定時(shí)器計(jì)數(shù)器

1第5章MCS-51單片機(jī)的

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器122第5章目錄5.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)

5.1.1工作方式控制寄存器TMOD

5.1.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON5.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的4種工作方式

5.2.1方式0

5.2.2方式1

5.2.3方式2

5.2.4方式35.3對外部輸入的計(jì)數(shù)信號的要求35.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的編程和應(yīng)用

5.4.1方式1的應(yīng)用

5.4.2方式2的應(yīng)用

5.4.3方式3的應(yīng)用

5.4.4門控制位GATEx的應(yīng)用—測量脈沖寬度

5.4.5實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)4內(nèi)容概要工業(yè)檢測與控制，許多場合都要用到計(jì)數(shù)或定時(shí)功能。例如，對外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，產(chǎn)生精確的定時(shí)時(shí)間等。Mcs-51片內(nèi)有兩個(gè)可編程的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1、T0，可滿足需要。本章介紹定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)與功能，2種工作模式和4種工作方式，以及相關(guān)的2個(gè)特殊功能寄存器TMOD和TCON各位的定義及其編程，最后介紹定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的編程及應(yīng)用實(shí)例。55.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)75.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)如圖5-1所示，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0由特殊功能寄存器TH0、TL0構(gòu)成，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1由特殊功能寄存器TH1、TL1構(gòu)成。

7圖5-1AT89S51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)框圖8910具有定時(shí)器和計(jì)數(shù)器2種工作模式，4種工作方式（方式0、方式1、方式2和方式3）。屬于增計(jì)數(shù)器。TMOD用于選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的工作模式和工作方式。TCON用于控制T0、T1的啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)，同時(shí)包含了T0、T1的狀態(tài)。T0、T1不論是工作在定時(shí)器模式還是計(jì)數(shù)器模式，都是對脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，只是計(jì)數(shù)信號的來源不同。計(jì)數(shù)器模式是對加在T0（P3.4）和T1（P3.5）兩個(gè)引腳上的外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)（見圖5-1）。定時(shí)器工作模式是對單片機(jī)的時(shí)鐘振蕩器信號經(jīng)片內(nèi)101112分頻后的內(nèi)部脈沖信號計(jì)數(shù)。由于時(shí)鐘頻率是定值，所以可根據(jù)計(jì)數(shù)值可計(jì)算出定時(shí)時(shí)間。計(jì)數(shù)器的起始計(jì)數(shù)都是從計(jì)數(shù)器初值開始的。單片機(jī)復(fù)位時(shí)計(jì)數(shù)器的初值為0，也可用指令給計(jì)數(shù)器裝入一個(gè)新的初值。AT89S51的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器屬于增1計(jì)數(shù)器。5.1.1工作方式控制寄存器TMOD用于選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式和工作方式，字節(jié)地址為89H，不能位尋址，格式如圖5-2所示。12

圖5-2

TMOD格式8位分為兩組，高4位控制T1，低4位控制T0。TMOD各位的功能。（1）GATE———門控位。

0：僅由運(yùn)行控制位TRx（x

=

0,1）來控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器運(yùn)行。

1：用外中斷引腳（

或

）上的電平與運(yùn)行控制位TRx共同來控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器運(yùn)行。1213（2）M1、M0——工作方式選擇位M1、M0共有4種編碼，對應(yīng)于4種工作方式的選擇，如表5-1所示。

（3）C/—計(jì)數(shù)器模式和定時(shí)器模式選擇位13145.1.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式15

0：為定時(shí)器工作模式，對單片機(jī)的晶體振蕩器12分頻后的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。 1：為計(jì)數(shù)器工作模式，計(jì)數(shù)器對外部輸入引腳T0（P3.4）或T1（P3.5）的外部脈沖（負(fù)跳變）計(jì)數(shù)。5.1.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON字節(jié)地址為88H，可位尋址，位地址為88H～8FH。格式如圖5-3所示。圖5-3TCON格式1617在第5章已介紹與外部中斷有關(guān)的低4位。這里僅介紹與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器相關(guān)的高4位功能。（1）TF1、TF0——計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)溢出時(shí)，該位置“1”。使用查詢方式時(shí)，此位作為狀態(tài)位供CPU查詢，但應(yīng)注意查詢有效后，應(yīng)使用軟件及時(shí)將該位清“0”。使用中斷方式時(shí)，此位作為中斷請求標(biāo)志位，進(jìn)入中斷服務(wù)程序后由硬件自動(dòng)清“0”。（2）TR1、TR0——計(jì)數(shù)運(yùn)行控制位。TR1位（或TR0位）=

