1、定时器定时器/计数器及其应用计数器及其应用2 定时器定时器/计数器及其应用计数器及其应用n定时器定时器/计数器的应用场合计数器的应用场合:定时或延时控制、对外部事件的检测、计定时或延时控制、对外部事件的检测、计数等数等；nMCS-51系列系列8031、8051单片机有单片机有两个两个16位位定时器定时器/计数器（即计数器（即T0和和T1）；）；n8032、8052单片机有单片机有3个个16位定时器位定时器/计计数器（即数器（即T0、T1和和T2）；）；3定时器定时器/计数器及其应用计数器及其应用n所谓所谓计数器计数器就是就是对外部输入脉冲的计数对外部输入脉冲的计数；n所谓所谓定时器定时器也是对
2、脉冲进行计数完成的，也是对脉冲进行计数完成的，计数的是计数的是MCS-51内部产生的标准脉冲内部产生的标准脉冲，通，通过过计数脉冲个数实现定时计数脉冲个数实现定时。n所以，定时器和计数器本质上是一致的，所以，定时器和计数器本质上是一致的，在以后的叙述中将定时器在以后的叙述中将定时器/计数器计数器笼统称为笼统称为定时器定时器。45第第5章章 定时器定时器/计数器及其应用计数器及其应用n5.1 定时器的结构及工作原理定时器的结构及工作原理n5.2 定时器的定时器的TMOD和和TCON寄存器寄存器n5.3 定时器的工作方式定时器的工作方式n5.3.1 方式方式0n5.3.2 方式方式1n5.3.3
3、方式方式2n5.3.4 方式方式3n5.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用6第第5章章 定时器定时器/计数器及其应用计数器及其应用5.1 定时器的结构及工作原理定时器的结构及工作原理75.1 定时器的结构及工作原理定时器的结构及工作原理n组成：两个组成：两个16位的定时器位的定时器T0和和T1，以及他们的工作方式寄存器，以及他们的工作方式寄存器TMOD和控制寄存器和控制寄存器TCON等组成。内部通过等组成。内部通过总线总线与与CPU相连。相连。n定时器定时器T0和和T1各由两个各由两个8位特殊功能寄存器位特殊功能寄存器TH0、TL0、TH1、TL1构成。构成。n工作方式寄存器工作方式寄存
4、器TMOD：用于设置定时器的用于设置定时器的工作模式和工作方式工作模式和工作方式；n控制寄存器控制寄存器TCON：用于用于启动和停止启动和停止定时器的计数，并控制定时器定时器的计数，并控制定时器的状态；的状态；n单片机复位时，两个寄存器的所有位都被清单片机复位时，两个寄存器的所有位都被清0。8051定时器定时器内部结构框图内部结构框图85.1 定时器的结构及工作原理定时器的结构及工作原理n两个两个可编程可编程的定时器的定时器/计数器计数器T1、T0。n每个定时器内部结构实际上就是一个每个定时器内部结构实际上就是一个可编程的加法计数器可编程的加法计数器，由编程来设置它工作在定时状态还是计数状态。
5、由编程来设置它工作在定时状态还是计数状态。两种工作模式两种工作模式:(1)计数器计数器工作模式工作模式就是对外部事件进行计数。就是对外部事件进行计数。计数脉冲来自相应的外部输入计数脉冲来自相应的外部输入引脚引脚T0T0（P3.4)P3.4)或或T1(P3.5)T1(P3.5)。当输入信号发生由。当输入信号发生由1 1至至0 0的的负跳变负跳变(下降沿下降沿)时，时，计数器（计数器（TH0TH0，TL0TL0或或TH1TH1，TL1TL1）的值增）的值增1 1。计数的最高频率一般为计数的最高频率一般为振荡频率的振荡频率的1/241/24。Why?(2)定时器定时器工作模式工作模式也是通过计数实现
6、的。也是通过计数实现的。计数脉冲来自内部时钟脉冲计数脉冲来自内部时钟脉冲，每个机器周期每个机器周期计数值增计数值增1 1，每个机器周期，每个机器周期=12=12个振荡周期，因此计数频率为振荡频个振荡周期，因此计数频率为振荡频率的率的1/121/12。所以。所以定时时间定时时间=计数值计数值机器周期机器周期。4种工作方式种工作方式(方式方式0-方式方式3)。95.1 定时器的结构及工作原理定时器的结构及工作原理n当控制信号当控制信号 定时器工作在定时器工作在定时方式定时方式；加；加1计数器对脉冲计数器对脉冲f进行计数，每来一个脉冲，计数器加进行计数，每来一个脉冲，计数器加1，直到计时器计满溢出；
