定時(shí)器T3 RET,定時(shí)器計(jì)數(shù)器溢出率的計(jì)算 定時(shí)器計(jì)數(shù)器運(yùn)行前，在數(shù)據(jù)寄存器中預(yù)先置入的常數(shù)，稱為定時(shí)常數(shù)或計(jì)數(shù)常數(shù)TC。由于計(jì)數(shù)器是加 1（向上）計(jì)數(shù)的，故而預(yù)先置入的常數(shù)均應(yīng)為補(bǔ)碼。 其中： t：定時(shí)時(shí)間。 Tc：機(jī)器周期。 Fosc：晶體振蕩器頻率。 L：計(jì)

24、數(shù)器的長(zhǎng)度,6.5 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用編程 6.5.1 定時(shí)器的應(yīng)用,T0及T1： 方式0 L=13 2138 192 方式1 L16 21665 536 方式2 L8 28256 TC：定時(shí)器計(jì)數(shù)器初值，即定時(shí)常數(shù)或計(jì)數(shù)常數(shù)。 定時(shí)時(shí)間的倒數(shù)即為溢出率，即,根據(jù)要求的定時(shí)時(shí)間t、設(shè)定的定時(shí)器工作方式(確定L) 及晶體振蕩頻率fosc，可計(jì)算出TC值(十進(jìn)制數(shù))，再將其轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)TCB，然后再分別送入THi、TLi,對(duì)于T0、T1： 方式0時(shí)：TCB=TCHTCL，TCH：高8位，TCL：低5位 MOV THi，TCH；送高8位 MOV TLi，TCL；送低5位(高3位為0) 方式1時(shí)：

25、TCB=TCHTCL，TCH ： 高8位，TCL： 低8位 MOVTHi，TCH；送高8位 MOVTLi，TCL；送低8位。 方式2時(shí)：TCB 8位重裝載 MOV THi，TCB；送高8位 MOV TLi，TCB；送低8位,已知晶體振蕩器的頻率為fosc=6MHz。可使用T0作定時(shí)器，設(shè)為方式0，設(shè)定1ms的定時(shí)，每隔1ms使P1.0引腳上的電平變反。 (1) 解：定時(shí)常數(shù)計(jì)算 振蕩器的頻率fosc6MHz，機(jī)器周期為2s，方式0計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度L13(2138 192)，定時(shí)時(shí)間 t1ms0.001s 定時(shí)常數(shù),例 要求在 P10引腳上產(chǎn)生周期為2 ms的方波輸出,TC為76921E0CH， 二進(jìn)

26、制數(shù)TCB0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 B，取低13位，其中高8位TCHF0H，低5位為TCL0CH.計(jì)數(shù)長(zhǎng)度為1E0CH=7692，定時(shí)為(81927692)2s=0.001S TMOD的設(shè)定,2) 編 程 ORG0000H AJMPMAIN ORG000BH；T0中斷矢量 AJMP INQP ORG0030H MAIN：MOV TMOD，00H ；設(shè)T0為定時(shí)器方式0 MOV TH0，0F0H ；寫定時(shí)常數(shù)(定時(shí)1ms) MOV TL0，0CH,SETB TR0 ；啟動(dòng) T0 SETB ET0 ；允許T0中斷 SETB EA ；開放CPU中斷 AJMP $

27、 ；定時(shí)中斷等待 ORG2000 H ；T0中斷服務(wù)程序 INQP：MOV TH0，0F0H ；重寫定時(shí)常數(shù) MOV TL0，0CH CPL P10 ；P10變反輸出 RETI ；中斷返回,使用T1的方式1，設(shè)定1ms的定時(shí)。在P10引腳上產(chǎn)生周期為2 ms的方波輸出。晶體振蕩器的頻率為fosc6 MHz。 解： 定時(shí)常數(shù)計(jì)算 振蕩器的頻率fosc6MHz6106Hz，方式1計(jì)數(shù)器長(zhǎng)度 L16，2L21665536 定時(shí)時(shí)間 t1ms0.001s,例,定時(shí)常數(shù)TC轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制TCB1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 BF E 0 CH TCHFEH，TCL0CH T

28、MOD的設(shè)定,定時(shí)常數(shù),ORG 0000H AJMP MAIN ORG 001BH ；T1中斷矢量 AJMP INQP ORG 100H ；主程序入口 MAIN：MOV TMOD，10H ；T1為定時(shí)器方式1 MOV TH1，0FEH ；寫定時(shí)常數(shù) ，定時(shí)1ms MOV TL1，0CH SETB TR1 ；啟動(dòng)T1,SETB ET1 ；允許T1中斷 SETB EA ；開放CPU中斷 AJMP ORG 2000 H ；T1中斷服務(wù)程序 INQP：MOV TH1，0FEH ；重寫定時(shí)常數(shù) MOV TL1，0CH CPL P10 ；P10變反輸出 RETI ；中斷返回,欲用80C51產(chǎn)生兩個(gè)方波，一

