MCS-51單片機的定時器

1、 MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)與定時單片機的中斷系統(tǒng)與定時/計數(shù)器計數(shù)器 E-mail：tongyuda_ 技術(shù)支持：技術(shù)支持：0532-830272157.1中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng) 7.1.1概述 7.1.2 AT89C51中斷系統(tǒng) 7.1.3中斷應用實例7.2定時定時/計數(shù)器及應用計數(shù)器及應用 7.2.1定時/計數(shù)器0、1 的結(jié)構(gòu)及工作原理 7.2.2定時/計數(shù)器0、1 的四種工作方式 7.2.3定時器/計數(shù)器0、1的應用 7.2.4 AT89C52定時/計數(shù)器2的結(jié)構(gòu) 7.2.5 AT89C52定時/計數(shù)器2的工作方式7.2 定時定時/計數(shù)器及應用計數(shù)器及應用定時定時/計數(shù)器的核心是一個加計數(shù)

2、器的核心是一個加1計數(shù)器。計數(shù)器。n當它對外部事件計數(shù)時，由于頻率不固定，稱之為當它對外部事件計數(shù)時，由于頻率不固定，稱之為計數(shù)器計數(shù)器;n當它對內(nèi)部固定頻率的機器周期進行計數(shù)時，稱為當它對內(nèi)部固定頻率的機器周期進行計數(shù)時，稱為定時器定時器。MCS-51單片機內(nèi)有2個16位可編程的定時器/計數(shù)器，分別為T0和T1。 7.2.1 T0、T1的結(jié)構(gòu)及工作原理的結(jié)構(gòu)及工作原理定時器/計數(shù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯圖 T0、T1核心組成部分：核心組成部分：16位的加位的加1計數(shù)器計數(shù)器定時器控制寄存器定時器控制寄存器TCON工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器TMOD7.2.1 T0、T1的結(jié)構(gòu)及工作原理的結(jié)構(gòu)及

3、工作原理（1） 加加1計數(shù)器計數(shù)器定時器定時器/計數(shù)器計數(shù)器T0由由8位特殊功能寄存器位特殊功能寄存器TH0和和TL0組成，組成，TH0為高為高8位，位，TL0為低為低8位；位； 加1計數(shù)器的初值可以通過程序進行設(shè)定，設(shè)定不同的初值，就可以獲得不同的計數(shù)值或定時時間。 對外部事件脈沖計數(shù)，是計數(shù)器； 對單片機內(nèi)部機器周期產(chǎn)生的脈沖進行計數(shù)，是定時器。 TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0TCONTR1：定時器：定時器1運行啟停控制位（可由用戶通過軟件運行啟?？刂莆唬捎捎脩敉ㄟ^軟件設(shè)置設(shè)置 ）。）。 TR1 =0：定時器：定時器1停止運行；停止運行； TR1 =1：定時器：定時器1啟

4、動運行。啟動運行。765432107.2.1 T0、T1的結(jié)構(gòu)及工作原理的結(jié)構(gòu)及工作原理（2） 定時器控制寄存器定時器控制寄存器TCONTR1TR0當當C/T=0，定時功能，定時功能當當C/T=1，計數(shù)功能，計數(shù)功能 7.2.1 T0、T1的結(jié)構(gòu)及工作原理的結(jié)構(gòu)及工作原理（3） 工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器TMODM1M0對應對應4種不同的二進制組合對種不同的二進制組合對應應4種工作方式：種工作方式： 方式方式0、方式、方式1、方式、方式2、方式、方式3 7.2.1 T0、T1的結(jié)構(gòu)及工作原理的結(jié)構(gòu)及工作原理 計數(shù)功能計數(shù)功能：對外部事件產(chǎn)生的脈沖進行計數(shù)。 當C/ =1，T0（P3.

5、4）或T1（P3.5）兩個信號引腳輸入信號脈沖發(fā)生負跳變時，加1計數(shù)器自動加1。 定時功能定時功能：對單片機內(nèi)部機器周期產(chǎn)生的脈沖進行計數(shù)。 當C/ =0，每個機器周期計數(shù)器自動加1。如果單片機的晶體頻率為12MHz，則計數(shù)頻率為1MHz，或者說計數(shù)器每加1，可實現(xiàn)1s的定時。TT定時或計數(shù)功能的選擇定時或計數(shù)功能的選擇 7.2.2 T0、T1的的4種工作方式種工作方式（1） 方式方式0當TMOD中M1M0 = 00時，定時器/計數(shù)器選定方式0進行工作。此時，選擇定時器/計數(shù)器的高8位和低5位組成一個13位的定時器/計數(shù)器。 （2） 方式方式1當TMOD中M1M0 = 01時，定時器/計數(shù)器選