7、，直到计时器计满溢出；因为因为 ，即一个计数脉冲的周期就是一个机器周期；计数，即一个计数脉冲的周期就是一个机器周期；计数器计数的是机器周期脉冲个数。从而实现定时。器计数的是机器周期脉冲个数。从而实现定时。n当控制信号当控制信号 定时器工作在定时器工作在计数方式计数方式；加；加1计数器对来自输计数器对来自输入引脚入引脚T0(P3.4)和和T1(P3.5)的外信号脉冲进行计数，每来一个的外信号脉冲进行计数，每来一个脉冲，计数器加脉冲，计数器加1，直到计时器计满溢出；，直到计时器计满溢出；C/T=0Tx THxTFxTLxTRxINTx定时定时计数计数0f0/12ff 控制信号控制信号K“1”“1”
8、启动，计数器运行；启动，计数器运行；“0”0”停止，计数器停止；停止，计数器停止；定时器定时器/计数器原理框图计数器原理框图加加1 1计数器计数器0/12ff1C/T=10n控制信号控制信号K K可以控制计数器的可以控制计数器的“启动启动”和和“停止停止”，TCON（88H）K=TRx(INTx+GATE)11n振荡周期：是振荡脉冲的周期，也成为“拍”，用P表示。就是晶体振荡器的周期，或外部振荡脉冲的周期。是MCS-51单片机的最小时序单位。P1P2S1振荡周期振荡周期时钟周期时钟周期机器周期机器周期机器周期机器周期指令周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S
9、6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2时钟周期：是振荡源信号经二分频后形成的时钟脉冲信号，用S表示。每个时钟周期分成P1、P2两个节拍，又被称为一个状态。是MCS-51单片机的最基本的时序单位。机器周期：通常将完成一个基本操作所需的时间称为机器周期，由6个状态（12拍）组成，所以一个机器周期可以依次表示为S1P1、S2P2S6P1、S6P2。通常算术逻辑操作发生在节拍P1期间，而内部寄存器到寄存器的传送发生在节拍P2期间。指令周期：是指CPU执行一条指令所需要的时间。是MCS-51单片机的最大的时序单位，由若干个振荡周期组成。一个指令周期通常
10、含有14个机器周期，MCS-51典型的指令周期为一个机器周期。振荡周期、振荡周期、时钟周期时钟周期、机器周期机器周期和和指令周期指令周期125.1 定时器的结构及工作原理定时器的结构及工作原理n在每个机器周期的在每个机器周期的S5P2S5P2期间采样检测引脚输入电平期间采样检测引脚输入电平。n若前一个机器周期采样值为若前一个机器周期采样值为“1”1”，后一个机器周期采样值，后一个机器周期采样值为为“0”0”，则计数器加，则计数器加1 1。n新的计数值在检测到输入引脚电平发生新的计数值在检测到输入引脚电平发生“1”1”到到“0”0”的负的负跳变（下降沿）后，于下一个机器周期的跳变（下降沿）后，于
11、下一个机器周期的S3P1S3P1期间装入计期间装入计数器中数器中。n由于由于CPUCPU需要两个机器周期来识别一个需要两个机器周期来识别一个“1”1”到到“0”0”的跳变的跳变信号，所以最高的计数频率为振荡周期的信号，所以最高的计数频率为振荡周期的1/241/24。P1P2S1振荡周期振荡周期状态周期状态周期机器周期机器周期机器周期机器周期指令周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2135.1 定时器的结构及工作原理定时器的结构及工作原理定时定时/计数器对输入信号的要求计
12、数器对输入信号的要求外部计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的外部计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24，例如选用例如选用12MHz频率的晶体，则可输入频率的晶体，则可输入500KHz的外部脉冲。的外部脉冲。输入信号的高、低电平至少要分别保持一个机器周期。输入信号的高、低电平至少要分别保持一个机器周期。如图所示，图中如图所示，图中Tcy为机器周期。为机器周期。14n可编程定时器的工作方式、启动、停止、溢出标可编程定时器的工作方式、启动、停止、溢出标志、计数器等都是志、计数器等都是可编程可编程的的通过设置寄存器通过设置寄存器TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1和和TL1 实现。实现。n
13、当设置了定时器的工作方式并启动定时器工作后，当设置了定时器的工作方式并启动定时器工作后，定时器就按被设定好的工作方式独立工作，定时器就按被设定好的工作方式独立工作，不再不再占用占用CPU，只有在计数器计满溢出时才向，只有在计数器计满溢出时才向CPU申申请中断，占用请中断，占用CPU。n由此可见，定时器是单片机中工作效率高且应用由此可见，定时器是单片机中工作效率高且应用灵活的部件。灵活的部件。5.1 定时器的结构及工作原理定时器的结构及工作原理15第第5章章 定时器定时器/计数器及其应用计数器及其应用5.2 定时器的定时器的TMOD和和TCON寄存器寄存器165.2 定时器的定时器的TMOD和和
