第十七課 定時(shí)計(jì)數(shù)器工作原理分析

1、第十七課：定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作原理分析80C51單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。可編程的意思是指其功能（如工作方式、定時(shí)時(shí)間、量程、啟動方式等）均可由指令來確定和改變。在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中除了有兩個(gè)16位的計(jì)數(shù)器之外，還有兩個(gè)特殊功能寄存器（控制寄存器和方式寄存器）。 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)：  從上面定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)圖中我們可以看出，16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器分別由兩個(gè)8位專用寄存器組成，即：T0由TH0和TL0構(gòu)成；T1由TH1和TL1構(gòu)成。其訪問地址依次為8AH-8DH。每個(gè)寄存器均可單獨(dú)訪問。這些寄存器是用于存放定時(shí)或計(jì)數(shù)初值的。此外，其內(nèi)部還有一個(gè)

2、8位的定時(shí)器方式寄存器TMOD和一個(gè)8位的定時(shí)控制寄存器TCON。這些寄存器之間是通過內(nèi)部總線和控制邏輯電路連接起來的。TMOD主要是用于選定定時(shí)器的工作方式；TCON主要是用于控制定時(shí)器的啟動停止，此外TCON還可以保存T0、T1的溢出和中斷標(biāo)志。當(dāng)定時(shí)器工作在計(jì)數(shù)方式時(shí)，外部事件通過引腳T0（P3.4）和T1（P3.5）輸入。 定時(shí)計(jì)數(shù)器的原理：16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)加1計(jì)數(shù)器，其控制電路受軟件控制、切換。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為定時(shí)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)器的加1信號由振蕩器的12分頻信號產(chǎn)生，即每過一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加1，直至計(jì)滿溢出為止。顯然，定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的振蕩

3、頻率有關(guān)。因一個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，所以計(jì)數(shù)頻率fcount=1/12osc。如果晶振為12MHz，則計(jì)數(shù)周期為：  T=1/（12×106）Hz×1/12=1s 這是最短的定時(shí)周期。若要延長定時(shí)時(shí)間，則需要改變定時(shí)器的初值，并要適當(dāng)選擇定時(shí)器的長度（如8位、13位、16位等）。    當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，通過引腳T0和T1對外部信號計(jì)數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣引腳輸入電平。若一個(gè)機(jī)器周期采樣值為1，下一個(gè)機(jī)器周期采樣值為0，則計(jì)數(shù)器加1。此后的機(jī)器

4、周期S3P1期間，新的計(jì)數(shù)值裝入計(jì)數(shù)器。所以檢測一個(gè)由1至0的跳變需要兩個(gè)機(jī)器周期，故外部事年的最高計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的1/24。例如，如果選用12MHz晶振，則最高計(jì)數(shù)頻率為0.5MHz。雖然對外部輸入信號的占空比無特殊要求，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計(jì)數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時(shí)間均需在一個(gè)機(jī)器周期以上。    當(dāng)CPU用軟件給定時(shí)器設(shè)置了某種工作方式之后，定時(shí)器就會按設(shè)定的工作方式獨(dú)立運(yùn)行，不再占用CPU的操作時(shí)間，除非定時(shí)器計(jì)滿溢出，才可能中斷CPU當(dāng)前操作。CPU也可以重新設(shè)置定時(shí)器工作方式，以改變定時(shí)器的操作。由此可見，定時(shí)器是單

5、片機(jī)中效率高而且工作靈活的部件。    綜上所述，我們已知定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是一種可編程部件，所以在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器開始工作之前，CPU必須將一些命令（稱為控制字）寫入定時(shí)/計(jì)數(shù)器。將控制字寫入定時(shí)/計(jì)數(shù)器的過程叫定時(shí)器/計(jì)數(shù)器初始化。在初始化過程中，要將工作方式控制字寫入方式寄存器，工作狀態(tài)字（或相關(guān)位）寫入控制寄存器，賦定時(shí)/計(jì)數(shù)初值。下面我們就提出的控制字的格式及各位的主要功能與大家詳細(xì)的講解。 控制寄存器 定時(shí)器計(jì)數(shù)器T0和T1有2個(gè)控制寄存器-TMOD和TCON，它們分別用來設(shè)置各個(gè)定時(shí)器計(jì)數(shù)器的工作方式，選擇定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，控制啟動運(yùn)行，以及作為運(yùn)

