單片機(jī)原理及應(yīng)用(第6章 ) 89C51的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器

1、第第6 6章章 89C5189C51的定時(shí)器的定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器&兩個(gè)可編程的定時(shí)器兩個(gè)可編程的定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1T1、T0T0。& 2 2種種工作模式工作模式：。（1 1）計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器工作模式工作模式（2 2）定時(shí)器定時(shí)器工作模式工作模式& 4 4種種工作方式工作方式( (方式方式0-0-方式方式3 35.1 5.1 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與工作原理計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與工作原理加一計(jì)數(shù)器加一計(jì)數(shù)器5.2 5.2 定時(shí)計(jì)數(shù)器的控制與工作方式（寄存器定時(shí)計(jì)數(shù)器的控制與工作方式（寄存器TMODTMOD、TCONTCON） M1M2 0 0 方式方式0 (1

2、3位位) 0 1 方式方式1 (16位位) 1 0 方式方式2(8位位,自動(dòng)自動(dòng)重裝重裝) 1 1 方式方式3(T0,2個(gè)個(gè)8位位)計(jì)數(shù)器模式和定計(jì)數(shù)器模式和定時(shí)器模式選擇位時(shí)器模式選擇位0：定時(shí)器模式。定時(shí)器模式。1：計(jì)數(shù)器模式。計(jì)數(shù)器模式。 門控位門控位 0：僅：僅以以TRX（X=0,1）來來啟動(dòng)定時(shí)器啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器運(yùn)行。計(jì)數(shù)器運(yùn)行。1：用引腳用引腳INT0* (或或INT1*)來啟動(dòng)定時(shí)器來啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器運(yùn)行。計(jì)數(shù)器運(yùn)行。1、控制、控制 (1)TF1、TF0計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位(2) TR1、TR0定時(shí)計(jì)數(shù)運(yùn)行控制位定時(shí)計(jì)數(shù)運(yùn)行控制位1：啟動(dòng)啟動(dòng) 0：停止停止 IT0/I

3、T1選擇外中斷請求選擇外中斷請求 IT0=0 為為電平觸發(fā)電平觸發(fā)方式。方式。IT0=1 為為跳沿觸發(fā)跳沿觸發(fā)方式。方式。 可由軟件置可由軟件置“1”或清或清“0”。 IE0=0、IE1=0 無外部中斷請求無外部中斷請求。IE0=1、 IE1=1，外部中斷外部中斷0、1有中斷請求。有中斷請求。當(dāng)當(dāng)CPU響應(yīng)該中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，響應(yīng)該中斷，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序時(shí)，由硬件清由硬件清“0”IE0。 2 2、4 4種工作方式種工作方式 方式方式0 0 M1M1、M0M0為為00 00 ，定時(shí)器，定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的框圖：計(jì)數(shù)器的框圖： 方式方式1 1 M1M1、M0M0=01=01，1616位位的

4、計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器 方式方式2 2 M1M1、M0=M0=1010 計(jì)數(shù)滿后自動(dòng)裝入計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)滿后自動(dòng)裝入計(jì)數(shù)初值 , , 等效框圖如下：等效框圖如下： 方式方式2工作過程圖工作過程圖定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的方式計(jì)數(shù)器的方式2 2工作過程如圖工作過程如圖6-6-7(X=0,1)7(X=0,1)。省去用戶軟件中重裝初省去用戶軟件中重裝初值的程序，精確的定時(shí)。值的程序，精確的定時(shí)。圖圖6-76-7 4 4 方式方式3 3 &方式方式3 3中中 T0 T0分成兩個(gè)的分成兩個(gè)的8 8位定時(shí)器位定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器器: :TL0TL0、TH0TH0與與T1T1構(gòu)成構(gòu)成3 3個(gè)定時(shí)器個(gè)定時(shí)器/

5、/計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。& 方式方式3 3只適用于只適用于 T0T0，不適用于，不適用于T1T1， 若若T1T1工工作于方式作于方式3 3時(shí)相當(dāng)于時(shí)相當(dāng)于TR1=0TR1=0，停止計(jì)數(shù)。停止計(jì)數(shù)。& 方式方式3 3時(shí)時(shí)T1T1可工作于方式可工作于方式0 0、方式、方式1 1和方式和方式2 2，作波特率發(fā)生器（或不需中斷的場合）作波特率發(fā)生器（或不需中斷的場合）1 1) ) 工作方式工作方式3 3下的下的T0T0 T0T0分為兩個(gè)獨(dú)立的分為兩個(gè)獨(dú)立的8 8位計(jì)數(shù)器位計(jì)數(shù)器: :TL0TL0、TH0TH0 4 方式方式3T0T0為方式為方式3 3時(shí)時(shí) F T1T1可定為方式可定為方式0