6、定方式1進行工作。此時，選擇定時器/計數(shù)器的TH0和TL0構(gòu)成一個16位的定時器/計數(shù)器。 7.2.2 T0、T1的的4種工作方式種工作方式（2） 方式方式1當TMOD中M1M0 = 01時，定時器/計數(shù)器選定方式1進行工作。此時，選擇定時器/計數(shù)器的TH0和TL0構(gòu)成一個16位的定時器/計數(shù)器。 7.2.2 T0、T1的的4種工作方式種工作方式（2） 方式方式1 當作為計數(shù)器使用時，計數(shù)脈沖個數(shù)N：N = 216- x =65536 - x計數(shù)初值x是TH0、TL0設(shè)定的初值。 當作為定時器使用時，定時器的定時時間為：Td = （216- x）Tcy如果晶振頻率fosc=12MHz，則Tcy

7、 =1 s，定時范圍為165536 s。初值x是TH0、TL0設(shè)定的初值。 7.2.2 T0、T1的的4種工作方式種工作方式（3） 方式方式2工作方式0、方式1具有共同的特點，發(fā)生溢出現(xiàn)象后，需要程序不斷反復給計數(shù)器賦初值 。 TH0的內(nèi)容重新裝入TL0后，其自身保持不變。 7.2.2 T0、T1的的4種工作方式種工作方式（3） 方式方式2 當作為計數(shù)器使用時，計數(shù)脈沖個數(shù)N：N = 28- x =256 - x計數(shù)初值x是TH0、TL0設(shè)定的初值。 當作為定時器使用時，定時器的定時時間為：Td = （28- x）Tcy如果晶振頻率fosc=12MHz，則Tcy =1 s，定時范圍為1256

8、s。初值x是TH0、TL0設(shè)定的初值。 7.2.2 T0、T1的的4種工作方式種工作方式（4） 方式方式3T0和T1具有完全不同的功能 。 7.2.2 T0、T1的的4種工作方式種工作方式定時定時/計數(shù)器計數(shù)器0、1 的四種工作方式總結(jié)的四種工作方式總結(jié)方式TMOD中M1MO計數(shù)器位數(shù)定時范圍（12MHz晶振）000131-8192s101161-65536s21081-256s31181-256s7.2.3 定時定時/計數(shù)器計數(shù)器0、1的應用的應用1. 定時器定時器/計數(shù)器的初始化編程計數(shù)器的初始化編程MCS-51單片機的定時/計數(shù)器具有定時和計數(shù)功能，并可選擇4種工作方式。在使用定時器/計

9、數(shù)器前必須對其進行初始化，設(shè)置其工作方式等。初始化包括：（1）設(shè)置工作方式，即設(shè)置TMOD中的各位：GATE、C/T、M1M0。（2）計算定時/計數(shù)器的初值x，并將初值x送入TH、TL中。（3）啟動計數(shù)器工作，即將TR置1。（4）若采用中斷方式則將對應的定時/計數(shù)器及CPU開中斷。7.2.3 定時定時/計數(shù)器計數(shù)器0、1的應用的應用2. 計算計數(shù)初值計算計數(shù)初值（1）計數(shù)方式下，初值x的計算計數(shù)脈沖個數(shù)計數(shù)脈沖個數(shù)N=2n-x已知計數(shù)脈沖個數(shù)N，則初值x = 2n- N當采用工作方式0，1，2時，n分別取值13，16，8。（2）定時方式下，初值x的計算定時時間定時時間Td =(2n - x)機

10、器周期機器周期Tcy已知定時時間Td，機器周期Tcy。則初值x=2n-Td/Tcy。當采用工作方式0，1，2時，n分別取值13，16，8。例7-5：定時器/計數(shù)器T1工作于計數(shù)方式，計數(shù)脈沖個數(shù)N = 100，允許中斷，分別使用：（1）工作方式1；（2）工作方式2，進行初始化編程。 （1） 由于T1工作于計數(shù)方式GATE=0，C/T=1，T1工作于方式1，則M1M0 = 01。T0不用，TMOD的低4位取0000，則 TMOD= 01010000B = 50H工作方式1，則計數(shù)器位數(shù)n = 16。計數(shù)器初值x = 216-100=65536-100 = 65436=FF9CH。 TH1=FFH