1，啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作的必要條件。1718TR1位（或TR0位）

=

0，停止定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作。該位可由軟件置“1”或清“0”。5.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的4種工作方式4種工作方式分別介紹如下。5.2.1方式0M1、M0=00時(shí)，被設(shè)置為工作方式0，等效邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖5-4所示（以定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1為例，TMOD.5、TMOD.4

=

00）。1819

圖5-4

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式0邏輯結(jié)構(gòu)框圖13位計(jì)數(shù)器，由TLx（x

=

0,1）低5位和THx高8位構(gòu)成。TLx低5位溢出則向THx進(jìn)位，THx計(jì)數(shù)溢出則把TCON中的溢出標(biāo)志位TFx置“1”。1920圖5-2的C/位控制的電子開關(guān)決定了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的兩種工作模式。（1）C/=0，電子開關(guān)打在上面位置，T1（或T0）為定時(shí)器工作模式，把時(shí)鐘振蕩器12分頻后的脈沖作為計(jì)數(shù)信號。（2）C/=1，電子開關(guān)打在下面位置，T1（或T0）為計(jì)數(shù)器工作模式，計(jì)數(shù)脈沖為P3.4（或P3.5）引腳上的外部輸入脈沖，當(dāng)引腳上發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器加1。GATE位狀態(tài)決定定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的運(yùn)行控制取決TRx一個(gè)條件還是TRx和

x（x

=

0,1）引腳狀態(tài)兩個(gè)條件。2021（1）GATE

=

0，A點(diǎn)（見圖5-4）電位恒為1，B點(diǎn)電位僅取決于TRx狀態(tài)。TRx

=

1，B點(diǎn)為高電平，控制端控制電子開關(guān)閉合，允許T1（或T0）對脈沖計(jì)數(shù)。TRx

=

0，B點(diǎn)為低電平，電子開關(guān)斷開，禁止T1（或T0）計(jì)數(shù)。（2）GATE

=

1，B點(diǎn)電位由（x

=

0,1）的輸入電平和TRx的狀態(tài)這兩個(gè)條件來確定。當(dāng)TRx

=

1，且=1時(shí)，B點(diǎn)才為1，控制端控制電子開關(guān)閉合，允許T1（或T0）計(jì)數(shù)。故這種情況下計(jì)數(shù)器是否計(jì)數(shù)是由TRx和兩個(gè)條件來共同控制的。235.2.2方式1當(dāng)M1、M0=01時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作于方式1，這時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的等效電路邏輯結(jié)構(gòu)如圖5-5所示。方式1和方式0的差別僅僅在于計(jì)數(shù)器的位數(shù)不同，方式1為16位計(jì)數(shù)器，由THx高8位和TLx低8位構(gòu)成（x

=

0,1），方式0則為13位計(jì)數(shù)器，有關(guān)控制狀態(tài)位的含義（GATE、C/、TFx、TRx）與方式0相同。24

24圖5-5

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式1邏輯結(jié)構(gòu)框圖265.2.3方式2由于方式0和方式1的最大特點(diǎn)是計(jì)數(shù)溢出后，計(jì)數(shù)器為全0。因此在循環(huán)定時(shí)或循環(huán)計(jì)數(shù)應(yīng)用時(shí)就存在用指令反復(fù)裝入計(jì)數(shù)初值的問題。這不僅影響定時(shí)精度，也給程序設(shè)計(jì)帶來麻煩。方式2就是針對此問題而設(shè)置的。當(dāng)M1、M0為10時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器處于工作方式2，這時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的等效邏輯結(jié)構(gòu)如圖5-6所示（以定時(shí)器T1為例，x=

1）。27定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的方式2為自動(dòng)恢復(fù)初值（初值自動(dòng)裝入）的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。TLx（x