29、個(gè)方波周期為200s，另一個(gè)方波周期為400s，該80C51同時(shí)使用串行口，用定時(shí)器計(jì)數(shù)器作為波特率發(fā)生器。 這時(shí)T0采用方式3工作，其中，TL0產(chǎn)生100s定時(shí)，由 P10輸出方波1；TH0產(chǎn)生200s定時(shí)，由Pl1輸出方波2；T1設(shè)置為方式2，作波特率發(fā)生器用。fOCC9216 MHz,例3,定時(shí)常數(shù)計(jì)算 TL0定時(shí)常數(shù)為 TCL0：TL0100s,單位s，為十進(jìn)數(shù)制數(shù)值。十六進(jìn)制數(shù)值為TL0B3H。 TH0定時(shí)常數(shù)為TCH0：定時(shí)時(shí)間為TH0200s,單位s，為十進(jìn)制數(shù)值。十六進(jìn)制的值為TH066 H。TH1的波特率（詳細(xì)計(jì)算見串行口部分）設(shè)波特率為2400，則定時(shí)常數(shù)為TC2F6H,編

30、 程ORG 0000H AJMPMAIN ORG 000BH ；TL0的中斷入口 AJMP ITL0 ORG 00lBH；TH0的中斷入口 AJMP ITH0 ORG 0100H MAIN：MOV SP， 60H；設(shè)棧指針 MOV TMOD， 23H ；設(shè)T0為方式3,TI為2,MOV TL0，0B3H ；設(shè)TL0初值(100s定時(shí)) MOVTH0，66H ；設(shè)TH0初值(200s定時(shí)) MOV TL1，0F6H ；設(shè)TL1初值(波特率為2400) MOV TH1， 0F6H ；設(shè) TH1初值 SETB TR0 ；啟動(dòng) TL0 SETB TR1 ；啟動(dòng)TH0 SETB ET0 ；允許TL0中斷

31、 SETB ET1 ；允許TH0中斷 SETB EA ；CPU中斷開放 AJMP,ORG 0200H ITL0：MOV TL0， 0B3H ；重裝定時(shí)常數(shù) CPL P10 ；輸出方波1(200s) RETI ITH0：MOV TH0，66H ；重裝定時(shí)常數(shù) CPL P11 ；輸出方波2(400s) RETI,當(dāng)TMOD寄存器中C/T位設(shè)置為“1”時(shí)，作為計(jì)數(shù)器使用，可對(duì)來自單片微機(jī)引腳T0或T1上的負(fù)跳變脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)溢出時(shí)可申請(qǐng)中斷，也可查詢溢出標(biāo)志位TFx。 例假如一個(gè)用戶系統(tǒng)已使用了兩個(gè)外部中斷源，即INT0和INT1，用戶系統(tǒng)要求從P1.0引腳上輸出一個(gè)5kHz的方波，并要求采用定

32、時(shí)器/計(jì)數(shù)器作為串行口的波特率發(fā)生器，另外還需要再增加一個(gè)外部中斷源,6.5.2 計(jì)數(shù)器的應(yīng)用,把T0設(shè)置為方式3， 把T0作為外部中斷源，TL0設(shè)置為計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的定時(shí)常數(shù)設(shè)為FFH，相當(dāng)于一個(gè)邊沿觸發(fā)的外部中斷源。 而在T0方式3下，TH0只能做8位定時(shí)器，用來產(chǎn)生5KHz方波的定時(shí)。 當(dāng)T0設(shè)置為方式3之后，T1就作為串行口的波特率發(fā)生器，設(shè)為方式2。 由P1.0引腳上輸出5kHz頻率的方波，而方波周期為200s，則要求定時(shí)時(shí)間為100s，若采用12MHz的晶體振蕩器，則機(jī)器周期為1s,計(jì)算時(shí)間常數(shù)： (28TC)1s100s TC256100156 編程：ORG0000H SJMPM