14、TCON寄存器寄存器n8051单片机定时器主要有几个特殊功能寄存器组单片机定时器主要有几个特殊功能寄存器组成：成：TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1,TL1。nTMOD：设置定时器的工作方式；：设置定时器的工作方式；nTCON：控制定时器的启动和停止；：控制定时器的启动和停止；nTH0和和TL0：存放定时器：存放定时器T0的的初值或计数结果初值或计数结果；TH0存放高存放高8位，位，TL0 存放低存放低8位；位；nTH1和和TL1：存放定时器：存放定时器T1的的初值或计数结果初值或计数结果；TH1存放高存放高8位，位，TL1 存放低存放低8位；位；175.2.1 工作方式控制寄存器工作
15、方式控制寄存器TMOD8位分为两组，高位分为两组，高4位控制位控制T1，低，低4位控制位控制T0。(1)GATE 门控位门控位 0:以以TRX(X=0,1)来启动定时器来启动定时器/计数器运行。计数器运行。1:用外中断引脚用外中断引脚(INT0*或或INT1*)上的高电平和上的高电平和TRX来启来启动定时器动定时器/计数器运行。计数器运行。(2)M1、M0 工作方式选择位工作方式选择位 M1 M0 工工 作作 方方 式式 0 0 方式方式0，13位定时器位定时器/计数器。计数器。0 1方式方式1，16位定时器位定时器/计数器。计数器。1 0 方式方式2，8位常数自动重新装载位常数自动重新装载
16、1 1 方式方式3，仅适用于，仅适用于T0，T0分成两个分成两个8位计数器，位计数器，T1停止计数。停止计数。(3)C/T*计数器模式和定时器模式选择位计数器模式和定时器模式选择位0:定时器模式。定时器模式。1:计数器模式。计数器模式。(4)TMOD无位地址，不能位寻址。无位地址，不能位寻址。(5)复位时，复位时，TMOD所有位均为所有位均为“0”。18低低4位与外部中断有关，后面介绍。高位与外部中断有关，后面介绍。高4位的功能如下位的功能如下:(1)TF1、TF0 计数溢出标志位计数溢出标志位 定时器定时器T0或或T1计数溢出时，由硬件计数溢出时，由硬件自动自动将此位将此位置置“1”；TFx
17、可以由程序查询，也是定时中断的请求源；可以由程序查询，也是定时中断的请求源；(2)TR1、TR0 计数运行控制位计数运行控制位 TRx=1:启动定时器启动定时器/计数器工作计数器工作 TRx=0:停止定时器停止定时器/计数器工作计数器工作 5.2.2 控制寄存器控制寄存器TCON19205.2.3 定时定时/计数器的初始化计数器的初始化MCS-51单片机的定时器单片机的定时器/计数器是可编程的，但在进行定计数器是可编程的，但在进行定时或计数之前要对程序进行时或计数之前要对程序进行初始化初始化，具体步骤如下：，具体步骤如下：（1）对）对TMOD赋值，以赋值，以确定确定定时器的定时器的工作模式工作
18、模式；（2）置置定时定时/计数器计数器初值初值，直接将初值写入寄存器的，直接将初值写入寄存器的TH0、TL0或或TH1、TL1；（3）根据需要，对）根据需要，对IE置初值，开放定时器中断；置初值，开放定时器中断；（4）对）对TCON寄存器中的寄存器中的TR0或或TR1置位置位，启动定时，启动定时/计数计数器，置位以后，计数器即按规定的工作模式和初值进行计器，置位以后，计数器即按规定的工作模式和初值进行计数或开始定时。数或开始定时。215.2.3 定时定时/计数器的初始化计数器的初始化初值计算初值计算：设计数器的最大值为设计数器的最大值为M，则置入的初值，则置入的初值X为：为：计数方式：计数方式
19、：X=M-计数值计数值 定时方式：由定时方式：由(M-X)T=定时值定时值,得得X=M-定时值定时值/T T为计数周期，是单片机的机器周期。为计数周期，是单片机的机器周期。（模式（模式0:M为为213，模式，模式1:M为为216，模式，模式2和和3:M为为28）例如：机器周期为例如：机器周期为1s 1s 时，时，若工作在模式若工作在模式0 0，则最大定时值为，则最大定时值为:2:213131s=8.192ms1s=8.192ms 若工作在模式若工作在模式1,1,则最大定时值为则最大定时值为:2 216161s=65.536ms1s=65.536ms22第第5章章 定时器定时器/计数器及其应用计