=

0,1）作為常數(shù)緩沖器，當(dāng)TLx計(jì)數(shù)溢出時(shí)，在溢出標(biāo)志TFx置“1”的同時(shí)，還自動(dòng)將THx中的初值送至TLx，使TLx從初值開始重新計(jì)數(shù)。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的方式2工作過程如圖5-7所示。2828圖5-6

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式2邏輯結(jié)構(gòu)框圖29

圖5-7

方式2工作過程該方式可省去用戶軟件中重裝初值的指令執(zhí)行時(shí)間，簡化定時(shí)初值的計(jì)算方法，可以相當(dāng)精確地確定定時(shí)時(shí)間。29345.2.4方式3是為增加一個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器而設(shè)，使AT89S51單片機(jī)具有3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。方式3只適用于T0，T1不能工作在方式3。T1處于方式3時(shí)相當(dāng)于TR1=

0，停止計(jì)數(shù)（此時(shí)T1可用來作為串行口波特率產(chǎn)生器）。1．工作方式3下的T0TMOD的低2位為11時(shí)，T0的工作方式被選為方式3，各引腳與T0的邏輯關(guān)系如圖5-8所示。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0分為兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器TL0和TH0，TL0使用T0的狀態(tài)控制位C/、GATE、TR0、3435TF0，而TH0被固定為一個(gè)8位定時(shí)器（不能作為外部計(jì)數(shù)模式），并使用定時(shí)器T1的狀態(tài)控制位TR1和TF1，同時(shí)占用定時(shí)器T1的中斷請求源TF1。2．T0工作在方式3時(shí)T1的各種工作方式一般情況下，當(dāng)T1用作串行口的波特率發(fā)生器時(shí)，T0才工作在方式3。T0處于工作方式3時(shí)，T1可定為方式0、方式1和方式2，用來作為串行口的波特率發(fā)生器，或不需要中斷的場合。37

37圖5-8

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0方式3的邏輯結(jié)構(gòu)框圖40（1）T1工作在方式0T1的控制字中M1、M0

=

00時(shí)，T1工作在方式0，工作示意圖如圖5-9所示。

40圖5-9T0工作在方式3時(shí)T1為方式0的工作示意圖41（2）T1工作在方式1當(dāng)T1的控制字中M1、M0

=

01時(shí)，T1工作在方式1，工作示意圖如圖5-10所示。

41圖5-10T0工作在方式3時(shí)T1為方式1的工作示意圖42（3）T1工作在方式2當(dāng)T1的控制字中M1、M0

=

10時(shí)，T1的工作方式為方式2，工作示意圖如圖5-11所示。

42圖5-11

T0工作在方式3時(shí)T1為方式2的工作示意圖43（4）T1設(shè)置在方式3當(dāng)T0設(shè)置在方式3，再把T1也設(shè)成方式3，此時(shí)T1停止計(jì)數(shù)。5.3對外部輸入的計(jì)數(shù)信號的要求當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作在計(jì)數(shù)器模式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來自外部輸入引腳T0或T1。當(dāng)輸入信號產(chǎn)生負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器的值增1。每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間，都對外部輸入引腳T0或T1進(jìn)行采樣。如在第一個(gè)機(jī)器周期中采得的值為1，而在下一個(gè)機(jī)器周期中采得的值為0，則在緊跟著的再下一個(gè)機(jī)器周期S3P144期間，計(jì)數(shù)器加1。由于確認(rèn)一次負(fù)跳變要花2個(gè)機(jī)器周期，因此外部輸入的計(jì)數(shù)脈沖的最高頻率為系統(tǒng)振蕩器頻率的1/24。例如，選用6MHz頻率的晶體，允許輸入的脈沖頻率最高為250kHz。如果選用12MHz頻率的晶體，則可輸入最高頻率為500kHz的外部脈沖。對于外部輸入信號的占空比并沒有什么限制，但為了確保某一給定電平在變化之前能被采樣一次，則這一電平至少要保持一個(gè)機(jī)器周期。45故對外部輸入信號的要求如圖5-12所示，圖中，Tcy為機(jī)器周期。

