第章定時計數(shù)器

第12章定時/計數(shù)器MCS-51定時器/計數(shù)器的邏輯結(jié)構(gòu)框圖2個16位定時器/計數(shù)器

——(52系列有3個16位Timer)定時器:對片內(nèi)機器時鐘(周期方波)進行計數(shù)計數(shù)器:對Tx引腳輸入的負(fù)脈沖進行計數(shù)與Timer工作有關(guān)的特殊功能寄存器：

TCON和

TMODTimer的2個特殊功能寄存器(TCON,TMOD)TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0定時器控制寄存器TCON(88H)P.330TFx:Timer0/1計數(shù)溢出標(biāo)志位。

=1計數(shù)溢出；=0計數(shù)未滿

TFx標(biāo)志位可用于申請中斷或供CPU查詢。在進入中斷服務(wù)程序時會自動清零；但在查詢方式時必須軟件清零。TRx:

Timer0/1運行控制位。

=1啟動計數(shù)；=0停止計數(shù)定時器T0/T1中斷申請過程

在已經(jīng)開放T0/T1中斷允許且已被啟動的前提下：T0/T1加滿溢出時

TF0/TF1標(biāo)志位自動置“1”

檢測到TCON中TF0/TF1變“1”后,將產(chǎn)生指令：

LCALL000BH/LCALL001BH

執(zhí)行中斷服務(wù)程序

TF0/TF1標(biāo)志位會自動清“0”,以備下次中斷申請。

定時/計數(shù)器可按片內(nèi)機器周期定時，也可對由T0/T1引腳輸入一個負(fù)脈沖進行加法計數(shù)定時器方式寄存器TMOD(89H)P.329GATE

C/T

M1M0

GATE

C/T

M1M0T1T0M1、M0：工作方式定義位(定義4種方式):C/T：計數(shù)器/定時器選擇位

=1外部事件計數(shù)器。對Tx引腳的負(fù)脈沖計數(shù)；

=0片內(nèi)時鐘定時器。對機器周期脈沖計數(shù)定時00：13位Timer——用它無益,不要記！

01：16位Timer——經(jīng)常用到

10：可自動重裝的8位Timer——經(jīng)常用到

11：T0分為2個8位Timer；T1此時不工作

——因為沒有帶來甚麼好處，幾乎無用GATE

C/TM1M0

GATE

C/TM1M0T1T0GATE門控位:Timer可由軟件與硬件兩者控制

GATE=0——普通用法

Timer的啟/停由軟件對TRx位寫“1”/“0”控制定時器方式寄存器TMOD（續(xù)）(89H)

GATE=1——門控用法

Timer的啟/停由軟件對TRx位寫“1”/“0”

和在INTx引腳上出現(xiàn)的信號的高/低共同控制定時器結(jié)構(gòu)與工作方式工作方式1：——16位的定時/計數(shù)器振蕩器12TLxTHx

(8位)(8位)TFx申請中斷Tx端TRx位GATE位INTx端≥1&C/T=0C/T=1控制=1開關(guān)接通或門與門GATE=1時，如何啟動定時計數(shù)器？

THx/TLx賦初值：THx賦高8位，TLx賦低8位工作方式1的編程要點：

TMOD選方式：寫“M1,M0”=01b選方式1

若不用門控位,直接用軟件寫TRx控制啟/停

若使用門控位，先置位TRx，然后由INTx端的高/低電平來控制其啟/停

若要允許中斷，還須先置位ETx、EA等中斷允許控制位，并編寫中斷服務(wù)程序

若不用中斷，可查詢“計數(shù)溢出標(biāo)志TFx”

的方式工作，但溢出標(biāo)志TFx須軟件清0定時器(方式1)應(yīng)用程序舉例：分析：已知fosc

=6MHz則：（振蕩周期）1Tc=1/6MHz

（機器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S

粗略地說：Tmin2S16位定時器最大數(shù)值為：216=65536=0FFFFH+1

故選擇方式1

工作可以得到：

Tmax=655362=131072S＝131.072mS例：若晶振頻率為6MHz，計算單片機的最小與最大定時時間：分析：已知fosc

=6MHz則：（機器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S

需要計數(shù)次數(shù)：100mS÷2S=5000016位定時器最大數(shù)值為：

216=65536(=0FFFFH+1)

故選擇方式1工作可以滿足要求。計算初值=M-計數(shù)值：65536－50000=15536=3CB0H例：要求對T0產(chǎn)生100mS定時進行初始化。

(晶振=6MHz)定時器(方式1)應(yīng)用程序舉例：GATEC/TM1M0GATEC/T

M1M0定時器方式寄存器TMOD由分析得知：T0選擇方式1，初值=3CB0H

XXXX00

01初始化：MOVTMOD，#01H

;選T0方式1MOVTH0，#3CH;賦初值高8位

MOVTL0，#0B0H;賦初值低8位

SETBTR0;啟動T0定時若需要定時器0產(chǎn)生中斷還應(yīng)當(dāng)寫如下語句：

SETBET0;開T0中斷允許

SETBEA;開總中斷允許以及相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。工作方式2：——8位自動重裝的定時/計數(shù)器振蕩器12TLx(8位)TFx申請中斷Tx端TRx位GATE位INTx端≥1&C/T=0C/T=1控制=1開關(guān)接通或門與門THx(8位)溢出位門開(三態(tài)門)?