20、数器及其应用5.3 定时器的工作方式定时器的工作方式23nMCS-51的定时器的定时器T0有有4种工作方式：种工作方式：即：即：方式方式0，方式，方式1，方式，方式2，方式，方式3。nMCS-51的定时器的定时器T1有有3种工作方式：种工作方式：即：即：方式方式0，方式，方式1，方式，方式2。5.3 定时器的工作方式定时器的工作方式245.2.1 方式方式0 M1、M0设置为设置为00，为，为13位位计数器，以计数器，以T1为例，为例，其框图如下其框图如下:5.3 定时器的工作方式定时器的工作方式方式方式0计数脉冲输入加1计数器255.3 定时器的工作方式定时器的工作方式方式方式0TH1 D1
21、2 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5TL1 D4 D3 D2 D1 D0在这种方式下，在这种方式下，16位寄存器位寄存器TH1和和TL1只用只用13位，由位，由TH1的的8位和位和TL1的低的低5位组成。位组成。TL1的高的高3位不定。位不定。当当TL1的低的低5位计数溢出时，向位计数溢出时，向TH1进位。而进位。而TH1计数计数溢出时，则向中断标志位溢出时，则向中断标志位TF1进位（即硬件将进位（即硬件将TF1置置1），并请求中断。），并请求中断。可通过查询可通过查询TF1是否置是否置“1”或考察中断是否发生来判定或考察中断是否发生来判定定时器定时器T1的操作完成与否。的操作完成
22、与否。265.3 定时器的工作方式定时器的工作方式方式方式0n当当C/T=0时，为时，为定时定时工作模式，开关接到振荡器工作模式，开关接到振荡器的的12分频器输出上，计数器对机器周期脉冲计数。分频器输出上，计数器对机器周期脉冲计数。其定时时间为：其定时时间为：(213-初值初值)振荡周期振荡周期12例如：若晶振频率为例如：若晶振频率为12MHz，则最长的定时时间，则最长的定时时间为为(213-0)(1/12)12us=8.191msn当当C/T=1时，为时，为计数计数工作模式，开关与外部引脚工作模式，开关与外部引脚T1(P3.5)接通，计数器对来自外部引脚的输入脉接通，计数器对来自外部引脚的输
23、入脉冲计数。当外部信号发生负跳变时计数器加冲计数。当外部信号发生负跳变时计数器加1。275.3 定时器的工作方式定时器的工作方式方式方式0nGATE控制定时器控制定时器Tx(T1或或T0)的条件的条件：(1)当当GATE=0时，时，“或门或门”输出恒为输出恒为1，“与门与门”的输的输出信号出信号K由由TRx决定决定(即此时即此时K=TRx)，定时器不受，定时器不受INTx输入电平的影响，由输入电平的影响，由TRx直接控制定时器的启动和停止。直接控制定时器的启动和停止。TRx=1；计数启动；计数启动；TRx=0；计数停止；计数停止；(2)当当GATE=1时，时，“与门与门”的输出信号的输出信号K
24、由由INTx输入输入电平和电平和TRx位的状态一起决定位的状态一起决定(即此时即此时K=TRxINTx)，当且仅当当且仅当TRx=1且且INTx=1(高电平高电平)时，时，计数启动计数启动；否则，计数停止否则，计数停止。返回返回285.3.2 方式方式1 M1、M0=01，为，为16位位的计数器，除位数外，其他与方式的计数器，除位数外，其他与方式0相同相同。n其定时时间为：其定时时间为：(216-初值初值)振荡周期振荡周期12例如：若晶振频率为例如：若晶振频率为12MHz，则最长的定时时间为，则最长的定时时间为(216-0)(1/12)12us=65.536ms5.3 定时器的工作方式定时器的
25、工作方式方式方式1295.3.3 方式方式2 M1、M0=10，为，为自动恢复初值的自动恢复初值的8位位计数器，等效框图如计数器，等效框图如下下:TLx作为作为8位计数器，位计数器，THx作为重置初值的缓冲器。作为重置初值的缓冲器。5.3 定时器的工作方式定时器的工作方式方式方式2THx作为常数缓冲器作为常数缓冲器，当，当TLx计数溢出时，在置计数溢出时，在置“1”溢出标志溢出标志TFx的同时，还的同时，还自动的将自动的将THx中的初值送至中的初值送至TLx，使，使TLx从初值开始重从初值开始重新计数。定时器新计数。定时器/计数器的方式计数器的方式2工作过程如图工作过程如图(x=0,1)。30
26、n优点：优点：方式方式0 0和方式和方式1 1用于循环重复定时或计数用于循环重复定时或计数时，在时，在每次计数器挤满溢出后，计数器每次计数器挤满溢出后，计数器复复0 0。若要进行新一轮的计数，就得重。若要进行新一轮的计数，就得重新装入计数初值。这样一来不仅造成新装入计数初值。这样一来不仅造成编编程麻烦程麻烦，而且，而且影响定时精度影响定时精度。而方式。而方式2 2具有初值自动装入的功能，避免了这个具有初值自动装入的功能，避免了这个缺点，缺点，可实现精确的定时可实现精确的定时。n缺点：缺点：只有只有8 8位计数器，定时时间短、计数范位计数器，定时时间短、计数范围小。围小。其定时时间为：其定时时间