45圖5-12

對外部計(jì)數(shù)輸入信號的要求465.4定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的編程和應(yīng)用4種方式，方式0與方式1基本相同，只是計(jì)數(shù)位數(shù)不同。5.4.1方式1的應(yīng)用【例5-1】假設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率采用6MHz，在P1.0引腳上輸出一個(gè)周期為2ms的方波，如圖5-13所示。46圖5-13P1.0引腳上輸出周期為2ms的方波47基本思想：方波周期T0確定，T0每隔1ms計(jì)數(shù)溢出1次，即T0每隔1ms產(chǎn)生一次中斷，CPU響應(yīng)中斷后，在中斷服務(wù)子程序中對P1.0取反,如圖5-13所示。為此要做如下幾步工作。（1）計(jì)算計(jì)數(shù)初值X

機(jī)器周期

=

2s

=

2

10?6s設(shè)需要裝入T0的初值為X，則有(216?X)210?6=1

10?3，216?X=500，X=65036。X化為十六進(jìn)制數(shù)，即：

65036

=

FE0CH

。T0的初值為TH0=FEH，TL0=

0CH。4748（2）初始化程序設(shè)計(jì)采用定時(shí)器中斷方式工作。包括定時(shí)器初始化和中斷系統(tǒng)初始化，主要是對寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相應(yīng)位進(jìn)行正確的設(shè)置，并將計(jì)數(shù)初值送入定時(shí)器中。（3）程序設(shè)計(jì)中斷服務(wù)子程序除了完成所要求的產(chǎn)生方波的工作之外，還要注意將計(jì)數(shù)初值重新裝入定時(shí)器，為下一次產(chǎn)生中斷做準(zhǔn)備。本例，主程序用一條轉(zhuǎn)至自身的短跳轉(zhuǎn)指令來代替。4849參考程序如下：

ORG 0000H

；程序入口RESET： AJMPMAIN ；轉(zhuǎn)主程序 ORG 000BH ；T0中斷入口 AJMPIT0P ；轉(zhuǎn)T0中斷處理程序IT0P

ORG0100H

；主程序入口

MAIN： MOVSP，#60H ；設(shè)堆棧指針 MOVTMOD，#01H ；設(shè)置T0為方式1定時(shí) ACALLPT0M0 ；調(diào)用初始化子程序PT0M0HERE：

AJMPHERE ；原地循環(huán)，等待中斷4950PT0M0：MOVTL0，#0CH ；T0初始化，裝初值的低8位 MOVTH0，#0FEH ；裝初值的高8位 SETBET0 ；允許T0中斷 SETBEA ；總中斷允許 SETBTR0 ；啟動(dòng)T0 RETIT0P：

MOVTL0，#0CH ；中斷子程序，T0重裝初值 MOVTH0，#0FEH CPL P1.0 ；P1.0的狀態(tài)取反 RETI程序說明：當(dāng)單片機(jī)復(fù)位時(shí)，從程序入口0000H跳向主程序MAIN處執(zhí)行。其中調(diào)用了T0初始化子程序PT0M0。5051子程序返回后，程序執(zhí)行“AJMPHERE”指令，則循環(huán)等待。當(dāng)響應(yīng)T0定時(shí)中斷時(shí)，則跳向T0中斷入口，再從T0中斷入口跳向IT0P標(biāo)號處執(zhí)行T0中斷服務(wù)子程序。當(dāng)執(zhí)行完中斷返回的指令“RETI”后，又返回?cái)帱c(diǎn)處繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)指令“AJMPHERE”。在實(shí)際的程序中，“AJMPHERE”實(shí)際上是一段主程序。當(dāng)下一次定時(shí)器T0的1ms定時(shí)中斷發(fā)生時(shí)，再跳向T0中斷入口，從而重復(fù)執(zhí)行上述過程。如CPU不做其他工作，也可用查詢方式進(jìn)行控制，程序要簡單得多。5152查詢方式參考程序：

MOV TMOD，#01H ；設(shè)置T0為方式1LOOP： MOV TH0，#0FEH ；T0置初值 MOV TL0，#0CH SETB TR0 ；接通T0LOOP1：JNB TF0，LOOP1；查TF0，TF0