6、0、方式、方式1 1和方式和方式2 2 F 用作串行口的波特率發(fā)生器用作串行口的波特率發(fā)生器（Baud rate generator ），即作為串口數(shù)據(jù)傳送時(shí)的時(shí)鐘信號。F 或不需要中斷的場合（因?yàn)榛虿恍枰袛嗟膱龊希ㄒ驗(yàn)門F0TF0、TF1TF1 均被均被T0T0占用）。占用）。（1 1）T1T1工作在方式工作在方式0 0 2 2) )工作在方式工作在方式3 3下的下的T1T1 （2 2） T1T1工作在方式工作在方式1 1 （3 3） T1T1工作在方式工作在方式2 2 INT0INT1T0T1和中斷系統(tǒng)的連接P3.4 T0P3.5 T1TR0TR1P3.2 INT0P3.3 INT15.

7、3 5.3 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的編程和應(yīng)用計(jì)數(shù)器的編程和應(yīng)用1 1）、編程步驟：）、編程步驟：（1 1）設(shè)置工作方式）設(shè)置工作方式（2 2）裝入計(jì)數(shù)）裝入計(jì)數(shù)初值初值（3 3）開中斷）開中斷（4 4）啟動(dòng)計(jì)數(shù)）啟動(dòng)計(jì)數(shù)1、初始化、初始化（1）計(jì)數(shù)時(shí)的初值計(jì)算：）計(jì)數(shù)時(shí)的初值計(jì)算：X=M（模值）（模值）-要計(jì)數(shù)的值要計(jì)數(shù)的值（2）定時(shí)時(shí)的計(jì)數(shù)初值計(jì)算：）定時(shí)時(shí)的計(jì)數(shù)初值計(jì)算：X=M（模值）（模值）-定時(shí)時(shí)間（要計(jì)數(shù)的時(shí)間）定時(shí)時(shí)間（要計(jì)數(shù)的時(shí)間）/定時(shí)脈沖周期定時(shí)脈沖周期 （ 每計(jì)一次數(shù)的時(shí)間）每計(jì)一次數(shù)的時(shí)間）* 注：定時(shí)脈沖周期注：定時(shí)脈沖周期=12/fosc 定時(shí)、計(jì)數(shù)的初值計(jì)算：定

8、時(shí)、計(jì)數(shù)的初值計(jì)算： 舉例說明計(jì)數(shù)初值的計(jì)算假設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率采用假設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率采用6 6MHzMHz，要求產(chǎn)生要求產(chǎn)生10ms10ms定時(shí)，試定時(shí)，試分別計(jì)算定時(shí)器在方式分別計(jì)算定時(shí)器在方式0、1、2時(shí)的初值。時(shí)的初值。X = X = 2 21 13 3 10ms10ms(12126Mhz) = = 2 21 13 3-5000-5000 =3192D =3192D X X = = 2 28 8 10ms10ms(12126Mhz) = = 2 28 8 -5000-5000 =-4744=-4744 說明不能采用方式說明不能采用方式2 2產(chǎn)生產(chǎn)生10ms10ms 定定時(shí)。時(shí)。 X = 21

9、6 10ms(126Mhz) = 216 -5000 =60536D = 0EC78 (1)方式方式0的初值的初值X(2)方式方式1的初值的初值X（3）方式）方式2的初值的初值X 2）、最大定時(shí)時(shí)間的計(jì)算假設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率采用假設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率采用6 6MHzMHz，試分別計(jì)算定試分別計(jì)算定時(shí)器在方式時(shí)器在方式0 0、1 1、2 2時(shí)的最大定時(shí)時(shí)間。時(shí)的最大定時(shí)時(shí)間。 分析分析 X=M（模值）（模值）-定時(shí)時(shí)間定時(shí)時(shí)間 /定時(shí)脈沖周期定時(shí)脈沖周期 ,式中式中X=0.即：定時(shí)時(shí)間即：定時(shí)時(shí)間max =M定時(shí)脈沖周期定時(shí)脈沖周期 ,故：故：（1）方式）方式0的最大定時(shí)時(shí)間：的最大定時(shí)時(shí)間：T= 2 2

10、1 13 3 12126Mhz=16.384msms（2）方式）方式1的最大定時(shí)時(shí)間：的最大定時(shí)時(shí)間：T= 2 21 16 6 12126Mhz=131.027msms（3）方式）方式2的最大定時(shí)時(shí)間：的最大定時(shí)時(shí)間：T= 2 28 8 12 126Mhz= 512us512us 4 4）、）、初始化編程舉例例例5-15-1 T1 T1、方式方式1、定時(shí)定時(shí)50ms,50ms,軟件啟動(dòng)、允許中斷（設(shè)軟件啟動(dòng)、允許中斷（設(shè)fosc=12MHZ),fosc=12MHZ),編寫初始化程序段編寫初始化程序段P3.4 T0P3.5 T1TR0TR1P3.2 INT0P3.3 INT11 1、編程步驟：、