THx/TLx賦相同初值

在TLx計數(shù)達(dá)到0FFH

再加“1”時，TL0

將溢出,進位位直接進入“TFx”去申請中斷,同時打開三態(tài)門，使THx中的值自動重裝(Copy)進TLx工作方式2的編程：?

TMOD寄存器選方式：寫“M1，M0”=10b

選中方式2?

其他用法與各種方式1完全相同分析：fosc

=6MHz1機器周期=2S1KHz方波周期=1mS

半個方波周期=500S500uS÷2uS=250

若選擇方式2工作,8位定時器最大數(shù)值為：

28=256=0FFH+1可以滿足要求。計算初值：256－250=6例:從P1.0腳輸出頻率=1KHz方波。設(shè)：晶振=6MHz。利用T1定時中斷。Th：半周期T：周期定時器（方式2）應(yīng)用程序舉例：

ORG0000H

AJMP

MAIN

ORG001BH

；T1的中斷矢量

CPLP1.0

；中斷服務(wù)：P1.0取非

RETI；中斷返回MAIN:

MOVTMOD，#20HMOVTH1，#6MOVTL1，#6SETBET1SETBEASETBTR1

HERE:AJMPHERE

；原地等待中斷

END初始化；選T1方式2；賦重裝值；賦初值；開T1中斷；開總中斷；啟動T1T0：組織成TL0和TH0兩個8位定時/計數(shù)器Timer工作方式3——幾乎無用T1：

不再是定時/計數(shù)器了

T1的TR1和TF1出借給TH0當(dāng)控制位使用,

剩下的TH1/TL1寄存器只能當(dāng)作普通寄存器用。定時計數(shù)器的初始化（一）初始化的步驟：1）確定定時器/計數(shù)器的工作方式、操作模式、啟動控制方式，并利用傳送指令將其寫入TMOD寄存器。2）設(shè)置定時器/計數(shù)器的初值。直接將初值寫入TH0、TL0或TH1、TL1中。3）根據(jù)要求考慮是否采用中斷方式，直接對IE位賦值。開放中斷時，對應(yīng)位置1；采用程序查詢方式時，IE中對應(yīng)位應(yīng)清0進行中斷屏蔽。4）啟動定時器/計數(shù)器工作。使用SETBTRi指令。

注意與GATAE的配合關(guān)系。2．計數(shù)初值的計算

當(dāng)T0或T1工作于定時器或計數(shù)器方式時，不同的工作方式、不同的操作模式其計數(shù)初值均不相同。若設(shè)最大計數(shù)值(溢出值)為M(模），各操作模式下的M值為：

模式0：M=213=8192

模式1：M=216=65536

模式2：M=28=256

模式3：M=28=256定時器T0分成2個獨立的8位計數(shù)器，所以TH0、TL0的M均為256。

MCS-51的兩個定時器均為加1計數(shù)器，當(dāng)加到溢出值時產(chǎn)生溢出，將TF位置l，可發(fā)出溢出中斷，因此，計數(shù)器初值X的計算式為：

X=M-計數(shù)值（通式）

T0或T1工作于定時器與計數(shù)器方式時，x的確定方法有別。1）計數(shù)器方式當(dāng)T0或T1工作于計數(shù)器方式時，計數(shù)脈沖由外部引入，它是對外部脈沖進行計數(shù)。因此計數(shù)值應(yīng)根據(jù)實際要求來確定。計數(shù)初值可采用通式計算，即：

X=M-計數(shù)值【舉例】：在方式1時，每接收100個外部事件，要求產(chǎn)生一個中斷，確定計數(shù)初值。

X=M-計數(shù)值=65536-100=65436=FF9CH1111111110011100THi=FFHTLi=9CH定時器初值計算公式：

當(dāng)T0或T1工作于定時器方式時，由于是對機器周期進行計數(shù)，故計數(shù)值應(yīng)為定時時間對應(yīng)的機器周期個數(shù)。為此，應(yīng)首先將定時時間轉(zhuǎn)換為所需要記錄的機器周期個數(shù)（計數(shù)值）。其轉(zhuǎn)換公式為：

機器周期個數(shù)（計數(shù)值）=Tc/Tp式中Tc—定時時間；Tp—機器周期，Tp=12/fosc

；fosc為機器時鐘（震蕩器）的振蕩頻率。故計數(shù)初值的計算公式為：

X=M-計數(shù)值=M-Tc/Tp=M-(TC×fosc)／12?！九e例】：請計算定時50ms所需要的定時初值。fosc=12MHz1，確定模式：選擇模式1；2，計算定時初值。X=65536-50ms/1μs=65536-50000=15536=3CB0H

