第6章定時器/計數(shù)器6.189C52的定時/計數(shù)器

實現(xiàn)定時功能，比較方便的辦法是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時/計數(shù)器。也可以采用下面三種方法：軟件定時：軟件定時不占用硬件資源，但占用了CPU時間，降低了CPU的利用率。采用時基電路定時：例如采用555電路，外接必要的元器件（電阻和電容），即可構(gòu)成硬件定時電路。但在硬件連接好以后，定時值與定時范圍不能由軟件進(jìn)行控制和修改，即不可編程。采用可編程芯片定時：這種定時芯片的定時值及定時范圍很容易用軟件來確定和修改，此種芯片定時功能強(qiáng)，使用靈活。在單片機(jī)的定時/計數(shù)器不夠用時，可以考慮進(jìn)行擴(kuò)展。定時器/計數(shù)器模塊的基本用途常用于測量時間、速度、頻率、脈寬，提供定時脈沖信號，還能為編程人員提供準(zhǔn)確定時AT89C52中有3個定時器/計數(shù)器定時器/計數(shù)器0定時器/計數(shù)器1定時器/計數(shù)器26.1定時器/計數(shù)器的基本用途6.2定時器/計數(shù)器0和1的結(jié)構(gòu)和工作原理

定時器/計數(shù)器0和1工作原理相關(guān)的特殊功能寄存器四種工作模式相關(guān)仿真實例6.2定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理

一、定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)定時/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個寄存器組成。TMOD是定時/計數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的啟動和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。

二、定時/計數(shù)器的工作原理

加1計數(shù)器輸入的計數(shù)脈沖有兩個來源,一個是由系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來；一個是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來一個脈沖計數(shù)器加1，當(dāng)加到計數(shù)器為全1時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零，且計數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請求（定時/計數(shù)器中斷允許時）。如果定時/計數(shù)器工作于定時模式，則表示定時時間已到；如果工作于計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿。

可見，由溢出時計數(shù)器的值減去計數(shù)初值才是加1計數(shù)器的計數(shù)值。

設(shè)置為定時器模式時，加1計數(shù)器是對內(nèi)部機(jī)器周期計數(shù)（1個機(jī)器周期等于12個振蕩周期，即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計數(shù)值N乘以機(jī)器周期Tcy就是定時時間t

。設(shè)置為計數(shù)器模式時，外部事件計數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計數(shù)器。在每個機(jī)器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時，則計數(shù)器加1，更新的計數(shù)值在下一個機(jī)器周期的S3P1期間裝入計數(shù)器。由于檢測一個從1到0的下降沿需要2個機(jī)器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機(jī)器周期。當(dāng)晶振頻率為12MHz時，最高計數(shù)頻率不超過1/2MHz，即計數(shù)脈沖的周期要大于2s。

三、定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu)1、工作寄存器：T0、T1為16位

T0分為：TH0（高8位），TL0（低8位）T1分為：TH1（高8位），TL1（低8位）例：向T0送0FEDHMOVTH0，#0FHMOVTL0，#0EDH

2、定時/計數(shù)器的控制

89C52單片機(jī)定時/計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動和中斷申請。1）工作方式寄存器TMOD（*）

工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時/計數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：GATE：門控位。GATE＝0時，只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動定時/計數(shù)器工作；GATA＝1時，要用軟件使TR0或TR1為1，同時外部中斷引腳也為高電平時，才能啟動定時/計數(shù)器工作。即GATE表示/INT0，/INT1是否參與對T1，T0進(jìn)行控制。

:定時/計數(shù)模式選擇位。＝0為定時模式；=1為計數(shù)模式。M1M0：工作方式設(shè)置位。定時/計數(shù)器有四種工作方式，由M1M0進(jìn)行設(shè)置。TMOD不能進(jìn)行位尋址。系統(tǒng)復(fù)位后為0例：設(shè)置T1為軟件啟動，為定時器工作方式，選擇操作模式2，T0為計數(shù)方式，軟件啟動，選擇操作模式1TMOD各位為：00100101即25HMOVTMOD，#25H或MOV89H，#25H

3、控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中斷,已在前面介紹。TCON的高4位用于控制定時/計數(shù)器的啟動和中斷申請。它可進(jìn)行位尋址，復(fù)位后為0。TF1（TCON.7）：T1溢出中斷請求標(biāo)志位。T1計數(shù)溢出時由硬件自動置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動清0。T1工作時，CPU可隨時查詢TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測試的標(biāo)志。TF1也可以用軟件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一樣。TR1（TCON.6）：T1運(yùn)行控制位。TR1置1時，T1開始工作；TR1置0時，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時/計數(shù)器的啟動與停止。TF0（TCON.5）：T0溢出中斷請求標(biāo)志位，其功能與TF1類同。TR0（TCON.4）：T0運(yùn)行控制位，其功能與TR1類同。

6.3定時/計數(shù)器的工作方式

一、方式0

方式0為13位計數(shù)，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時向TH0進(jìn)位，TH0溢出時，置位TCON中的TF0標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請求。

二、方式1方式1的計數(shù)位數(shù)是16位，由TL0作為低8位、TH0作為高8位，組成了16位加1計數(shù)器。

三、方式2方式2為自動重裝初值的8位計數(shù)方式。

工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器。

四、方式3方式3只適用于定時/計數(shù)器T0，定時器T1處于方式3時相當(dāng)于TR1=0，停止計數(shù)。

工作方式3將T0分成為兩個獨(dú)立的8位計數(shù)器TL0和TH0

。

6.4T0，T1編程時應(yīng)注意的問題一、初始化1、將工作方式控制字寫入TMOD（確定工作方式，操作方式，啟動控制方式）例：T1為16位，/INT1不參與控制，T1為定時器。控制字：00010000MOVTMOD，#10H2、將定時或計數(shù)初值寫入THi，TLi中（16位計數(shù)初值須分兩次寫入對應(yīng)的計數(shù)器）例：MOVTH1，#55HMOVTL1，#00H3、置ET1/ET0允許T1/T0申請中斷