6、行狀態(tài)的標(biāo)志等。其中，TCON寄存器中另有4位用于中斷系統(tǒng)。 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式寄存器TMOD：    定時(shí)器方式控制寄存器TMOD在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為89H，無位地址。TMOD的格式如下圖所示。 由圖可見，TMOD的高4位用于T1，低4使用于T0，4種符號的含義如下：GATE：門控制位。GATE和軟件控制位TR、外部引腳信號INT的狀態(tài),共同控制定時(shí)器計(jì)數(shù)器的打開或關(guān)閉。CT：定時(shí)器計(jì)數(shù)器選擇位。C/T1，為計(jì)數(shù)器方式；CT0，為定時(shí)器方式。M1M0：工作方式選擇位，定時(shí)器計(jì)數(shù)器的4種工作方式由M1M0設(shè)定。 M0 M1工作方式功能描述0&#

7、160;              00               11               01 1工作方式0工作方式1工作方式2工作方式313位計(jì)數(shù)器16位計(jì)數(shù)器自動再裝入8位

8、計(jì)數(shù)器定時(shí)器0：分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器定時(shí)器1：停止計(jì)數(shù)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器TMOD不能進(jìn)行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置定時(shí)器工作方式，低半字節(jié)定義為定時(shí)器0，高半字節(jié)定義為定時(shí)器1。復(fù)位時(shí)，TMOD所有位均為0。例：設(shè)定定時(shí)器1為定時(shí)工作方式，要求軟件啟動定時(shí)器1按方式2工作。定時(shí)器0為計(jì)數(shù)方式，要求由軟件啟動定時(shí)器0，按方式1工作。我們怎么來實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求呢？大家先看上面TMOD寄存器各位的分布圖第一個(gè)問題：控制定時(shí)器1工作在定時(shí)方式或計(jì)數(shù)方式是哪個(gè)位？通過前面的學(xué)習(xí)，我們已知道，C/T位（D6）是定時(shí)或計(jì)數(shù)功能選擇位，當(dāng)C/T=0時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器就為定時(shí)工作方式。所以要使定時(shí)/計(jì)數(shù)器1

9、工作在定時(shí)器方式就必需使D6為0。第二個(gè)問題：設(shè)定定時(shí)器1按方式2工作。上表中可以看出，要使定時(shí)/計(jì)數(shù)器1工作在方式2，M0（D4） M1（D5）的值必須是1 0。第三個(gè)問題：設(shè)定定時(shí)器0為計(jì)數(shù)方式。與第一個(gè)問題一樣，定時(shí)/計(jì)數(shù)器0的工作方式選擇位也是C/T（D2），當(dāng)C/T=1時(shí)，就工作在計(jì)數(shù)器方式。第四個(gè)問題：由軟件啟動定時(shí)器0，前面已講過，當(dāng)門控位GATE=0時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟停就由軟件控制。第五個(gè)問題：設(shè)定定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作在方式1，使定時(shí)/計(jì)數(shù)器0工作在方式1，M0（D0） M1（D1）的值必須是0 1。從上面的分析我們可以知道，只要將TMOD的各位，按規(guī)定的要求設(shè)置好后，定時(shí)器/計(jì)

10、靈敏器就會按我們預(yù)定的要求工作。我們分析的這個(gè)例子最后各位的情況如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0  0  1  0  0  1  0  1二進(jìn)制數(shù)00100101=十六進(jìn)制數(shù)25H。所以執(zhí)行MOV  TMOD,#25H這條指令就可以實(shí)現(xiàn)上述要求。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON：TCON在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為88H，位地址(由低位到高位)為88H一8FH，由于有位地址，十分便于進(jìn)行位操作。TCON的作用是控制定時(shí)器的啟、停，標(biāo)志定時(shí)器溢出和中斷情況。TCON的格