即THi=3CH;TLi=B0H定時器方式1應(yīng)用舉例（習(xí)題三.3）20ms10ms10ms例1：用T1產(chǎn)生一個50Hz的對稱方波，由P1.1輸出，采用程序查詢方式，fosc=12MHz?！窘狻浚菏紫却_定工作方式、工作模式和定時初值。

1，選定時方式（C/T=0）；

2，模式1（M2M1=01);

3，方波周期T=1/50=0.02s=20ms，用T1定時10ms，

計數(shù)初值為：X=216-10×10-3×12×106／12=65536-10000=55536=D8F0H；即TH1=D8H,TL1=F0H。GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0TMOD

0001

0000源程序如下：

ORG0000hLJMPT1BUS

ORG0030hT1BUS:MOV

TMOD，#10H

；T1模式1，定時

SETBTR1

；啟動T1LOOP：MOVTH1，#0D8H

；T1計數(shù)初值

MOVTL1，#0F0H

LOOP1:JNBTF1，LOOP1

；T1沒有溢出等待

CLRTF1；產(chǎn)生溢出清標(biāo)志位

CPLP1.1；P1.1取反輸出

SJMPLOOP；循環(huán)利用中斷方式編程

ORG0000hLJMPT1MIN

ORG001BhLJMPLOOP

ORG0030hT1MIN:

MOVTMOD，#10H

；T1模式1，定時

MOVTH1，#0D8H

；T1計數(shù)初值

MOVTL1，#0F0H

SETBEA；CPU、T1開中斷

SETBET1

SETBTR1

；啟動T1T1MIN2:NOPLJMPT1MIN2ORG0100h

LOOP：MOVTH1，#0D8H

；T1計數(shù)初值

MOVTL1，#0F0H

CPLP1.1；P1.1取反輸出

RETI

定時器門控位GATE的應(yīng)用（例12-2）在通常，在TMOD中GATE=0時，只要TR0=1便啟動定時器開始計數(shù)。如果GATE=1時,TR0=1電路是否計數(shù)取決于/INT0：

/INT0=1時開始計數(shù)；/INT0=0,電路不計數(shù)。利用這一特點，可以實現(xiàn)測量外部脈沖的寬度。計數(shù)器震蕩器1/12TF0中斷計數(shù)控制T0引腳TR0GATEINT0C/T=0C/T=1MCS-51INT0

利用T0門控位測引腳上出現(xiàn)的正脈沖寬度，將所測得的高8位值存入片內(nèi)71H，低8位值存入片內(nèi)70H單元中。已知fosc=12MHz。

解題步驟：將外部脈沖接到P3.2（/INT0）上，使用T0且C/T=0；計數(shù)器TH0、TL0原始初值為00H,且設(shè)為模式1(16位),GATE設(shè)為1

；在/INT0=0時，啟動T0計數(shù)器（TR0=1);當(dāng)/INT0=1時，定時器T0開始計數(shù)；當(dāng)/INT0=0時計數(shù)停止，此時TH0、TL0中的計數(shù)值就是與脈沖寬度相對應(yīng)得數(shù)據(jù)。MCS-51INT0

啟動T0T0開始計數(shù)計數(shù)停止（TR0=1）（/INT0=1）（/INT0=0）外部脈沖測試程序如下(仍用查詢方式)

ORG0000HLJMPT0MIN

ORG0030hT0MIN:

MOVTMOD，#09H

；T0定時，模式1，

；GATE=l

MOVTL0，#00H

；T0從0000H開始計數(shù)

MOVTH0，#00H

MOVR0，#70HLOOP:JBP3.2，LOOP；等待P3.2變低

CLREACLRET1

SETBTR0

；P3.2變低，準(zhǔn)備啟動T0LOOP1:JNBP3.2，LOOP1；等待P3.2變高，啟動計數(shù)

LOOP2:JBP3.2，LOOP2；等待P3.2再次變低

CLRTR0；停止計數(shù)

MOV＠R0，TL0；存入計數(shù)值

INCR0MOV＠R0，TH0::例12-3.試編寫由P1.0輸出一個周期為2分鐘的方波信號的程序。已知fosc=12MHz。

解：此例要求P1.0輸出的方波信號的周期較長，用一個定時器無法實現(xiàn)?？刹捎枚〞r器加軟件計數(shù)的方法。方法：將T1設(shè)置為定時器方式，定時時間為10ms，工作于模式1；再利用T1的中斷服務(wù)程序作為軟件計數(shù)器實現(xiàn)一分鐘定時。T1計數(shù)初值：X=216-12×10×1000／12=55536=D8F0H。中斷服務(wù)程序所用到的地址單元安排如下：

40H單元作10ms的計數(shù)單元，計數(shù)值為1s／10ms=100次；

4lH單元作1s的計數(shù)單元，計數(shù)值為1min／1s=60次；位地址4FH作1分計時到的標(biāo)志位2m1m1mP1.0具體程序如下主程序：ORG0000HAJMP0030H

ORG001BHAJMP1100H;T1中斷ORG0030HMOVTMOD，#10H；T1定時，模式1MOVTH1，#0D8H；T1計數(shù)初值

MOVTL1，#0F0H