=0，T0未溢出；

；TF0

=1，T0溢出， CLR TR0 ；T0溢出，關(guān)斷T0 CPL P1.0 ；P1.0的狀態(tài)求反 SJMP LOOP查詢程序雖簡單，但CPU必須要不斷查詢TF0標(biāo)志，工作效率低。5253【例5-2】系統(tǒng)時(shí)鐘為6MHz，編寫定時(shí)器T0產(chǎn)生1s定時(shí)的程序?；舅枷耄翰捎枚〞r(shí)器模式。因定時(shí)時(shí)間較長，首先確定采用哪一種工作方式。時(shí)鐘為6MHz的條件下，定時(shí)器各種工作方式最長可定時(shí)時(shí)間：方式0最長可定時(shí)15.384ms；方式1最長可定時(shí)131.072ms；方式2最長可定時(shí)512s。由上可見，可選方式1，每隔100ms中斷一次，中斷10次為1s。5354（1）計(jì)算計(jì)數(shù)初值X因?yàn)?216

?

X)

2

10?6

=

10?1，所以X

=

15536

=

3CB0H。因此TH0

=

3CH，TL0

=

B0H。（2）10次計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn)對于中斷10次的計(jì)數(shù)，采用B寄存器作為中斷次數(shù)計(jì)數(shù)器。（3）程序設(shè)計(jì)參考程序如下：

ORG 0000H

；程序運(yùn)行入口RESET：LJMPMAIN ；跳向主程序入口MAIN

ORG 000BH

；T0的中斷入口 LJMP IT0P ；轉(zhuǎn)T0中斷處理子程序IT0P

ORG 1000H

；主程序入口5455MAIN：

MOV SP，#60H ；設(shè)堆棧指針 MOV B，#0AH ；設(shè)循環(huán)次數(shù)10次 MOV TMOD，#01H ；設(shè)置T0工作在方式1定時(shí) MOV TL0，#0B0H ；給T0設(shè)初值 MOV TH0，#3CH SETB ET0 ；允許T0中斷 SETB EA ；總中斷允許 SETB TR0 ；啟動(dòng)T0HERE： SJMP HERE ；原地循環(huán)，等待中斷5556IT0P：

MOV TL0，#0B0H ；T0中斷子程序，T0重裝初值 MOV TH0，#3CH DJNZ B，RTURN ；B中斷次數(shù)計(jì)數(shù)，減1非0則 ；中斷返回

CLR TR0 ；1s定時(shí)時(shí)間到，停止T0工作 SETB F0 ；1s定時(shí)時(shí)間到標(biāo)志F0置1RTURN：RETI程序說明：不論1s定時(shí)時(shí)間是否已到，都返回到“SJMPHERE”指令處?！癝JMPHERE”指令實(shí)際是一段主程序。在這段主程序中再通過對F0標(biāo)志的判定，可知1s定時(shí)是否到，再進(jìn)行具體處理。56575.4.2方式2的應(yīng)用方式2是一個(gè)可以自動(dòng)重新裝載初值的8位計(jì)數(shù)器/定時(shí)器?？墒∪ブ匮b初值指令。當(dāng)某個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器不使用時(shí)，可擴(kuò)展一個(gè)負(fù)跳沿觸發(fā)的外中斷源。【例5-3】擴(kuò)展一個(gè)負(fù)跳沿觸發(fā)的外部中斷源，把定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0腳作為外部中斷請求輸入端，溢出標(biāo)志TF0作為外中斷請求標(biāo)志?；舅枷耄涸O(shè)為方式2（自動(dòng)裝入常數(shù)方式）計(jì)數(shù)模式，TH0、TL0初值均為0FFH。當(dāng)T0腳發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，T0計(jì)數(shù)溢出，TF0置“1”，單片機(jī)發(fā)出中斷請求。5758初始化程序：

ORG 0000H AJMP IINI ；跳到初始化程序

ORG 000BH AJMP IT0P ；跳到外中斷處理程序IINI：

MOV TMOD，#06H ；設(shè)置T0為方式2 MOVTL0，#0FFH ；設(shè)T0初值 MOVTH0，#0FFH SETBET0 ；允許T0中斷 SETBEA ；總中斷允許 SETB TR0 ；啟動(dòng)T0

