單片機計數(shù)器定時器

單片機計數(shù)器定時器第一頁，共二十二頁，2022年，8月28日圖4.1定時器／計數(shù)器結(jié)構(gòu)框圖

T0、T1的使用方法通過訪問SFR中的TMOD、TCON、TL0、TH0、TL1、TH1實現(xiàn)。第二頁，共二十二頁，2022年，8月28日1.工作方式控制寄存器——TMODTMOD的格式：字節(jié)地址為89H，不支持位尋址。

TMOD的各個位的意義：8位分為兩組，高4位控制T1，低4位控制T0。

GATE位：門控位。

GATE=1時：T0、T1是否計數(shù)受外部引腳輸入電平的控制。/INT0引腳控制T0運 行；

/INT1引腳控制T1運行。GATE＝0時：定時器／計數(shù)器的運行不受外部輸入引腳/INT0、/INT1的控制。

第三頁，共二十二頁，2022年，8月28日C／*T=0:為定時器模式。內(nèi)部計數(shù)器對晶振脈沖12分頻后的脈沖計數(shù)，該脈沖的周期等于機器周期。即對機器周期進行計數(shù)。若選擇12MHz晶振，則計數(shù)頻率為1MHz，從計數(shù)值便可求得計數(shù)的時間，所以稱為定時器模式；C／*T=1:設置為計數(shù)器模式.

計數(shù)器對外部輸入引腳T0（P3.4腳）或T1（P3.5腳）的外部脈沖（負跳變）計數(shù)，允許最高計數(shù)頻率為晶振頻率的1/24。

M1、M0位：4種工作方式選擇位。

第四頁，共二十二頁，2022年，8月28日2．定時器／計數(shù)器控制寄存器TCONTCON的字節(jié)地址為88H，支持位尋址，位地址為88H～8FH，TCON的格式如下：TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0低4位與外部中斷有關(guān)，將在第六章中介紹。高4位的功能如下：

TF1：T1計數(shù)溢出標志位。當T1計數(shù)溢出時，由硬件置1，申請中斷。進入中斷服務程序后被硬件自動清0。

TF0：T0計數(shù)溢出標志位。當T0計數(shù)溢出時，由硬件置1，申請中斷。進入中斷服務程序后被硬件自動清0。

TR1：T1計數(shù)運行控制位。控制方式結(jié)合不同的工作模式討論。

TR0位：T0計數(shù)運行控制位?？刂品绞浇Y(jié)合不同的工作模式討論。

第五頁，共二十二頁，2022年，8月28日4．2定時器/計數(shù)器的四種工作方式

1．方式0

當M1、MO為00時，定時器／計數(shù)器被選為工作方式0，這時定時器／計數(shù)器的等效框圖如圖4－2所示（以定時器／計數(shù)器T1為例）

第六頁，共二十二頁，2022年，8月28日定時器／計數(shù)器工作在方式0時，為13位的計數(shù)器，由TL1的低5位和TH1的8位所構(gòu)成。TL1低5位溢出向TH1進位，TH1計數(shù)溢出置位TCON中的溢出標志位TF1。GATE位的狀態(tài)決定定時器／計數(shù)器運行控制取決于TR1一個條件還是TR1和INT1引腳這兩個條件。當GATE=0時，A點（見圖4－2）電位恒為1，則只要TR1被置為1，B點電位即為1，定時器／計數(shù)器被控制為允許計數(shù)，即定時器／計數(shù)器的計數(shù)控制僅由TR1的狀態(tài)確定（TR1=1計數(shù)，TR1=0停止計數(shù)）。當GATE＝1時，B點電位由INT1輸入電平和TR1的狀態(tài)確定，當TRX=1，且/INT1＝1時，B點電平才為1，才允許定時器／計數(shù)器計數(shù)，故這種情況下計數(shù)控制由TR1和/INT1個條件控制。T0工作于方式0時的情形與T1相同。第七頁，共二十二頁，2022年，8月28日2．方式1

當M1、M0為01時，定時器／計數(shù)器工作于方式1，這時定時器／計數(shù)器的等效電路如圖4—3所示（以定時器／計數(shù)器T1為例）。

第八頁，共二十二頁，2022年，8月28日應用舉例： 利用T0工作于方式1，在P1.0、P1.1輸出兩路相位相反、頻率為50HZ、占空比為50%的方波信號。（fosc=12MHz）

求T1的初值X：（65536-X）*10-6=10-2X=55536=0D8F0H算法： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN： MOV SP，#0EFH LCALL INI_T0WAIT: JNB TF0,WAIT CLR TF0 MOV TH0,#0D8H MOV TL0,#0F0H CPL P1.0 MOV C,P1.0 CPL C MOV P1.1,C LJMP WAITINIT_T0: MOV TMOD,#01H SETB TR0 RET END第九頁，共二十二頁，2022年，8月28日3．方式2