11、; TL1=9CH分析：分析：例7-5：定時器/計數(shù)器T1工作于計數(shù)方式，計數(shù)脈沖個數(shù)N = 100，允許中斷，分別使用：（1）工作方式1；（2）工作方式2，進行初始化編程。 C51語言初始化程序如下：語言初始化程序如下：TMOD=0 x50; /*設(shè)置T1工作計數(shù)方式1*/TH1=0 xff; /*加1計數(shù)器高8位TH1賦初值FFH*/TL1=0 x9c; /*加1計數(shù)器低8位TL1賦初值9CH*/TR1=1; /*打開T1啟動開關(guān)*/ET1=1; /*T1開中斷*/EA=1; /*CPU開中斷*/例7-5：定時器/計數(shù)器T1工作于計數(shù)方式，計數(shù)脈沖個數(shù)N = 100，允許中斷，分別使用：（

12、1）工作方式1；（2）工作方式2，進行初始化編程。 匯編語言初始化程序匯編語言初始化程序1如下：如下：MOV TMOD,#50HMOV TH1,#0FFHMOV TL1,#9CHSETB TR1SETB ET1SETB EA匯編語言初始化程序匯編語言初始化程序2如下：如下：MOV TMOD,#50HMOV TH1,#0FFHMOV TL1,#9CHSETB TR1MOV IE,#84H例7-5：定時器/計數(shù)器T1工作于計數(shù)方式，計數(shù)脈沖個數(shù)N = 100，允許中斷，分別使用：（1）工作方式1；（2）工作方式2，進行初始化編程。 （2） TMOD= 01100000B = 60H計數(shù)器初值x =

13、 28-100=156=9CH。 TH1=9CH; TL1=9CH分析：分析：C51語言初始化程序如下：語言初始化程序如下：TMOD=0 x60; /*設(shè)置T1工作計數(shù)方式1*/TH1=0 x9c; /*加1計數(shù)器高8位TH1賦初值9CH*/TL1=0 x9c; /*加1計數(shù)器低8位TL1賦初值9CH*/TR1=1; /*打開T1啟動開關(guān)*/ET1=1; /*T1開中斷*/EA=1; /*CPU開中斷*/例7-5：定時器/計數(shù)器T1工作于計數(shù)方式，計數(shù)脈沖個數(shù)N = 100，允許中斷，分別使用：（1）工作方式1；（2）工作方式2，進行初始化編程。 匯編語言初始化程序匯編語言初始化程序1如下：如

14、下：MOV TMOD,#60HMOV TH1,#9CHMOV TL1,#9CHSETB TR1SETB ET1SETB EA匯編語言初始化程序匯編語言初始化程序2如下：如下：MOV TMOD,#60HMOV TH1,#9CHMOV TL1,#9CHSETB TR1MOV IE,#84H例7-6：T0工作于定時方式1，定時時間Td = 2ms，系統(tǒng)主頻fosc =12MHz，允許中斷，對T0進行初始化編程 。 分析：分析：T0工作于定時方式 GATE=0，C/T=0，T0工作于方式1，則M1M0 = 01。T1不用，TMOD的高4位取0000，則 TMOD= 00000001B =01H系統(tǒng)主頻

15、fosc =12MHz ，機器周期Tcy=1us。工作方式1，則計數(shù)器位數(shù)n = 16。計數(shù)器初值x = 216-Td/Tcy=65536-2000 =63536=F830H。 TH0=F8H; TL0=30H例7-6：T0工作于定時方式1，定時時間Td = 2ms，系統(tǒng)主頻fosc =12MHz，允許中斷，對T0進行初始化編程 。 分析：分析：C51語言初始化程序如下：語言初始化程序如下：TMOD=0 x01; /*設(shè)置T0工作計數(shù)方式1*/TH0=0 xf8; /*加1計數(shù)器高8位TH0賦初值F8H*/TL0=0 x30; /*加1計數(shù)器低8位TL0賦初值30H*/TR0=1; /*打開T

16、0啟動開關(guān)*/ET0=1; /*T0開中斷*/EA=1; /*CPU開中斷*/TMOD= 00000001B =01HTH0=F8H; TL0=30H匯編語言初始化程序匯編語言初始化程序1如下：如下：MOV TMOD,#01HMOV TH0,#0F8HMOV TL0,#30HSETB TR0SETB ET0SETB EA匯編語言初始化程序匯編語言初始化程序2如下：如下：MOV TMOD,#01HMOV TH0,#0F8HMOV TL0,#30HSETB TR0MOV IE,#84H例7-6：T0工作于定時方式1，定時時間Td = 2ms，系統(tǒng)主頻fosc =12MHz，允許中斷，對T0進行初始