11、式如下圖所示。其中，TFl，TRl，TF0和TR0位用于定時(shí)器計(jì)數(shù)器；IEl，ITl，IE0和IT0位用于中斷系統(tǒng)。   各位定義如下：TF1：定時(shí)器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)字時(shí)器1計(jì)滿溢出時(shí)，由硬件使TF1置“1”，并且申請中斷。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動清“0”，在查詢方式下用軟件清“0”。TR1：定時(shí)器1運(yùn)行控制位。由軟件清“0”關(guān)閉定時(shí)器1。當(dāng)GATE=1，且INT1為高電平時(shí)，TR1置“1”啟動定時(shí)器1；當(dāng)GATE=0，TR1置“1”啟動定時(shí)器1。TF0：定時(shí)器0溢出標(biāo)志。其功能及操作情況同TF1。TR0：定時(shí)器0運(yùn)行控制位。其功能及操作情況同TR1。IE1：外部中斷1請求標(biāo)志

12、。IT1：外部中斷1觸發(fā)方式選擇位。IE0：外部中斷0請求標(biāo)志。IT0：外部中斷0觸發(fā)方式選擇位。 TCON中低4位與中斷有關(guān)，我們將在下節(jié)課講中斷時(shí)再給予講解。由于TCON是可以位尋址的，因而如果只清溢出或啟動定時(shí)器工作，可以用位操作命令。例如：執(zhí)行“CLR TF0”后則清定時(shí)器0的溢出；執(zhí)行“SETB TR1”后可啟動定時(shí)器1開始工作（當(dāng)然前面還要設(shè)置方式定）。 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化： 由于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的功能是由軟件編程確定的，所以一般在使用定時(shí)/計(jì)數(shù)器前都要對其進(jìn)行初始化，使其按設(shè)定的功能工作。初始貨的步驟一般如下：1、確定工作方式（即對TMOD賦值）；2、預(yù)置定時(shí)或計(jì)數(shù)的初值（可直

13、接將初值寫入TH0、TL0或TH1、TL1）；3、根據(jù)需要開放定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的中斷（直接對IE位賦值）；4、啟動定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（若已規(guī)定用軟件啟動，則可把TR0或TR1置“1”；若已規(guī)定由外中斷引腳電平啟動，則需給外引腳步加啟動電平。當(dāng)實(shí)現(xiàn)了啟動要求后，定時(shí)器即按規(guī)定的工作方式和初值開始計(jì)數(shù)或定時(shí)）。下面介紹一下確定時(shí)時(shí)/計(jì)數(shù)器初值的具體方法。因?yàn)樵诓煌ぷ鞣绞较掠?jì)數(shù)器位數(shù)不同，因而最大計(jì)數(shù)值也不同?，F(xiàn)假設(shè)最大計(jì)數(shù)值為M，那么各方式下的最大值M值如下：方式0：M=213=8 192方式1：M=216=65 536方式2：M=28=256方式3：定時(shí)器0分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器，所以兩個(gè)M均為256。

14、因?yàn)槎〞r(shí)器/計(jì)數(shù)器是作“加1”計(jì)數(shù)，并在計(jì)數(shù)滿溢出時(shí)產(chǎn)生中斷，因此初值X可以這樣計(jì)算：X=M-計(jì)數(shù)值下面舉例說明初值的確定方法。例1、選擇T1方式0用于定時(shí)，在P1.1輸出周期為1ms方波，晶振fosc=6MHz。解：根據(jù)題意，只要使P1.1每隔500us取反一次即可得到1ms的方波，因而T1的定時(shí)時(shí)間為500us，因定時(shí)時(shí)間不長,取方式0即可。則M1 M0=0；因是定時(shí)器方式,所以C/T=0；在此用軟件啟動T1，所以GATE=0。T0不用，方式字可任意設(shè)置，只要不使其進(jìn)入方式3即可，一般取0，故TMOD=00H。系統(tǒng)復(fù)位后TMOD為0，可不對TMOD重新清0。下面計(jì)算500us定時(shí)T1初始值

15、：機(jī)器周期T=12/fosc=12/（6×106）Hz=2s設(shè)初值為X，則：（1013X）×2×10-6s=500×10-6因?yàn)樵谧?3位計(jì)數(shù)器用時(shí)，TL1的高3位未用，應(yīng)填寫0，TH1占用高8位，所以X的實(shí)際填寫應(yīng)為：結(jié)果：TH1=F8H，TL1=06H源程序如下：  ORG 2000H MOV TL1,#06H ;給TL1置初值MOV TH1,#0F8H ;給TH1置初值SETB TR1 ;啟動T1LP1:JBC TF1,LP2 ;查詢計(jì)數(shù)溢出否？AJMP LP1LP2:MOV TL1,#06H ;重新設(shè)置計(jì)數(shù)初值MOV TH1,#0F8H