27、为：(28-初值初值)振荡周期振荡周期12若晶振频率为若晶振频率为12MHz，则最长的定时时间为，则最长的定时时间为(28-0)(1/12)12us=0.256ms5.3 定时器的工作方式定时器的工作方式方式方式2方式方式2工作过程图工作过程图(x=0,1)。315.3.4 方式方式3 只适用于定时器只适用于定时器/计数器计数器T0。T1不能工作在方式不能工作在方式3。如果将如果将T1置为方式置为方式3，则相当于，则相当于TR1=0，停止计数，停止计数(此时此时T1可用来作串行口波特率产生器可用来作串行口波特率产生器)。1.工作方式工作方式3下的下的T0 T0在方式在方式3时被拆成两个时被拆成
28、两个独立的独立的8位计数器：位计数器：TH0和和TL0。n8位计数器位计数器TL0使用使用T0的状态控制位的状态控制位C/T*、GATE、TR0、INT0，它既可以工作在，它既可以工作在定时方式定时方式，也可以工作在，也可以工作在计数方式计数方式。n8位定时器位定时器TH0被固定为一个被固定为一个8位定时器位定时器(不能作外部计数模不能作外部计数模式式)，并使用定时器，并使用定时器T1的状态控制位的状态控制位TR1，同时占用定时器，同时占用定时器T1的中断请求源的中断请求源TF1。此时，定时器。此时，定时器TH0的启动或停止只受的启动或停止只受TR1控制控制。TR1=1时，启动时，启动TH0的
29、计数；的计数；TR1=0时，停止时，停止TH0的计数的计数5.3 定时器的工作方式定时器的工作方式方式方式3325.3 定时器的工作方式定时器的工作方式各引脚与各引脚与T0的逻辑关系如图所示的逻辑关系如图所示:332.T0工作在方式工作在方式3下下T1的各种工作方式的各种工作方式 注意：当注意：当T0处于方式处于方式3时，时，T1仍可设置为方式仍可设置为方式0、方式、方式1和方式和方式2。n当时由于当时由于TR1、TF1和和T1的中断源都已被定时器的中断源都已被定时器T0(中的中的TH0)占占用，所以定时器用，所以定时器T1 仅有控制位仅有控制位C/T来决定其工作在定时方式或来决定其工作在定时
30、方式或计数方式。计数方式。n当计数器计满溢出时，不能置位当计数器计满溢出时，不能置位“TF1”，而只能将输出送往串，而只能将输出送往串口。所以，此时定时器口。所以，此时定时器T1一般用作串口的波特率发生器，或不需一般用作串口的波特率发生器，或不需要中断的场合。要中断的场合。(1)T1工作在方式工作在方式05.3 定时器的工作方式定时器的工作方式34(2)T1工作在方式工作在方式1(3)T1工作在方式工作在方式25.3 定时器的工作方式定时器的工作方式35第第5章章 定时器定时器/计数器及其应用计数器及其应用5.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用365.4 定时器的编程和应用定时器的编程和
31、应用n编程说明编程说明MCS-51单片机的定时器是可编程的，但在进行定时或计数之前要对程单片机的定时器是可编程的，但在进行定时或计数之前要对程序进行序进行初始化初始化，具体步骤如下：，具体步骤如下：（1）确定工作方式字：对）确定工作方式字：对TMOD寄存器正确赋值；寄存器正确赋值；（2）确定定时初值：计算初值，直接将初值写入寄存器的）确定定时初值：计算初值，直接将初值写入寄存器的TH0、TL0或或TH1、TL1；初值计算初值计算：设计数器的最大值为设计数器的最大值为M，则置入的初值，则置入的初值X为：为：计数方式：计数方式：X=M-计数值计数值 定时方式：由定时方式：由(M-X)T=定时值定时
32、值,得得X=M-定时值定时值/T T为计数周期，是单片机的机器周期。为计数周期，是单片机的机器周期。（模式（模式0 M为为213，模式，模式1 M为为216，模式，模式2和和3 M为为28）（3）根据需要，对）根据需要，对IE置初值，开放定时器中断；置初值，开放定时器中断；（4）启动定时）启动定时/计数器，对计数器，对TCON寄存器中的寄存器中的TR0或或TR1置位，置位以置位，置位以后，计数器即按规定的工作模式和初值进行计数或开始定时。后，计数器即按规定的工作模式和初值进行计数或开始定时。375.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用例例5-1 要在要在P1.0上输出一个周期为上输出一个周