……IT0P：

外中斷處理程序段

……5859程序說明：當(dāng)連接在P3.4（T0腳）的外部中斷請求輸入腳電平發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，TL0加1，產(chǎn)生溢出，TF0置“1”，向單片機(jī)發(fā)出中斷請求，同時(shí)TH0的內(nèi)容0FFH送TL0，即TL0恢復(fù)初值0FFH。P3.4腳相當(dāng)于一個(gè)負(fù)跳沿觸發(fā)的外中斷請求源輸入。對P3.5也可做類似的處理。【例5-4】當(dāng)T0（P3.4）引腳上發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，作為P1.0引腳產(chǎn)生方波的啟動(dòng)信號。開始從P1.0腳上輸出一個(gè)周期為1ms的方波，如圖5-14所示（系統(tǒng)時(shí)鐘6MHz）。5960基本思想：T0設(shè)為方式1計(jì)數(shù)，初值為FFFFH。當(dāng)外部計(jì)數(shù)輸入端T0（P3.4）發(fā)生一次負(fù)跳變時(shí)，T0加1且溢出，溢出標(biāo)志TF0置“1”，向CPU發(fā)出中斷請求，此時(shí)T0相當(dāng)于一個(gè)負(fù)跳沿觸發(fā)的外部中斷源。進(jìn)入T0中斷程序后，F(xiàn)0標(biāo)志置“1”，說明T0引腳上已接收過負(fù)跳變信號。T1定義為方式2定時(shí)。在T0引腳產(chǎn)生一次負(fù)跳變后，啟動(dòng)T1每500s產(chǎn)生一次中斷，在中斷服務(wù)子程序中對P1.0求反，使P1.0產(chǎn)生周期1ms的方波。由于省去重新裝初值指令，所以可產(chǎn)生精確的定時(shí)時(shí)間。6061

61圖5-14負(fù)跳變觸發(fā)輸出一個(gè)周期為1ms的方波62（2）計(jì)算T1的初值設(shè)T1的初值為x，則 (28

?

x)

2

10?6

=

5

10?4 x

=

28

?

250

=

6

=

06H（3）程序設(shè)計(jì)參考程序：

ORG0000H ；程序入口RESET：LJMPMAIN ；跳向主程序MAIN

ORG 000BH ；T0的中斷入口 LJMPIT0P ；轉(zhuǎn)T0中斷服務(wù)程序

ORG001BH

；T1的中斷入口

6263 LJMPIT1P ；轉(zhuǎn)T1中斷服務(wù)程序

ORG0100H

；主程序入口MAIN： MOVSP，#60H ；設(shè)堆棧指針 ACALLPT0M2 ；調(diào)用對T0，T1初始化子程序LOOP：

MOVC，F(xiàn)0 ；T0是否產(chǎn)生過中斷，若產(chǎn)生 ；過，F(xiàn)0置1 JNC LOOP ；T0未產(chǎn)生中斷，C=0，則跳 ；到LOOP，等待T0中斷 SETBET1 ；允許T1產(chǎn)生定時(shí)中斷 SETBTR1 ；啟動(dòng)T1HERE： AJMPHERE6364PT0M2：MOVTMOD，#26H ；對T0，T1初始化，T0方式1 ；計(jì)數(shù)，T1方式2定時(shí) MOVTL0，#0FFH ；T0置初值 MOVTH0，#0FFH SETBET0 ；允許T0中斷 MOVTL1，#06H ；T1置初值 MOVTH1，#06H CLR F0 ；把T0已發(fā)生中斷標(biāo)志F0清0 SETBEA ；總中斷允許 SETBTR0 ；啟動(dòng)T0 RET6465IT0P：

CLR TR0 ；T0中斷服務(wù)程序，停止T0計(jì)數(shù) SETB F0；把T0引腳接收過負(fù)脈沖標(biāo)志F0置1， ；即接收過負(fù)跳變 RETIIT1P：