16、CPL P1.1 ;輸出取反AJMP LP1 ;重復(fù)循環(huán)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的四種工作方式：    定T0或T1無論用作定時(shí)器或計(jì)數(shù)器都有4種工作方式：方式0、方式1、方式2和方式3。除方式3外，T0和T1有完全相同的工作狀態(tài)。下面以T1為例，分述各種工作方式的特點(diǎn)和用法。  工作方式0： 13位方式由TL1的低5位和TH1的8位構(gòu)成13位計(jì)數(shù)器（TL1的高3位無效）。工作方式0的結(jié)構(gòu)見下圖： 圖中，CT為定時(shí)計(jì)數(shù)選擇：CT0，T1為定時(shí)器，定時(shí)信號為振蕩周期12分頻后的脈沖；CTl，T1為計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)信號來自引腳T1的外部信號。定時(shí)器T1能否啟動工作，還受到

17、了R1、GATE和引腳信號INT1的控制。由圖中的邏輯電路可知，當(dāng)GATE0時(shí)，只要TR11就可打開控制門，使定時(shí)器工作；當(dāng)GATE1時(shí)，只有TR11且INT11，才可打開控制門。GATE，TR1，CT的狀態(tài)選擇由定時(shí)器的控制寄存器TMOD，TCON中相應(yīng)位狀態(tài)確定，INT1則是外部引腳上的信號。在一般的應(yīng)用中，通常使GATE0，從而由TRl的狀態(tài)控制Tl的開閉：TRl1，打開T1；TRl0，關(guān)閉T1。在特殊的應(yīng)用場合，例如利用定時(shí)器測量接于INT1引腳上的外部脈沖高電平的寬度時(shí)，可使GATE1，TRl1。當(dāng)外部脈沖出現(xiàn)上升沿，亦即INT1由0變1電平時(shí)，啟動T1定時(shí)，測量開始；一旦外部脈沖出

18、現(xiàn)下降沿，亦即INT1由l變O時(shí)就關(guān)閉了T1。定時(shí)器啟動后，定時(shí)或計(jì)數(shù)脈沖加到TLl的低5位，從預(yù)先設(shè)置的初值(時(shí)間常數(shù))開始不斷增1。TL1計(jì)滿后，向THl進(jìn)位。當(dāng)TL1和THl都計(jì)滿之后，置位T1的定時(shí)器回零標(biāo)志TFl，以此表明定時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)次數(shù)已到，以供查詢或在打開中斷的條件下，可向CPU請求中斷。如需進(jìn)一步定時(shí)/計(jì)數(shù)，需用指令重置時(shí)間常數(shù)。 方式0是13位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，其計(jì)數(shù)器由TH0全部8位和TL0的低5位構(gòu)成。當(dāng)TL0的低5位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，向TH0進(jìn)位，而全部13位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，則向計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位TF0進(jìn)位。 在方式0下，當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是： 18192

19、（213） 當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：  （213計(jì)數(shù)初值）×晶振周期×12 或 （213計(jì)數(shù)初值）×機(jī)器周期 其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同（ms）。 例題1：當(dāng)某單片機(jī)系統(tǒng)的外接晶振頻率為6MHz，該系統(tǒng)的最小定時(shí)時(shí)間為：  213（2131）×1/（6×106）×122×1062（ms） 最大定時(shí)時(shí)間為：       （2130）×1/（6×106）×

20、1216384×10616384（ms） 或：最小定時(shí)單位×101316384（ms） 例題2： 設(shè)某單片機(jī)系統(tǒng)的外接晶振頻率為6MHz，使用定時(shí)器1以方式0產(chǎn)生周期為500ms的等寬正方波連續(xù)脈沖，并由P1.0輸出。 以查詢方式完成。  計(jì)算計(jì)數(shù)初值 欲產(chǎn)生500ms的等寬正方波脈沖，只需在P1.0端以250ms為周期交替輸出高低電平即可實(shí)現(xiàn)，為此定 時(shí)時(shí)間應(yīng)為250ms。使用6MHz晶振，根據(jù)上例的計(jì)算，可知一個(gè)機(jī)器周期為2ms。方式0為13位計(jì)數(shù)結(jié) 構(gòu)。設(shè)待求的計(jì)數(shù)初值為X，則： （213-X）&#