33、期为2ms的方的方波，假设系统振荡频率采用波，假设系统振荡频率采用12MHz。利用利用T0方式方式0产生产生1ms的定时的定时方波的周期用方波的周期用T0来确定，让来确定，让T0每隔每隔1ms计数溢出计数溢出1次，即次，即TF0=1；查询到；查询到TF0=1 则则CPU对对P1.0取反。取反。即要使即要使P1.0P1.0每隔每隔1ms1ms取反取反一次。一次。385.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用第一步：第一步：确定工作方式字确定工作方式字 方式方式0(13位位)最长可定时最长可定时 8.192ms;方式方式1(16位位)最长可定时最长可定时 65.536ms;方式方式2(8位位)最
34、长可定时最长可定时 256 s。T0为方式为方式0，M1M0=00 定时工作状态，定时工作状态，C/T=0GATE=0，不受，不受INT0控制，控制，T1不用全部取不用全部取“0”值。值。故故TMOD=00H395.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用第二步：第二步：计算计算1ms定时的初值定时的初值X 设初值为设初值为X，则有，则有:(213-X)1210-6 1/12=110-3可求得：可求得：X=8192-1000=7192X化为化为16进制，进制，即即X=1C18H=1,1100,000 1,1000B。所以，所以，T0的初值为的初值为:TH0=E0H TL0=18HTH0 1 1
35、 1 0 0 0 0 0TL0 1 1 0 0 040第三步：第三步：程序设计程序设计 采用查询采用查询TF0的状态来控制的状态来控制P1.0的输出，同时要重新的输出，同时要重新装入初值。装入初值。5.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用41 参考程序参考程序:ORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#00H；设置T0为方式0MOVTL0,#18H；送计数初值 MOVTH0,#0E0H；送计数初值SETB TR0 ；启动T0LOOP:JBC TF0，NEXT ；查询定时时间到，转NEXT，同时清TF0SJMPLOOP；重复循环NEXT:MOV TL0,#18H ；T0重置初值 MOV
36、 TH0,#0E0H ；T0重置初值 CPL P1.0 ；P1.0的状态取反SJMPLOOP；重复循环END42例例5-2 将将例例5-1中的输出方波周期改为中的输出方波周期改为1秒。秒。分析：分析：周期为周期为1s的方波要求的方波要求500ms的定时。的定时。(1)T0工作方式的确定工作方式的确定因定时时间较长，采用哪一种工作方式？因定时时间较长，采用哪一种工作方式？由各种工作方由各种工作方式的特性，可计算出式的特性，可计算出:方式方式0(13位位)最长可定时最长可定时 8.192ms;方式方式1(16位位)最长可定时最长可定时 65.536ms;方式方式2(8位位)最长可定时最长可定时 2
37、56 s。所以采用定时器定时加软件计数的方法来实现延长定时。所以采用定时器定时加软件计数的方法来实现延长定时。选方式选方式1，定时，定时50ms，软件计数，软件计数10次。次。50ms 10=500ms。所以，所以，TMOD=01H5.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用以上各方式以上各方式都不满足要求都不满足要求43 (2)计算计数初值计算计数初值因为因为:(216-X)1210-6 1/12=5010-3所以所以:X=15536=3CB0H因此因此:TH0=3CH，TL0=B0H (3)10次计数的实现次计数的实现设计一个软件计数器，初始值设为设计一个软件计数器，初始值设为10。每隔。
38、每隔50ms定时时间到，产生溢出标志定时时间到，产生溢出标志TF0，程序查询，程序查询到到TF0=1，则软件计数器减，则软件计数器减1。这样减到。这样减到0时就获时就获得了得了500ms的定时。的定时。5.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用44(4)程序设计（参考程序）程序设计（参考程序）MAIN:MOV TMOD,#01H ；设T0工作在方式1MOV TL0,#0B0H ；给T0设初值MOV TH0,#3CHMOVR7，#10；软件计数器初值SETB TR0 ；启动T0LOOP：JBCTF0，NEXT；查询定时时间到，转NEXT，同时清TF0SJMP LOOP NEXT:DJNZ R7