33、AIN ORG000BH AJMPTL0INT；TL0中斷入口 ORG001BH AJMPTH0INT；TH0中斷入口,ORG0030H MAIN：MOVTMOD，#27H ；設(shè)T0為方式3，TL0為計(jì)數(shù) ；器方式，TH0為定時(shí)器方式，； T1作波特率發(fā)生器，方式2 MOVTH0，#156；TH0定時(shí)常數(shù) MOVTL0, #0FFH；TL0計(jì)數(shù)常數(shù) MOVTL1，#BAUD；BAUD根據(jù)波特率算出MOVTH1，#BAUD MOVTCON，#55H ；置TR0和TR1為“1”，啟；動(dòng)TL0和TH0,SETBET0；允許TL0中斷 SETBET1；允許TH0中斷 SETBEA；允許CPU中斷 SJ

34、MP$；中斷等待 ORG0100H TL0INT：MOVTL0，#0FFH；重置計(jì)數(shù)長(zhǎng)度 (中斷處理) RETI TH0INT：MOVTH0，#156；重置定時(shí)常數(shù) CPLP1.0；P1.0引腳輸出方波 RETI,門控位GATE可用作對(duì)INTx引腳上的高電平持續(xù)時(shí)間進(jìn)行計(jì)量。當(dāng)GATE位設(shè)為“1”，并設(shè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器啟動(dòng)位TRx為“1”，這時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)完全取決于INTx引腳，僅當(dāng)INTx引腳電平為“1”時(shí)，定時(shí)器才工作，換另一角度看，定時(shí)器實(shí)際記錄的時(shí)間就是相應(yīng)INTx引腳上高電平的持續(xù)時(shí)間,6.5.3 門控位GATE的應(yīng)用,通過反相器，則可測(cè)得相應(yīng)INTx引腳上低電平的持續(xù)時(shí)間。二個(gè)

35、時(shí)間的和即為INTx引腳上輸入波形的周期，其倒數(shù)即為INTx引腳上輸入波形的頻率。還可算出占空比等參數(shù)。 例利用定時(shí)器計(jì)數(shù)器測(cè)定圖611所示波形的一個(gè)周期長(zhǎng)度。 利用門控信號(hào)GATE啟動(dòng)定時(shí)器的方法。T1為定時(shí)器時(shí)，當(dāng)TR1=1且為高電平時(shí)，才啟動(dòng)定時(shí)器；而定時(shí)器計(jì)數(shù)器 T1為計(jì)數(shù)器時(shí)，T1的電平由 1到 0，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù),TR1清零,圖611 波形脈沖寬度測(cè)試原理,查詢法ORG0000H START：MOVTMOD，#90H；設(shè)置T1為定時(shí)器， ；方式1，GATE位置1 MOVTL1，#00H；置為最大定時(shí)值 MOVTH1，#00H LP1：JBP3.3，LP1；P3.3為高電平，等待 SET

36、B TR1 ；當(dāng)P3.3為低電平時(shí)， ;置TR1位為1 LP2： JNBP3.3，LP2；當(dāng)P3.3為低電平時(shí)，再等待,LP3：JBP3.3，LP3；當(dāng)P3.3為高電平時(shí)，T1開始定；時(shí)計(jì)數(shù) CLRTR1；當(dāng)P3.3為低電平時(shí)，高電平脈寬定；時(shí)計(jì)數(shù)結(jié)束 SJMP$ 當(dāng)fosc12MHz時(shí)，機(jī)器周期為1s，最大被測(cè)脈沖寬度為65536s (65.536ms)。 若被測(cè)波形除了接至P3.3，另外同時(shí)通過一個(gè)反相器接至P3.2 (INT0) ，則通過編程同時(shí)可以測(cè)得波形的高電平寬度和低電平寬度,中斷法 對(duì)于脈沖寬度大于65.536ms的脈沖，可以采用對(duì)定時(shí)溢出次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。這樣，脈寬為 (定時(shí)溢出時(shí)間溢出次數(shù))定時(shí)時(shí)間。利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器來測(cè)定脈沖周期的方法參見圖6-12。 (1) 設(shè)定晶體振蕩器為 6 MHz，機(jī)器周期Tc為2s，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0為方式1，定時(shí)溢出時(shí)間為 100 ms,則T0定時(shí)時(shí)間常數(shù)為：（TH0）3CH，（TL0）B0H 因?yàn)橥獠棵}沖同時(shí)接至T1的輸入引腳T1，所以T1腳上對(duì)下降沿計(jì)數(shù)二次，即為外部脈沖的一個(gè)周期時(shí)間?，F(xiàn)設(shè)T1為計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)值為2,當(dāng)計(jì)數(shù)值為1時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器；當(dāng)計(jì)數(shù)值為2時(shí)，中斷計(jì)數(shù)器T1，并停止定時(shí)器T0的定時(shí)。T1中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)為高于定時(shí)器T0。 計(jì)數(shù)初值為 FFFEH：（TH1）FFH，（TL0）FEH。 (2)