11、編程步驟：（1 1）設(shè)置工作方式）設(shè)置工作方式（2 2）裝入計(jì)數(shù)）裝入計(jì)數(shù)初值初值（3 3）開中斷（）開中斷（位編位編程或字節(jié)編程）程或字節(jié)編程）（4 4）啟動(dòng)計(jì)數(shù)）啟動(dòng)計(jì)數(shù)例例5-25-2 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0T0對對T0T0引腳（引腳（P3.4)P3.4)出現(xiàn)的脈沖計(jì)數(shù)，每計(jì)出現(xiàn)的脈沖計(jì)數(shù)，每計(jì)數(shù)數(shù)100100個(gè)脈沖向個(gè)脈沖向CPUCPU中斷一次、中斷一次、設(shè)用軟件啟動(dòng)，設(shè)用軟件啟動(dòng)，編寫初始編寫初始化程序段。化程序段。P3.4 T0P3.5 T1TR0TR1P3.2 INT0P3.3 INT11 1、編程步驟：、編程步驟：（1 1）設(shè)置工作方式）設(shè)置工作方式（2 2）裝入計(jì)數(shù)）裝入計(jì)數(shù)初值初

12、值（3 3）開中斷（）開中斷（位編位編程或字節(jié)編程）程或字節(jié)編程）（4 4）啟動(dòng)計(jì)數(shù)）啟動(dòng)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)時(shí)的初值計(jì)算：計(jì)數(shù)時(shí)的初值計(jì)算：X=M（模值）（模值）-要計(jì)數(shù)的數(shù)值要計(jì)數(shù)的數(shù)值 分配存儲(chǔ)空間分配存儲(chǔ)空間 主程序主程序 中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序 X X= = 2 21616 10ms10ms(121212Mhz) = = 2 21616 -10000-10000 =55536=55536 =0D8F0H =0D8F0H 所以所以: :T0T0的初值為的初值為： TH0=D8TH0=D8H H TL0=TL0=F0HF0H 例例5-3（定時(shí)）：（定時(shí)）： T0定時(shí)，在定時(shí)，在P1.7輸出輸出50

13、HZ （20ms)方波，方波，設(shè)晶振頻率設(shè)晶振頻率12MHZ（分別（分別 采用中斷采用中斷、查詢方式編程）、查詢方式編程）主程序：主程序： 設(shè)置工作方式設(shè)置工作方式 裝入計(jì)數(shù)初值裝入計(jì)數(shù)初值 開中斷開中斷 啟動(dòng)計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù) 等待中斷請求等待中斷請求 2、定時(shí)、定時(shí)/計(jì)數(shù)應(yīng)用舉例計(jì)數(shù)應(yīng)用舉例(定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)舉例）計(jì)數(shù)舉例）(1)計(jì)算初值計(jì)算初值X(2) 程序設(shè)計(jì)（觀察下頁圖）程序設(shè)計(jì)（觀察下頁圖） ORG 0000H ORG 0000H AJMP AJMP MAIN MAIN ORG 000BHORG 000BH AJMPAJMP IT0PIT0P ORGORG 0100H0100HMAINMA

14、IN: : MOV SP,#60HMOV SP,#60H MOV TMOD,#01H MOV TMOD,#01H MOV TL0 MOV TL0,#0F0H,#0F0H MOV TH0MOV TH0,#0D8H,#0D8H SETB SETB TR0 TR0 SETB ET0 SETB ET0 SETB EA SETB EA HERE: AJMP HEREHERE: AJMP HERE ITOP:ITOP: MOV TL0 MOV TL0,#0F0H,#0F0H MOV TH0MOV TH0,#0D8H,#0D8H CPL CPL P1.7P1.7 RETIRETI ENDEND數(shù)時(shí)間）定時(shí)脈

15、沖周期（每次計(jì)間）定時(shí)總時(shí)間（總計(jì)數(shù)時(shí) 2MXP3.4 T0P3.5 T1TR0TR1P3.2 INT0P3.3 INT1TL0 TH0TF0設(shè)置設(shè)置T0工作方式工作方式裝入計(jì)數(shù)初值裝入計(jì)數(shù)初值開中斷開中斷啟動(dòng)計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù) 000BPC跳轉(zhuǎn)到主程序跳轉(zhuǎn)到主程序0000 0001 跳轉(zhuǎn)到跳轉(zhuǎn)到INT00003跳轉(zhuǎn)到跳轉(zhuǎn)到T1 001B跳轉(zhuǎn)到跳轉(zhuǎn)到T0000B 跳轉(zhuǎn)到跳轉(zhuǎn)到INT10013 串口中斷串口中斷0023 例例5-4（計(jì)數(shù)）：（計(jì)數(shù)）： 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)/定時(shí)器定時(shí)器T1對對T1引腳計(jì)數(shù)，引腳計(jì)數(shù)，每計(jì)數(shù)每計(jì)數(shù)100個(gè)脈沖，個(gè)脈沖，在在P1.0輸出一個(gè)正脈沖輸出一個(gè)正脈沖 。X X= = 2 2