當M1、M0為10時，定時器／計數(shù)器處于工作方式2，這時定時器／計數(shù)器的等效框圖如圖4－4所示（以定時器T1為例）。第十頁，共二十二頁，2022年，8月28日定時器／計數(shù)器的方式2為自動恢復初值的（常數(shù)重裝入）8位定時器/計數(shù)器，TL1作為8位計數(shù)器，當TL1計數(shù)溢出時，在置1溢出標志TF1的同時，還自動的將TH1中的常數(shù)送至TL1，使TL1從初值開始重新計數(shù)。這種工作方式可以省去用戶軟件中重裝常數(shù)的程序，簡化定時常數(shù)的計算方法（確定計數(shù)初值），可以相當精確的確定定時時間。

應用舉例：利用T0工作于方式2，設計一個精確秒表，測量精度為1毫秒(晶體振蕩周期12MHz）。第十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日硬件設計：第十二頁，共二十二頁，2022年，8月28日軟件編程：US250_BUF EQU 30HMS_BUF EQU 31H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV SP,#0CFH LCALL INIT_T0M1: JNB TF0,M1 CLR TF0 INC US250_BUF MOV A,US250_BUF CLR C SUBB A,#4 JC M1 MOV US250_BUF,#0 INC MS_BUF LJMP M1INT_T0: MOV TMOD,#0AH MOV TL0,#6 MOV TH0,#6 SETB TR0 MOV US25_BUF，#0 MOV MS_BUF,#0

RET END第十三頁，共二十二頁，2022年，8月28日4．方式3

當TMOD的低2位為11時，定時器T0的工作方式被選為方式3，各引腳與TO的邏輯關(guān)系框圖如圖4—6所示。第十四頁，共二十二頁，2022年，8月28日方式3只適用于定時器／計數(shù)器T0，將16位的T0計數(shù)器拆成兩個8位，從而使MCS-51具有三個定時器／計數(shù)器。此時定時器／計數(shù)器T1只能工作于方式0、方式1、方式2，但其功能較前述的功能差，通常用來作串行口波特率產(chǎn)生器。方式3對T1無效。定時器／計數(shù)器T0分為兩個獨立的8位計數(shù)器：TL0和TH0，TL0使用T0的狀態(tài)控制位C／*T，GATE、TR0、/INT0，而TH0被固定為一個8位定時器（不能作外部計數(shù)方式），并使用定時器T1的狀態(tài)控制位TR1和TF1，同時占用定時器T1的中斷源。一般情況下，當定時器T1用作串行口的波特率發(fā)生器時，定時器所數(shù)器T0才工作在方式3。當定時器T0處于工作方式3時，定時器/計數(shù)器T1可定為方式0、方式1、和方式2，作為串行口的波特率發(fā)生器，或不需要中斷的場合。第十五頁，共二十二頁，2022年，8月28日T0工作于方式3時，T1可選定的工作模式：

1)方式0定時器T1的控制數(shù)字中M1、MO＝00時，定時器Tl作在方式0，工作示意圖如圖4—7（a）所示。

第十六頁，共二十二頁，2022年，8月28日2)方式1

當定時器TI的控制字中MI、MO二01時，定時器TI的工作方式為方式1，工作示意圖如圖4—7（b）所示。

第十七頁，共二十二頁，2022年，8月28日3）方式2

當定時器T1的控制字段中M1、M0＝10時，定時器T1的工作方式為方式2，工作示意圖如圖47（c）所示。

第十八頁，共二十二頁，2022年，8月28日4.3應用中的注意問題

1.做計數(shù)器使用時對計數(shù)脈沖的要求

(1)對頻率的要求脈沖周期大于2個機器周期，脈沖頻率F<=FOCS*1/24脈沖高、低電平寬度>=1個機器周期。

第十九頁，共二十二頁，2022年，8月28日說明：當定時器／計數(shù)器用作計數(shù)器時，計數(shù)脈沖來自響應的外部輸入引腳T0或T1。當輸入信號由1至0的跳變（即下跳變）時，計數(shù)器的值增1。每個機器周期的S5P2期間，對外部輸入進行采樣。如在第一個周期中采得的值為1，而在下一個周期中采得為0，則在緊跟著的再下一個周期S3P1的期間，計數(shù)器加1。由于確認一次下跳變要花兩個機器周期，即24個振蕩周期，因此外部輸入的計數(shù)脈沖的最高頻率為振蕩器頻率的1／24，例如選用12MHz頻率的晶體，允許輸入的脈沖頻率為500KH。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的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機器周期。故對輸入信號的基本要求如圖4—8所示，圖中Tcy為機器周期。（2）對波形的要求滿足TTL電平要求。 第二十頁，共二十二頁，2022年，8月28日2.運行中讀計數(shù)值

應當通過軟件防止出現(xiàn)在讀數(shù)過程中，出現(xiàn)低8位向高8位進位問題。

（3）隔離的要求

提高系統(tǒng)的抗干擾的能力。RE_READ: MOV A，TH1 MOV B，TL1 CJNE A，TH1，RE_READ RET第二十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日

第4章計數(shù)器/定時器習題1