39、，EXIT；R7不等于0，则不对P1.0取反CPLP1.0MOVR7，#10；重置软件计数器初值EXIT：MOV TL0,#0B0H；T0中断子程序，重装初值MOV TH0,#3CH SJMPLOOPEND 45n以上的定时程序中，程序都要以上的定时程序中，程序都要重置计时器初值重置计时器初值，这，这样从定时器溢出发出溢出标志，到重装完定时器初样从定时器溢出发出溢出标志，到重装完定时器初值，在开始计数，之间总会有一段值，在开始计数，之间总会有一段时间间隔时间间隔，使定，使定时时间增加了若干微秒，造成时时间增加了若干微秒，造成定时不够精确定时不够精确。n为了减小这种定时误差，单片机中设置了为了减
40、小这种定时误差，单片机中设置了工作方式工作方式2(自动重装初值自动重装初值)，则可避免上述因素，则可避免上述因素，省去程序省去程序中重装初值的指令，中重装初值的指令，实现精确定时。实现精确定时。n但是工作方式但是工作方式2的的缺点缺点是是只有只有8位位计数器，定时时间计数器，定时时间受到很大限制。受到很大限制。5.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用46例例5-3 利用利用T0方式方式2产生产生250us的定时，在的定时，在P1.0引脚上输出周引脚上输出周期为期为500us的方波的方波(要求精确定时要求精确定时)。(设系统振荡为设系统振荡为12MHz)(1)工作方式选择工作方式选择实现精确
41、定时，采用方式实现精确定时，采用方式2。对于对于12MHz晶振，方式晶振，方式2的最大计数时间为的最大计数时间为28=256us，所以可实现所以可实现250us的精确定时。的精确定时。故，设置故，设置TMOD=02H。(2)计算初值计算初值设初值为设初值为X:则则(28-X)1210-61/12=25010-6 X=28-250=6=06H(3)程序设计程序设计采用查询采用查询TF0的状态来控制的状态来控制P1.0的输出。的输出。5.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用47(4)参考程序参考程序MAIN:MOV TMOD,#02H;置T0方式2MOV TH0,#06H ；送计数初值MOV
42、TL0,#06HSETB TR0；启动T0LOOP:JBC TF0,NEXT ；查询定时时间到，转NEXT，同时清TF0SJMP LOOPNEXT:CPLP1.0；输出取反SJMPLOOP；重复循环END5.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用48nGATE门可使定时器门可使定时器Tx(T0或或T1)的启动计数的启动计数受受INTx*的控制，的控制，可测量引脚可测量引脚INTx*(P3.2或或P3.3)上正脉冲的宽度上正脉冲的宽度(机器周期数机器周期数)。n以以T1为例：为例：门控制位门控制位GATE的应用的应用测量脉冲宽度测量脉冲宽度回顾回顾当当GATE=1时，时，K=TRxINTxK4
43、9例例5-4 利用利用T1门控位门控位GATE测试测试INT1*(P3.3)引脚上出现的正脉冲引脚上出现的正脉冲的宽度。的宽度。分析：分析：n根据设计要求，将根据设计要求，将T1设定为定时工作模式、方式设定为定时工作模式、方式1、GATE=1；n当当TR1=1时，一旦时，一旦INT1*(P3.3)引脚上出现高电平就开始计引脚上出现高电平就开始计数，直到出现低电平为止。数，直到出现低电平为止。n然后读取然后读取TH1、TL1中的计数值，分别送到寄存器中的计数值，分别送到寄存器A和和B中。中。n由于由于T1工作在定时方式，计数器计数的是机器周期的脉冲数；工作在定时方式，计数器计数的是机器周期的脉冲
44、数；n将脉冲数转化成时间，就可得到正脉冲的宽度。将脉冲数转化成时间，就可得到正脉冲的宽度。门控制位门控制位GATE的应用的应用测量脉冲宽度测量脉冲宽度50ORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#90H；T1为方式1定时控制字MOV TL1,#00H；计数器初值为0MOV TH1,#00HLOOP:JB P3.3,LOOP；等待INT1*低SETB TR1；如INT1*为低，启动T1LOOP1:JNB P3.3,LOOP1；等待INT1*升高，开始计数LOOP2:JB P3.3,LOOP2；等待INT1*降低，停止计数CLR TR1；停止T1计数MOV A,TL1；T1计数值的低8位送A