21、215;2×10-6250×10-6 求解得： X213（250÷2）8067。 二進(jìn)制數(shù)表示為。十六進(jìn)制表示，高8位為FCH，放入TH1，即TH1FCH；低5位為03H。放入TL1，即TL103H。  TMOD寄存器初始化 為把定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1設(shè)定為方式0，則M1M000；為實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，應(yīng)使C/T0；為實(shí)現(xiàn)定時(shí) 器/計(jì)數(shù)器1的運(yùn)行控制，則GATE0。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0不用，有關(guān)位設(shè)定為0。因此TMOD寄存 器應(yīng)初始化為00H。  由定時(shí)器控制寄存器TCON中的TR1位控制定時(shí)的啟動和停止 TR

22、11啟動，TR10停止。  程序設(shè)計(jì)：MOV    TMOD，00H；設(shè)置T1為工作方式0 MOV    TH1，OFCH；設(shè)置計(jì)數(shù)初值 MOV    TL1，03H MOV   IE，00H；禁止中斷 LOOP：SETB    TR1；啟動定時(shí) JBC      TF1，LOOP1；查詢計(jì)數(shù)溢出 AJMP   LOO

23、P LOOP1：MOV      TH1，F(xiàn)CH；重新設(shè)置計(jì)數(shù)初值 MOV     TL1，03H CLR       TF1；計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位清0 CPL        P1.0；輸出取反 AJMP     LOOP；重復(fù)循環(huán) 工作方式1： 方式1是16位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，計(jì)數(shù)

24、器由TH0全部8位和TL0全部8位構(gòu)成。與工作方式0基本相同，區(qū)別僅在于工作方式1的計(jì)數(shù)器TL1和TH1組成16位計(jì)數(shù)器，從而比工作方式0有更寬的定時(shí)/計(jì)數(shù)范圍。當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是： 165536（216） 當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間計(jì)算公式為：  （216計(jì)數(shù)初值）×晶振周期×12 或 （216計(jì)數(shù)初值）×機(jī)器周期 例題1：當(dāng)某單片機(jī)系統(tǒng)的外部晶振頻率為6MHz，則最小定時(shí)時(shí)間為：  216（2161）×1/6×106×122×1062（ms） 

25、最大定時(shí)時(shí)間為：  （2160）×1/6×106×12131072×106（s）131072（ms）131（ms） 例題2： 某單片機(jī)系統(tǒng)外接晶振頻率為6MHz，使用定時(shí)器1以工作方式1產(chǎn)生周期為500ms的等寬連續(xù) 正方波脈沖，并在P1.0端輸 出。，但以中斷方式完成。  計(jì)算計(jì)數(shù)初值  TH1FFH TL1=83H  TMOD寄存器初始化  TMOD10H  程序設(shè)計(jì) 主程序：MOV     TMOD，10H；定

26、時(shí)器1工作方式 MOV      TH1，0FFH；設(shè)置計(jì)數(shù)初值 MOV      TL1，0A1H SETB      EA；開中斷 SETB      ET1；定時(shí)器1允許中斷 LOOP：SETB      TR1；定時(shí)開始 HERE：SJMP   

27、60; ；等待中斷 中斷服務(wù)程序：MOV TH1，0FFH；重新設(shè)置計(jì)數(shù)初值 MOV TL1，0A1H CPL P1.0；輸出取反 RETI；中斷返回工作方式28位自動裝入時(shí)間常數(shù)方式。由TLl構(gòu)成8位計(jì)數(shù)器，THl僅用來存放時(shí)間常數(shù)。啟動T1前，TLl和THl裝入相同的時(shí)間常數(shù)，當(dāng)TL1計(jì)滿后，除定時(shí)器回零標(biāo)志TFl置位，具有向CPU請求中斷的條件外，THl中的時(shí)間常數(shù)還會自動地裝入TLl，并重新開始定時(shí)或計(jì)數(shù)。所以，工作方式2是一種自動裝入時(shí)間常數(shù)的8位計(jì)數(shù)器方式。由于這種方式不需要指令重裝時(shí)間常數(shù)，因而操作方便，在允許的條件下，應(yīng)盡量使用這種工作方