17、化編程 。 要求利用定時器T0使圖中P1.0口控制的發(fā)光二極管D8進行300us亮,300us滅。系統(tǒng)主頻f =6MHz 。ORG 0000HLJMP MAIN ;轉(zhuǎn)主程序ORG 000BH ;T0中斷入口地址LJMP IT0 ;轉(zhuǎn)T0中斷服務(wù)程序ORG 0100H ;主程序首地址MAIN：MOV TMOD，#01H ;定時器0工作方式1MOV TH0，#0FFH ;T0初值設(shè)置MOV TL0，#6AHSETB TR0 ;啟動T0 SETB ET0 ;T0中斷允許SETB EA ;中斷總允許SETB P1.0SJMP $ ;等待中斷ORG 0200HIT0： MOV TH0，#0FFHMOV

18、TL0，#6AHCPL P1.0RETIEND要求利用定時器T0使圖中P1.0口控制的發(fā)光二極管D8進行300us亮,300us滅。系統(tǒng)主頻f =6MHz 。ORG 0000HLJMP MAIN ;轉(zhuǎn)主程序ORG 000BH ;T0中斷入口地址LJMP IT0 ;轉(zhuǎn)T0中斷服務(wù)程序ORG 0100H ;主程序首地址MAIN：MOV TMOD，#02H ;定時器定時器0工作方式工作方式2MOV TH0，#6AH ;T0初值設(shè)置初值設(shè)置MOV TL0，#6AHSETB TR0 ;啟動T0 SETB ET0 ;T0中斷允許SETB EA ;中斷總允許SETB P1.0SJMP $ ;等待中斷ORG

19、0200HIT0： CPL P1.0RETIEND#include sbit P1_0=P10;void main() TMOD=0 x02; /*設(shè)置設(shè)置T0工作計數(shù)方式工作計數(shù)方式2*/TH0=0 x6A; /*加加1計數(shù)器高計數(shù)器高8位位TH0賦初值賦初值*/TL0=0 x6A; /*加加1計數(shù)器低計數(shù)器低8位位TL0賦初值賦初值*/TR0=1; /*打開打開T0啟動開關(guān)啟動開關(guān)*/ET0=1; /*T0開中斷開中斷*/EA=1; /*CPU開中斷開中斷*/while(1);void Timer0(void) interrupt 1 P1_0=- P1_0;例7-7：要求利用定時器T0使

20、圖中P1.7口控制的發(fā)光二極管D8進行秒閃爍。系統(tǒng)主頻f =12MHz 。例7-7：要求利用定時器T0使圖中P1.7口控制的發(fā)光二極管D8進行秒閃爍。系統(tǒng)主頻f =12MHz 。分析：分析： 發(fā)光二極管D8進行秒閃爍，即每秒一亮一滅，亮500 ms，滅500 ms。系統(tǒng)主頻f =12MHz條件下，定時器0工作方式1，最大定時時間為65.536 ms ，取定時器0定時50ms，溢出10次實現(xiàn)500 ms定時。 T0工作方式確定：工作方式確定： GATE=0，C/T=0，T0工作于方式1，則M1M0 = 01。則 TMOD= 00000001B =01H系統(tǒng)主頻fosc =12MHz ，機器周期T

21、cy=1us。工作方式1，則計數(shù)器位數(shù)n = 16。計數(shù)器初值x = 216-Td/Tcy=65536-50000 =15536=3CB0H。 TH0=3CH; TL0=B0H例7-7：要求利用定時器T0使圖中P1.7口控制的發(fā)光二極管D8進行秒閃爍。系統(tǒng)主頻f =12MHz 。ORG 0000HLJMP MAIN ;轉(zhuǎn)主程序ORG 000BH ;T0中斷入口地址LJMP IT0 ;轉(zhuǎn)T0中斷服務(wù)程序ORG 0100H ;主程序首地址MAIN：MOV TMOD，#01H ;定時器0工作方式1MOV TH0，#3CH ;T0初值設(shè)置MOV TL0，#0B0HSETB ET0 ;T0中斷允許SETB EA ;中斷總允許MOV R7，#0AH ;50 ms 置10次SETB TR0 ;啟動T0SETB P1.7SJMP $ ;等待中斷ORG 0200HIT0： MOV TH0，#3CHMOV TL0，#0B0HDJNZ R7，LEDR CPL P1.7MOV R7，#0AH LEDR： RETIEND例7-7：要求利用定時器T0使圖中P1.7口控制的發(fā)光二極管D8進行秒閃爍。系統(tǒng)主頻f =12MHz 。void Timer0(void) interrup