16、8 8 100100 = = 156 156 = 9CH= 9CH 主程序：主程序： 設(shè)置工作方式設(shè)置工作方式 裝入計(jì)數(shù)初值裝入計(jì)數(shù)初值 開中斷開中斷 使使P1.0P1.0輸出輸出0 0電平電平 啟動(dòng)計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù) 等待中斷請求等待中斷請求 分配存儲(chǔ)空間分配存儲(chǔ)空間 主程序主程序 中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序 (1)計(jì)算初值計(jì)算初值X(2)程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) ORG 0000H ORG 0000H AJMP AJMP MAIN MAIN ORG ORG 001BH001BH AJMPAJMP IT1PIT1P ORGORG 0100H0100HMAINMAIN: : MOV SP,#60HMOV SP

17、,#60H MOV TMOD,#01H MOV TMOD,#01H MOV TL0 MOV TL0,#9CH,#9CH MOV TH0MOV TH0,#9CH,#9CH SETB SETB ET1ET1 SETB EA SETB EA CLR P1.0CLR P1.0 SETB TR1 SETB TR1 HERE: AJMP HEREHERE: AJMP HERE IT1PIT1P: : SETB P1.0SETB P1.0 NOPNOP NOPNOP CLR P1.0CLR P1.0 RETIRETI END END (2)程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) (1)計(jì)算初值計(jì)算初值X 分配存儲(chǔ)空間分配存儲(chǔ)空間

18、 主程序主程序 中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP DVT0 ORG 0030H 主程序：主程序： 設(shè)置工作方式設(shè)置工作方式 裝入計(jì)數(shù)初值裝入計(jì)數(shù)初值 開中斷開中斷 設(shè)置中斷次數(shù)設(shè)置中斷次數(shù) 使使P1P1口口D0D0燈亮燈亮 啟動(dòng)計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù) 等待中斷請求等待中斷請求 MAIN:MOV SP,#60H MOV TMOD,#01H MOV TH0,#9EH MOV TL0,#58HSETB ET0 SETB EA R2,#20H MOV A,#0FEHMOV P1，ASETB TR0 SJMP $ DVT0: DJNZ R2, RTN

19、RL AMOV P1，A MOV R2，#20RTN:MOV TH0,#9EH MOV TL0,#58HRETI END 設(shè)置工作方式設(shè)置工作方式 裝入計(jì)數(shù)初值裝入計(jì)數(shù)初值開中斷開中斷 啟動(dòng)計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù) (2)程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì) (1)計(jì)算初值計(jì)算初值X=0000H 分配存儲(chǔ)空間分配存儲(chǔ)空間 主程序主程序 T0P3.4INT0 TF1主程序：主程序： 設(shè)置工作方式設(shè)置工作方式 裝入計(jì)數(shù)初值裝入計(jì)數(shù)初值開中斷開中斷（無需開中斷）（無需開中斷） 設(shè)置存儲(chǔ)脈沖寬度的地址指針設(shè)置存儲(chǔ)脈沖寬度的地址指針 等待等待INT0INT0變低變低 開啟開啟TR0(TR0(并未啟動(dòng)計(jì)數(shù)）并未啟動(dòng)計(jì)數(shù)） INT0 INT0一旦變高，則啟動(dòng)計(jì)數(shù)一旦變高，則啟動(dòng)計(jì)數(shù) INT0 INT0一旦變低，則停止計(jì)數(shù)一旦變低，則停止計(jì)數(shù) INTO=0 INTO=0則將計(jì)數(shù)器則將計(jì)數(shù)器TL0TH0TL0TH0存于指定存儲(chǔ)單元存于指定存儲(chǔ)單元查詢查詢INT0=0實(shí)例 設(shè)89C51單片機(jī)的工作頻率為6Mhz，利用T0中斷擴(kuò)展方式產(chǎn)生1s定時(shí)，當(dāng)1s定時(shí)到，從P1.0輸出低電平點(diǎn)亮發(fā)光二極管，每產(chǎn)生一次中斷，P1.7取反一次。電路圖12MHzC230pC130pXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/A