28、式。當(dāng)然，這種方式的定時(shí)計(jì)數(shù)范圍要小于方式0和方式1。工作方式2的結(jié)構(gòu)見下圖 當(dāng)計(jì)數(shù)溢出后，不是像前兩種工作方式那樣通過軟件方法，而是由預(yù)置寄存器TH以硬件方法自動給計(jì)數(shù)器TL重新加載。變軟件加載為硬件加載。  初始化時(shí)，8位計(jì)數(shù)初值同時(shí)裝入TL0和TH0中。當(dāng)TL0計(jì)數(shù)溢出時(shí)，置位TF0，同時(shí)把保存在預(yù)置寄 存器TH0中的計(jì)數(shù)初值自動加載TL0，然后TL0重新計(jì)數(shù)。如此重復(fù)不止。這不但省去了用戶程序中的 重裝指令，而且也有利于提高定時(shí)精度。但這種工作方式下是8位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)，計(jì)數(shù)值有限，最大只能 到255。  這種自動重新加載工作方式非常適用于循

29、環(huán)定時(shí)或循環(huán)計(jì)數(shù)應(yīng)用，例如用于產(chǎn)生固定脈寬的脈沖， 此外還可以作串行數(shù)據(jù)通信的波特率發(fā)送器使用。 例題1： 使用定時(shí)器0以工作方式2產(chǎn)生100ms定時(shí)，在P1.0輸出周期為200ms的連續(xù)正方波脈沖。已知 晶振頻率fosc6MHz。  計(jì)算計(jì)數(shù)初值  6MHz晶振下，一個(gè)機(jī)器周期為2ms，以TH0作重裝載的預(yù)置寄存器，TL0作8位計(jì)數(shù)器，假設(shè)計(jì)數(shù)初 值為X，則： （28-X）×2×10-6100×10-6 求解得：  X206D11001110B0CEH 把0CEH分別裝入T

30、H0和TL0中：  TH00CEH，TL00CEH  TMOD寄存器初始化  定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0為工式方式2，M1M010；為實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能 C/T0；為實(shí)現(xiàn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的運(yùn)行  GATE0；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1不用，有關(guān)位設(shè)定為0。  綜上情況TMOD寄存器的狀態(tài)應(yīng)為02H。  程序設(shè)計(jì)（查詢方式） MOV     IE，00H；禁止中斷 MOV     TMOD，02H；設(shè)置定時(shí)器0為方式2 MOV 

31、60;   TH0，0CEH；保存計(jì)數(shù)初值 MOV     TL0，0CEH；設(shè)置計(jì)數(shù)初值 SETB     TR0；啟動定時(shí) LOOP：JBC        TF0，LOOP1；查詢計(jì)數(shù)溢出 AJMP    LOOP LOOP1： CPL        P1

32、.0；輸出方波 AJMP     LOOP；重復(fù)循環(huán)  由于方式2具有自動重裝載功能，因此計(jì)數(shù)初值只需設(shè)置一次，以后不再需要軟件重置。  程序設(shè)計(jì)（中斷方式）  主程序：MOV TMOD，02H；定時(shí)器0工作方式2 MOV     TH0，0CEH；保存計(jì)數(shù)初值 MOV     TL0，0CEH；設(shè)置計(jì)數(shù)初值 SETB     EA；開中斷 SETB

33、0;    ET0；定時(shí)器0允許中斷 LOOP：SETB     TR0；開始定時(shí) HERE：SJMP     ；等待中斷 CLP        TF0 ；計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位清0 AJMP    LOOP  中斷服務(wù)中斷：CPL         P1.0 

34、;；輸出方波 RETI；中斷返回  例題2： 用定時(shí)器1以工作方式2實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，每計(jì)100次進(jìn)行累加器加1操作。  計(jì)算計(jì)數(shù)初值 28-100156D09CH 則   TH109CH，TL109CH  TMOD寄存器初始化  M1M010，C/T1，GATE0 因此  TMOD60H  程序設(shè)計(jì)MOV    IE, 00H；禁止中斷 MOV    TMOD, 60H；設(shè)置計(jì)數(shù)器1為方式2 MOV   

35、; TH1, 9CH；保存計(jì)數(shù)初值 MOV     TL1, 9CH；設(shè)置計(jì)數(shù)初值 SETB    TR1；啟動計(jì)數(shù) DEL：JBC        TF1, LOOP；查詢計(jì)數(shù)溢出 AJMP    DEL LOOP：INC         A；累加器加1 AJMP  &