45、MOV B,TH1；T1计数值的高8位送B由于定时器最长为由于定时器最长为16位计数器，因此被测脉冲高电平的宽度不能超过位计数器，因此被测脉冲高电平的宽度不能超过65536个机器周期。个机器周期。参考程序参考程序:51例例5-5 当当T0(P3.4)引脚上发生负跳变时，从引脚上发生负跳变时，从P1.0引脚上引脚上输出一个周期为输出一个周期为1ms的方波的方波,如图所示。如图所示。(系统振荡为系统振荡为6MHz)两个计数器同时使用两个计数器同时使用5.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用52(1)工作方式选择工作方式选择l T0为方式为方式1计数计数，初值，初值 0FFFFH，即外部计数输入
46、端，即外部计数输入端T0(P3.4)发生一次负跳变时，发生一次负跳变时，T0加加1且溢出，溢出标志且溢出，溢出标志TF0置置“1”，发中断请求。在进入，发中断请求。在进入T0中断程序后，把中断程序后，把F0标志置标志置“1”，说明，说明T0引脚上已接收了负跳变信号。引脚上已接收了负跳变信号。l T1定义为方式定义为方式2定时。定时。在在T0引脚产生一次负跳变后，启动引脚产生一次负跳变后，启动T1每每500 s产生一次中断，在中断服务程序中对产生一次中断，在中断服务程序中对P1.0求反，使求反，使P1.0产生周期产生周期1ms的方波。的方波。l TMOD=0010,0101=25H(2)计算计算
47、T1初值初值设设T1的初值为的初值为X:则则(28-X)210-6=510-4 X=28-250=6=06H5.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用53MAIN:MOV TMOD,#25H；初始化，T1为方式2定时，T0为方 式1计数MOV TL0,#0FFH ；T0置初值 MOV TH0,#0FFHSETB TR0 ；启动T0MOV TL1,#06H ；T1置初值MOV TH1,#06HLOOP0：JBCTF0,NEXT0；查询T0有无负跳变，有则转到NEXT0SJMP LOOP0NETX0：CPLP1.0；P1.0取反SETB TR1；启动T1LOOP1：JBCTF1,NEXT1 ；查
48、询T1定时时间到否，到则转到NEXT1SJMP LOOP1NEXT1：CPLP1.0；P1.0取反SJMP LOOP1END(3)程序设计程序设计545.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用nT0 方式方式3时，时，TL0和和TH0被分成两个独被分成两个独立的立的8位定时器位定时器/计数器。其中，计数器。其中，n TL0:8位定时器位定时器/计数器；计数器；n TH0:8位定时器位定时器。n当当T1作串行口波特率发生器时，作串行口波特率发生器时，T0才才设置为方式设置为方式3。55n以上例题均采用以上例题均采用查询查询的方法，这种方法很的方法，这种方法很简单简单，但是在定时器整个计数的过程
49、中，但是在定时器整个计数的过程中，CPU要要不断不断地查询地查询溢出标志溢出标志TFx的状态，很难执行其他操的状态，很难执行其他操作，作，占用了占用了CPU的工作时间，使得的工作时间，使得CPU的的工作工作效率不高效率不高。n若若采用中断采用中断的方式来实现，可大大提高的方式来实现，可大大提高CPU的的工作效率。工作效率。n我们下一章学习中断，学习完之后再返回来分我们下一章学习中断，学习完之后再返回来分析和比较两者的区别与特点。析和比较两者的区别与特点。5.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用56本本 章章 结结 束！束！575.4 定时器的编程和应用定时器的编程和应用例例5-6 假设某假
50、设某MCS-51应用系统的两个外中断源已被占用，应用系统的两个外中断源已被占用，设置设置T1工作在方式工作在方式2，作，作波特率发生器波特率发生器用。现要求增加用。现要求增加一个外部中断源，并控制一个外部中断源，并控制P1.0引脚输出一个引脚输出一个5kHz的方的方波。设系统振荡为波。设系统振荡为6MHz。58(1)选择工作方式选择工作方式TL0为方式为方式3计数计数，把，把T0引脚引脚(P3.4)作附加的外中断输入端，作附加的外中断输入端，TL0初值设为初值设为0FFH，当检测到，当检测到T0引脚电平出现负跳变时，引脚电平出现负跳变时，TL0溢出，申请中断，这相当于跳沿触发的外部中断源。溢出