CPL P1.0 ；T1中斷服務(wù)程序，P1.0位取反 RETI程序說明：當(dāng)單片機(jī)復(fù)位時(shí)，從0000H跳向主程序MAIN處執(zhí)行程序。其中調(diào)用了對T0，T1初始化子程序PT0M2。子程序返回后執(zhí)行標(biāo)號LOOP處指令，循環(huán)等待T0引腳上負(fù)脈沖的到來。由于負(fù)脈沖到來的標(biāo)志位F0的復(fù)位初始值為0，所以程序就在標(biāo)號LOOP處循環(huán)等待。6566當(dāng)T0（P3.4）腳發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，由于T0計(jì)數(shù)溢出，則跳向T0中斷服務(wù)子程序。此時(shí)停止T0計(jì)數(shù)，并把T0引腳接收過負(fù)脈沖的標(biāo)志F0置1。當(dāng)中斷返回時(shí)，由于F0已被置1，則程序跳出LOOP處的循環(huán)等待。此時(shí)執(zhí)行指令來允許T1中斷，并啟動(dòng)T1定時(shí)，然后執(zhí)行“AJMPHERE”指令，循環(huán)等待，等待T1的500s定時(shí)中斷到來。當(dāng)T1的500s定時(shí)中斷產(chǎn)生時(shí)，則進(jìn)入T1的中斷服務(wù)子程序IT1P，把P1.0腳電平取反。由于是自動(dòng)裝初值，省去對T1重裝初值指令。中斷返回后，到“AJMPHERE”處等待T1的500s定時(shí)中斷。如此重復(fù)，即得到圖5-14波形。6667【例5-5】

利用定時(shí)器T1的方式2計(jì)數(shù)，每計(jì)滿100個(gè)數(shù)，將P1.0取反。本例是方式2計(jì)數(shù)模式的應(yīng)用舉例。（1）選擇工作方式外部信號由T1（P3.5）引腳輸入，每發(fā)生一次負(fù)跳變計(jì)數(shù)器便加1，每輸入100個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器將產(chǎn)生溢出中斷，在中斷服務(wù)程序中將P1.0取反一次。T1工作在方式2的控制字TMOD

=

60H。不使用T0時(shí)，TMOD低4位任取，但不能使T0為方式3，這里取全0。（2）計(jì)算T1的初值

X

=

28

?

100

=

156

=

9CHTL1的初值為9CH，重裝初值寄存器TH1

=

9CH。6768（3）參考程序：

ORG 0000H

；程序運(yùn)行入口 LJMP MAIN ；跳向主程序MAIN

ORG 001BH

；T1中斷服務(wù)程序入口 CPL P1.0 ；P1.0位取反 RETI

ORG 0100H

；主程序入口MAIN： MOV TMOD，#60H ；設(shè)置T1為方式2計(jì)數(shù) MOV TL0，#9CH ；T0置初值 MOV TH0，#9CH SETB TR1 ；啟動(dòng)T1HERE： AJMP HERE END6869程序說明：由于T1的中斷服務(wù)子程序只有兩條指令，不超過8個(gè)字節(jié)，所以進(jìn)入T1中斷服務(wù)程序入口后，沒有選擇再跳轉(zhuǎn)。5.4.3方式3的應(yīng)用方式3下的T0和T1大不相同。T0工作在方式3，TL0和TH0被分成兩個(gè)獨(dú)立的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。其中，TL0可作為8位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，而TH0只能作為8位的定時(shí)器。此時(shí)T1只能工作在方式0、1或2。一般情況下，當(dāng)T1用作串行口波特率發(fā)生器時(shí)，T0才設(shè)置為方式3。此時(shí)，常把定時(shí)器T1設(shè)置為方式2，用作波特率發(fā)生器。6970【例5-6】假設(shè)某MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的兩個(gè)外部中斷源已被占用，設(shè)置T1工作在方式2，用作波特率發(fā)生器。現(xiàn)要求增加一個(gè)外部中斷源，并控制P1.0引腳輸出一個(gè)5kHz（周期為200s）的方波。設(shè)時(shí)鐘為12MHz?；舅枷耄涸O(shè)置TL0工作在方式3計(jì)數(shù)模式，TL0的初值設(shè)為0FFH，當(dāng)檢測到T0腳信號出現(xiàn)負(fù)跳變時(shí)，TL0溢出，同時(shí)向CPU申請中斷，這里T0腳作為一個(gè)負(fù)跳沿觸發(fā)的外部中斷請求輸入端。在中斷處理子程序中，啟動(dòng)TH0，TH0事先被設(shè)置為方式3的100s定時(shí)，從而控制P1.0輸出周期為200s的方波信號，如圖5-15所示。7071

71圖5-15定時(shí)器P1.0輸出的方波信號72（1）初值X計(jì)算TL0的初值設(shè)為0FFH。5kHz方波的周期為200s，因此TH0的定時(shí)時(shí)間為100s。初值X計(jì)算：(28

?