36、#160; DEL；循環(huán)返回 工作方式3 2個(gè)8位方式。工作方式3只適用于定時(shí)器0。如果使定時(shí)器1為工作方式3，則定時(shí)器1將處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)T0為工作方式3時(shí)，THo和TL0分成2個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器。其中，TL0既可用作定時(shí)器，又可用作計(jì)數(shù)器，并使用原T0的所有控制位及其定時(shí)器回零標(biāo)志和中斷源。TH0只能用作定時(shí)器，并使用T1的控制位TRl、回零標(biāo)志TFl和中斷源，見下圖。通常情況下，T0不運(yùn)行于工作方式3，只有在T1處于工作方式2，并不要求中斷的條件下才可能使用。這時(shí)，T1往往用作串行口波特率發(fā)生器(見14)，TH0用作定時(shí)器，TL0作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器。所以，方式3是為了使單片機(jī)有

37、1個(gè)獨(dú)立的定時(shí)器計(jì)數(shù)器、1個(gè)定時(shí)器以及1個(gè)串行口波特率發(fā)生器的應(yīng)用場合而特地提供的。這時(shí)，可把定時(shí)器l用于工作方式2，把定時(shí)器0用于工作方式3。 下才可能使用。這時(shí)，T1往往用作串行口波特率發(fā)生器，TH0用作定時(shí)器，TL0作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器。所以，方式3是為了使單片機(jī)有1個(gè)獨(dú)立的定時(shí)器計(jì)數(shù)器、1個(gè)定時(shí)器以及1個(gè)串行口波特率發(fā)生器的應(yīng)用場合而特地提供的。這時(shí)，可把定時(shí)器l用于工作方式2，把定時(shí)器0用于工作方式3。 理解內(nèi)容 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器與中斷綜合應(yīng)用舉例 例題：時(shí)鐘計(jì)時(shí)程序設(shè)計(jì)。 所謂時(shí)鐘計(jì)時(shí)，就是以秒、分、時(shí)為單位進(jìn)行的計(jì)時(shí)。可以把該程序看成是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器與中

38、斷應(yīng)用的典型代表，就算是對這兩部分內(nèi)容的復(fù)習(xí)。  MCS-51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)時(shí)顯示的基本方法  首先要計(jì)算計(jì)數(shù)初值  時(shí)鐘計(jì)時(shí)的關(guān)鍵問題是秒的產(chǎn)生，因?yàn)槊胧亲钚r(shí)鐘單位，但使用MMCS-51的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器進(jìn)行定時(shí)，即使按工作方式，其最大定時(shí)時(shí)間也只能達(dá)到131毫秒，離1秒還差好遠(yuǎn)。為此，我們把秒計(jì)時(shí)用硬件定時(shí)和軟件計(jì)數(shù)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)，即：把定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間定為125毫秒，這樣當(dāng)計(jì)數(shù)溢出8次就可得到1秒，而8次計(jì)數(shù)可用軟件方法實(shí)現(xiàn)。  為得到125ms定時(shí)，我們可使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0，以工作方式進(jìn)行，當(dāng)設(shè)定單片機(jī)為6MHz晶振，設(shè)計(jì)數(shù)初值為X，則有如

39、下等式：  （216X）×2us125000us 計(jì)算得計(jì)數(shù)初值X3036， 二進(jìn)制表示為，十六進(jìn)制表示為0BCDH。  定時(shí)器定時(shí)采用中斷方式完成，以便于通過中斷服務(wù)程序進(jìn)行溢出次數(shù)（每次125毫秒）的累計(jì),計(jì) 滿8次即得到秒計(jì)時(shí)。  通過在程序中的數(shù)值累加和數(shù)值比較來實(shí)現(xiàn)從秒到分和從分到時(shí)的計(jì)時(shí)  設(shè)置時(shí)鐘顯示及顯示緩沖區(qū) 假定時(shí)鐘時(shí)間在六位LED數(shù)碼管（LED5LED0）上進(jìn)行顯示（時(shí)、分、秒各占兩位）。為此，要在內(nèi)部RAM中設(shè)置顯示緩沖區(qū)，共6個(gè)單元（79H7EH），與數(shù)碼管的對應(yīng)關(guān)系為：