例：SETBET0；允許T0中斷4、置EA，CPU對所有中斷開放SETBEA5、啟動T1或T0（*）

SETBTR1SETBTR0二、初值計算T0,T1選擇不同的工作方式，不同的操作方式，其初值均不相同。設(shè)最大計數(shù)值為M，則各方式下的M值為：方式0：M=213=8192方式1：M=216=65536方式2：M=28=256方式3：M=256（T0分為TH0和TL0，其M均為256）設(shè)計數(shù)初值為X，則X=M-計數(shù)值1、計數(shù)工作方式

脈沖由外部引入，對外部脈沖計數(shù)，計數(shù)值根據(jù)要求確定。計數(shù)初值X=M-計數(shù)值例：某工序要求對外部脈沖信號計100次X=M-100

若為方式2，則X=256-100=1562、定時工作方式（*）

計數(shù)脈沖由內(nèi)部供給（相當(dāng)于對機(jī)器周期計數(shù)），計數(shù)脈沖頻率fcont=晶振頻率fosc/12所以：計數(shù)周期T=12/fosc，即每個脈沖的時間為12/fosc若要求的定時時間為t，則此時計數(shù)初值X=M-t/T=M-t/（12/fosc）=M-t*fosc/12例：設(shè)T0為計數(shù)器，以方式2工作，外界發(fā)生一次事件，溢出中斷；T1作為定時器，以操作方式1工作，定時時間為1ms（即延時1ms后就申請中斷），晶振頻率為6MHZ，計算T0，T1的計數(shù)初值。解：T0：計數(shù)器，方式2，X0=256-1=255=FFHT1：定時器，方式1，1msX1=65536-1ms*6*106/12 =65536-1*103/2=65536-500=65036=FE0CH三、初始化舉例（*）設(shè)T1為定時工作方式，定時50ms，選擇方式1，允許中斷，軟啟動； T0為計數(shù)工作方式，對外部脈沖計數(shù)10次，硬啟動，禁止中斷，選擇工作方式2； fosc=6MHZ解：T0：X0=256-10=246=F6H T1：X1=65536-50ms*6M/12 =65536-25000 =40536=9E58HTMOD=00011110=1EH初始化程序如下： MOVTMOD,#1EH MOVTH0,#0F6H MOVTL0,#0F6H MOVTH1,#9EH MOVTL1,#58H MOVIE,#88H SETBTR0; 要等到/INT0=1時方可真正啟動 SETBTR16.5定時器的操作方式及應(yīng)用1、方式0及應(yīng)用（僅用了TH和TL的低5位）（*）例：選用T0，操作方式0，用于定時，由P1.0輸出周期為1ms的方波，設(shè)fosc=6MHZ解：定時時間為500μs

初始值X0=8192-t*fosc/12=8192-250 =7942=1F06H

但由于是13為定時器，TL0的高3位未用，則填入0，所以X0的實際值為F806H

ORG8000H MOVTMOD,#00H MOVTL0,#06H MOVTH0,#0F8H SETBTR0;啟動T0，該程序未涉及中斷，所以可以不用設(shè)置IELP1:JBCTF0,LP2;TF0只有在申請中斷被響應(yīng)后才會自動清0，這里不涉及中斷，所以人工清0 AJMPLP1LP2:MOVTL0,#06H MOVTH0,#0F8H CPLP1.0 SJMPLP12、方式1及應(yīng)用（16位）設(shè)單片機(jī)的fosc=12MHZ，要求在P1.0腳上輸出周期為2ms的方波解：定時間隔為1ms，每次時間到時，P1.0取反。 機(jī)器周期為1μs，所以需計1000次

初值X=65536-1000

采用定時器0的方式1編程，采用中斷方式。 #include<reg51.h> sbitp1_0=p1^0; voidtimer0(void)interrupt1using1 {p1_0=!p1_0; TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; } voidmain(void) {TMOD=0x01;

p1_0=0;TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256; ET0=1; EA=1; TR0=1; do{}while(1);}

3、方式2及應(yīng)用（如：用于外部中斷擴(kuò)展）

擴(kuò)展方法是，將定時/計數(shù)器設(shè)置為計數(shù)器方式，計數(shù)初值設(shè)定為滿程，將待擴(kuò)展的外部中斷源接到定時/計數(shù)器的外部計數(shù)引腳。從該引腳輸入一個下降沿信號，計數(shù)器加1后便產(chǎn)生定時/計數(shù)器溢出中斷。即實現(xiàn)邊沿觸發(fā)的外部中斷請求。例如，利用T0擴(kuò)展一個外部中斷源。將T0設(shè)置為計數(shù)器方式，按方式2工作，TH0、TL0的初值均為0FFH，T0允許中斷，CPU開放中斷。其初始化程序如下：

MOVTMOD，#06H；置T0為計數(shù)器方式2MOVTL0，#0FFH；置計數(shù)初值

MOVTH0，#0FFHSETBTR0；啟動T0工作

SETBET0；允許T0中斷

SETBEA；CPU開中斷4、方式3及應(yīng)用（僅T0有此方式，T1沒有）1）結(jié)構(gòu)（*）T0：TH0（8位）只用作簡單的內(nèi)部定時器功能，使用原T1的TR1和TF1，占用了T1的中斷源。TH0的啟動