X)

1

10?6

=

1

10?4 X

=

28

?

100

=

156

=

9CH（2）程序設(shè)計(jì)

ORG 0000HLJMP MAIN

ORG 000BH ；TL0中斷入口，TL0使用T0的中斷LJMPTL0INT ；跳向TL0中斷服務(wù)程序，

TL0占用T0中斷

7273

ORG001BH ；TH0中斷入口，T1為方式3時(shí)，TH0 ；使用了T1的中斷 LJMPTH0INT ；跳向TH0中斷服務(wù)程序

ORG0100H ；主程序入口MAIN：

MOV TMOD，#27H ；T0方式3，T1方式2定時(shí)作串 ；行口波特率發(fā)生器 MOV TL0，#0FFH ；置TL0初值 MOV TH0，#9CH ；置TH0初值 MOV TL1，#datal ；TL1裝入串口波特率常數(shù) MOV TH1，#datah ；TH1裝入串口波特率常數(shù) MOV TCON，#55H ；允許T0中斷

7374 MOV IE，#9FH ；設(shè)置中斷允許，總中斷允許，

；TH0、TL0中斷允許HERE：

AJMPHERE

；循環(huán)等待TL0INT：MOVTL0，#0FFH ；TL0中斷服務(wù)處理子程序，TL0

；重新裝入初值 SETBTR1 ；開始啟動(dòng)TH0定時(shí) RETITH0INT：MOVTH0，#9CH ；TH0中斷服務(wù)程序，TH0重新 ；裝入初值 CPL P1.0 ；P1.0位取反輸出 RETI 74755.4.4門控制位GATEx的應(yīng)用—測量脈沖寬度介紹門控制位GATE的具體應(yīng)用，測量

（P3.3）引腳上正脈沖的寬度?！纠?-7】門控位GATE1可使T1的啟動(dòng)計(jì)數(shù)受的控制，當(dāng)GATE1

=

1，TR1=1時(shí)，只有

INT1*引腳輸入高電平時(shí)，T1才被允許計(jì)數(shù)。可測量

引腳（P3.3）上正脈沖的寬度。其方法如圖5-16所示。

75圖5-16利用GATE位測量正脈沖的寬度76參考程序：

ORG 0000HRESET：AJMPMAIN ；復(fù)位入口轉(zhuǎn)主程序

ORG0100H

；主程序入口MAIN：

MOV SP，#60H MOV TMOD，#90H ；向TMOD寫控制字，T1為方 ；式1定時(shí)，GATE1

=

1 MOV TL1，#00H MOV TH1，#00HLOOP0：JB P3.3，LOOP0 ；等待

低

SETBTR1 ；如

為低，啟動(dòng)T17677LOOP1：JNBP3.3，LOOP1；等待

升高LOOP2：JBP3.3，LOOP2；為高，此時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)， ；等待

降低

CLRTR1；停止T1計(jì)數(shù) MOV A，TL1；T1計(jì)數(shù)值送A ；將T1計(jì)數(shù)值送顯示器

…… END執(zhí)行以上程序，使

引腳上出現(xiàn)的正脈沖寬度以機(jī)器周期數(shù)的形式顯示在顯示器上。77將A中的T1計(jì)數(shù)值送到顯示器顯示785.4.5實(shí)時(shí)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)介紹使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘。1．實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的基本思想最小計(jì)時(shí)單位是秒，如何獲得1s的定時(shí)時(shí)間呢？從前面介紹知，定時(shí)器方式1，最大定時(shí)時(shí)間也只能131ms?？蓪⒍〞r(shí)器的定時(shí)時(shí)間定為100ms，中斷方式進(jìn)行溢出次數(shù)的累計(jì)，計(jì)滿10次，即得秒計(jì)時(shí)。而計(jì)數(shù)10次可用循環(huán)程序的方法實(shí)現(xiàn)。初值的計(jì)算如例5-2。片內(nèi)RAM規(guī)定3個(gè)單元為秒、分、時(shí)單元:42H：“秒”單元；41H：“分”單元；40H：“時(shí)”單元7879從秒到分，從分到時(shí)是通過軟件累加并比較來實(shí)現(xiàn)。要求每滿1秒