40、0; LED57EH、LED47DH、LED37CH、LED27BH、LED17AH、LED079H。 即顯示緩沖區(qū)從左向右依次存放時(shí)、分、秒的數(shù)值。  假定已有LED顯示程序?yàn)镾MXS可供調(diào)用  程序流程  主程序（MAIN） 主程序的主要功能是進(jìn)行定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化編程，然后通過反復(fù)調(diào)用顯示子程序的方法，等待125ms定時(shí)中斷的到來。  中斷服務(wù)程序（PIT0） 中斷服務(wù)程序的主要功能是進(jìn)行計(jì)時(shí)操作。程序開始先判斷計(jì)數(shù)溢出是否滿了8次，不滿8次表明還沒達(dá)到最小計(jì)時(shí)單位秒，中斷返回；如滿8次則表明已達(dá)到最小計(jì)時(shí)單位秒，程序繼續(xù)向

41、下執(zhí)行，進(jìn)行計(jì)時(shí)操作。  加1子程序（DAAD1） 加1子程序用于完成對秒、分和時(shí)的加1操作，中斷服務(wù)程序中在秒、分、時(shí)加1時(shí)共有三處調(diào)用此子程序。加1操作共包括以下三項(xiàng)內(nèi)容： 合數(shù) 由于每位LED顯示器對應(yīng)一個(gè)8位的緩沖單元，因此由兩位BCD碼表示的時(shí)間值各占用一個(gè)緩沖單元，且只占其低4位。為此在加1運(yùn)算之前需把兩個(gè)緩沖單元中存放的數(shù)值合并起來，構(gòu)成一個(gè)字節(jié)，然后才能進(jìn)行加1運(yùn)算。合字之說由此而來。 十進(jìn)制調(diào)整 對加1并進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整 分?jǐn)?shù) 把加1后的時(shí)間值再拆分成兩個(gè)字節(jié)，送回各自的緩沖單元中。  程序清單 整個(gè)參考程序清單如下：

42、  ORG       8000H  START:AJMP     MAIN  ORG        800BH  AJMP     PITO  ORG        8100H  MAIN: MOV     

43、   SP, 60H ；確立堆棧區(qū)  MOV        R0, 79H ；顯示緩沖區(qū)首地址  MOV        R7, 06H ；顯示位數(shù)  ML1:    MOV        R0, #00H ；顯示緩沖單元清0  INC     

44、60;     R0  DJNZ        R7， ML1  MOV        TMOD, 01H ；定時(shí)器0，工作方式  MOV        TL0, 0CDH ；裝計(jì)數(shù)器初值  MOV        TH0, 0BH 

45、; SETB        8CH ；TR0置1，定時(shí)開始  SETB        AFH ；EA置1，中斷總允許  SETB        A9H ；ET0置1，定時(shí)器0中斷允許  MOV       30H, 08H ；要求的計(jì)數(shù)溢出次數(shù)，即循環(huán)次數(shù)  ML0:  

46、; LCALL     SMXS ；調(diào)用顯示子程序  SJMP       ML0 PITO:   PUSH       PSW ；中斷服務(wù)程序，現(xiàn)場保護(hù)  PUSH       ACC  SETB       PSW.3 ；RS1RS0=01,選1組通用寄存

47、器  MOV     TL0, 0CDH ；計(jì)數(shù)器重新加載  MOV     TH0, 0BH  MOV     A, 30H ；循環(huán)次數(shù)減1  DEC      A  MOV      30H, A  JNZ        RET0 ；不

48、滿8次，轉(zhuǎn)RET0返回  MOV     30H, 08H ；滿8次，開始計(jì)時(shí)操作 MOV     R0, 7AH ；秒顯示緩沖單元地址  ACALL  DAAD1 ；秒加1  MOV      A, R2 ；加1后秒值在R2中  XRL        A, 60H ；判是否到60秒  JNZ    

49、;     RET0 ；不到，轉(zhuǎn)RETO返回  ACALL   CLR0 ；到60秒顯示緩沖單元清0  MOV       R0, 7CH ；分顯示緩沖單元地址  ACALL   DAAD1 ；分加1  MOV       A, R2  XRL         A, 60H ；判是否到60分  JNZ          RET0  ACALL    CLR0 ；到60分