定時器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用1單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!定時器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用定時器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用場合:

定時或延時控制、對外部事件的檢測、計(jì)數(shù)等；MCS-51系列8031、8051單片機(jī)有兩個16位定時器/計(jì)數(shù)器（即T0和T1）；8032、8052單片機(jī)有3個16位定時器/計(jì)數(shù)器（即T0、T1和T2）；2單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!定時器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用所謂計(jì)數(shù)器就是對外部輸入脈沖的計(jì)數(shù)；所謂定時器也是對脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)完成的，計(jì)數(shù)的是51單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)脈沖，通過計(jì)數(shù)脈沖個數(shù)實(shí)現(xiàn)定時。所以，定時器和計(jì)數(shù)器本質(zhì)上是一致的，在以后的敘述中將定時器/計(jì)數(shù)器籠統(tǒng)稱為定時器。3單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!定時器的結(jié)構(gòu)及工作原理4單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!定時器的結(jié)構(gòu)及工作原理兩個可編程的定時器/計(jì)數(shù)器T1、T0。每個定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是一個可編程的加法計(jì)數(shù)器，由編程來設(shè)置它工作在定時狀態(tài)還是計(jì)數(shù)狀態(tài)。兩種工作模式:

(1)計(jì)數(shù)器工作模式

就是對外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)脈沖來自相應(yīng)的外部輸入引腳T0（P3.4)或T1(P3.5)。當(dāng)輸入信號發(fā)生由1至0的負(fù)跳變(下降沿)時，計(jì)數(shù)器（TH0，TL0或TH1，TL1）的值增1。 (2)定時器工作模式

也是通過計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)的。計(jì)數(shù)脈沖來自內(nèi)部時鐘脈沖，每個機(jī)器周期計(jì)數(shù)值增1，每個機(jī)器周期=12個振蕩周期，因此計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的1/12。所以定時時間=計(jì)數(shù)值×機(jī)器周期。5單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!控制信號K可以控制計(jì)數(shù)器的“啟動”和“停止”，

TCON（88H）6單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!定時器的結(jié)構(gòu)及工作原理在每個機(jī)器周期的S5P2期間采樣檢測引腳輸入電平。若前一個機(jī)器周期采樣值為“1”，后一個機(jī)器周期采樣值為“0”，則計(jì)數(shù)器加1。新的計(jì)數(shù)值在檢測到輸入引腳電平發(fā)生“1”到“0”的負(fù)跳變（下降沿）后，于下一個機(jī)器周期的S3P1期間裝入計(jì)數(shù)器中。由于CPU需要兩個機(jī)器周期來識別一個“1”到“0”的跳變信號，所以最高的計(jì)數(shù)頻率為振蕩周期的1/24。P1P2S1振蕩周期狀態(tài)周期機(jī)器周期機(jī)器周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P27單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!可編程定時器的工作方式、啟動、停止、溢出標(biāo)志、計(jì)數(shù)器等都是可編程的——通過設(shè)置寄存器TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1和TL1實(shí)現(xiàn)。當(dāng)設(shè)置了定時器的工作方式并啟動定時器工作后，定時器就按被設(shè)定好的工作方式獨(dú)立工作，不再占用CPU，只有在計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出時才向CPU申請中斷，占用CPU。由此可見，定時器是單片機(jī)中工作效率高且應(yīng)用靈活的部件。定時器的結(jié)構(gòu)及工作原理8單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!定時器的TMOD和TCON寄存器8051單片機(jī)定時器主要有幾個特殊功能寄存器組成： TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1,TL1。TMOD：設(shè)置定時器的工作方式；TCON：控制定時器的啟動和停止；TH0和TL0

：存放定時器T0的初值或計(jì)數(shù)結(jié)果；TH0存放高8位，TL0存放低8位；TH1和TL1

：存放定時器T1的初值或計(jì)數(shù)結(jié)果；TH1存放高8位，TL1存放低8位；9單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!低4位與外部中斷有關(guān)，高4位的功能如下:

(1)TF1、TF0

—計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位 定時器T0或T1計(jì)數(shù)溢出時，由硬件自動將此位置“1”；

TFx可以由程序查詢，也是定時中斷的請求源；

(2)TR1、TR0

—計(jì)數(shù)運(yùn)行控制位

TRx=1:

啟動定時器/計(jì)數(shù)器工作

TRx=0:

停止定時器/計(jì)數(shù)器工作控制寄存器TCON10單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!定時/計(jì)數(shù)器的初始化51單片機(jī)的定時器/計(jì)數(shù)器是可編程的，但在進(jìn)行定時或計(jì)數(shù)之前要對程序進(jìn)行初始化，具體步驟如下：（1）對TMOD賦值，以確定定時器的工作模式；（2）置定時/計(jì)數(shù)器初值，直接將初值寫入寄存器的TH0、TL0或TH1、TL1；（3）根據(jù)需要，對IE置初值，開放定時器中斷；（4）對TCON寄存器中的TR0或TR1置位，啟動定時/計(jì)數(shù)器，置位以后，計(jì)數(shù)器即按規(guī)定的工作模式和初值進(jìn)行計(jì)數(shù)或開始定時。11單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!定時器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用定時器的工作方式12單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!方式0

M1、M0設(shè)置為00，為13位計(jì)數(shù)器，以T1為例，其框圖如下:定時器的工作方式——方式0計(jì)數(shù)脈沖輸入加1計(jì)數(shù)器13單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!定時器的工作方式——方式0當(dāng)C/T=0時，為定時工作模式，開關(guān)接到振蕩器的12分頻器輸出上，計(jì)數(shù)器對機(jī)器周期脈沖計(jì)數(shù)。其定時時間為：

(213-初值)×振蕩周期×12

例如：若晶振頻率為12MHz，則最長的定時時間為(213-0)×(1/12)×12us=8.191ms當(dāng)C/T=1時，為計(jì)數(shù)工作模式，開關(guān)與外部引腳T1(P3.5)接通，計(jì)數(shù)器對來自外部引腳的輸入脈沖計(jì)數(shù)。當(dāng)外部信號發(fā)生負(fù)跳變時計(jì)數(shù)器加1。

14單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!方式1

M1、M0=01，為16位的計(jì)數(shù)器，除位數(shù)外，其他與方式0相同。其定時時間為：

(216-初值)×振蕩周期×12

例如：若晶振頻率為12MHz，則最長的定時時間為

(216-0)×(1/12)×12us=65.536ms定時器的工作方式——方式115單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!優(yōu)點(diǎn)：

方式0和方式1用于循環(huán)重復(fù)定時或計(jì)數(shù)時，在每次計(jì)數(shù)器擠滿溢出后，計(jì)數(shù)器復(fù)0。若要進(jìn)行新一輪的計(jì)數(shù)，就得重新裝入計(jì)數(shù)初值。這樣一來不僅造成編程麻煩，而且影響定時精度。而方式2具有初值自動裝入的功能，避免了這個缺點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)精確的定時。缺點(diǎn)： 只有8位計(jì)數(shù)器，定時時間短、計(jì)數(shù)范圍小。其定時時間為：

(28-初值)×振蕩周期×12若晶振頻率為12MHz，則最長的定時時間為(28-0)×(1/12)×12us=0.256ms定時器的工作方式——方式2方式2工作過程圖

(x=0,1)。16單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!定時器的編程和應(yīng)用編程說明51單片機(jī)的定時器是可編程的，但在進(jìn)行定時或計(jì)數(shù)之前要對程序進(jìn)行初始化，具體步驟如下：（1）確定工作方式字：對TMOD寄存器正確賦值；（2）確定定時初值：計(jì)算初值，直接將初值寫入寄存器的TH0、TL0或TH1、TL1； 初值計(jì)算：設(shè)計(jì)數(shù)器的最大值為M，則置入的初值X為： 計(jì)數(shù)方式：X=M-計(jì)數(shù)值 定時方式：由(M-X)T=定時值,得X=M-定時值/T T為計(jì)數(shù)周期，是單片機(jī)的機(jī)器周期。 （模式0M為213，模式1M為216，模式2和3M為28）（3）根據(jù)需要，對IE置初值，開放定時器中斷；（4）啟動定時/計(jì)數(shù)器，對TCON寄存器中的TR0或TR1置位，置位以后，計(jì)數(shù)器即按規(guī)定的工作模式和初值進(jìn)行計(jì)數(shù)或開始定時。17單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!定時器的編程和應(yīng)用步：確定工作方式字 方式0(13位)最長可定時8.192ms;

方式1(16位)最長可定時65.536ms;

方式2(8位)最長可定時256s。T0為方式0，M1M0=00定時工作狀態(tài)，C/T=0GATE=0，不受INT0控制，T1不用全部取“0”值。故TMOD=00H18單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!例2

將[例1]中的輸出方波周期改為1秒。

分析：周期為1s的方波要求500ms的定時。

(1)T0工作方式的確定

因定時時間較長，采用哪一種工作方式？由各種工作方式的特性，可計(jì)算出:

方式0(13位)最長可定時8.192ms;

方式1(16位)最長可定時65.536ms;

方式2(8位)最長可定時256s。

所以采用定時器定時加軟件計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)延長定時。 選方式1，定時50ms，軟件計(jì)數(shù)10次。

50ms×10=500ms。

所以，TMOD=01H定時器的編程和應(yīng)用以上各方式都不滿足要求19單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!以上的定時程序中，程序都要重置計(jì)時器初值，這樣從定時器溢出發(fā)出溢出標(biāo)志，到重裝完定時器初值，在開始計(jì)數(shù)，之間總會有一段時間間隔，使定時時間增加了若干微秒，造成定時不夠精確。 為了減小這種定時誤差，單片機(jī)中設(shè)置了工作方式2(自動重裝初值)，則可避免上述因素，省去程序中重裝初值的指令，實(shí)現(xiàn)精確定時。但是工作方式2的缺點(diǎn)是只有8位計(jì)數(shù)器，定時時間受到很大限制。定時器的編程和應(yīng)用20單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!定時器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用21單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!定時器的結(jié)構(gòu)及工作原理組成：兩個16位的定時器T0和T1，以及他們的工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON等組成。內(nèi)部通過總線與CPU相連。定時器T0和T1各由兩個8位特殊功能寄存器TH0、TL0、TH1、TL1構(gòu)成。工作方式寄存器TMOD：用于設(shè)置定時器的工作模式和工作方式；控制寄存器TCON：用于啟動和停止定時器的計(jì)數(shù)，并控制定時器的狀態(tài)；單片機(jī)復(fù)位時，兩個寄存器的所有位都被清0。8051定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖22單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!定時器的結(jié)構(gòu)及工作原理當(dāng)控制信號定時器工作在定時方式；加1計(jì)數(shù)器對脈沖f進(jìn)行計(jì)數(shù)，每來一個脈沖，計(jì)數(shù)器加1，直到計(jì)時器計(jì)滿溢出；因?yàn)?，即一個計(jì)數(shù)脈沖的周期就是一個機(jī)器周期；計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的是機(jī)器周期脈沖個數(shù)。從而實(shí)現(xiàn)定時。當(dāng)控制信號定時器工作在計(jì)數(shù)方式；加1計(jì)數(shù)器對來自輸入引腳T0(P3.4)和T1(P3.5)的外信號脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，每來一個脈沖，計(jì)數(shù)器加1，直到計(jì)時器計(jì)滿溢出；TxTHxTFxTLxTRxINTx定時計(jì)數(shù)

控制信號K“1”啟動，計(jì)數(shù)器運(yùn)行；“0”停止，計(jì)數(shù)器停止；定時器/計(jì)數(shù)器原理框圖加1計(jì)數(shù)器23單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!P1P2S1振蕩周期時鐘周期機(jī)器周期機(jī)器周期指令周期XTAL2(OSC)S2S3S4S5S6S1S2S4S5S3S6P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2振蕩周期、時鐘周期、機(jī)器周期和指令周期24單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!定時器的結(jié)構(gòu)及工作原理定時/計(jì)數(shù)器對輸入信號的要求外部計(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12MHz頻率的晶體，則可輸入500KHz的外部脈沖。輸入信號的高、低電平至少要分別保持一個機(jī)器周期。 如圖所示，圖中Tcy為機(jī)器周期。25單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!定時器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用定時器的TMOD和TCON寄存器26單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!工作方式控制寄存器TMOD

8位分為兩組，高4位控制T1，低4位控制T0。(1)GATE—門控位

0:

以TRX(X=0,1)來啟動定時器/計(jì)數(shù)器運(yùn)行。

1:

用外中斷引腳(INT0*或INT1*)上的高電平和TRX來啟 動定時器/計(jì)數(shù)器運(yùn)行。(2)M1、M0—工作方式選擇位

M1M0

工作方式

00

方式0，13位定時器/計(jì)數(shù)器。

01

方式1，16位定時器/計(jì)數(shù)器。

10

方式2，8位常數(shù)自動重新裝載

11

方式3，僅適用于T0，

T0分成兩個8位計(jì)數(shù)器，T1停止計(jì)數(shù)。(3)C/T*—計(jì)數(shù)器模式和定時器模式選擇位

0:

定時器模式。

1:

計(jì)數(shù)器模式。(4)TMOD無位地址，不能位尋址。(5)復(fù)位時，TMOD所有位均為“0”。27單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!28單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!定時/計(jì)數(shù)器的初始化初值計(jì)算：

設(shè)計(jì)數(shù)器的最大值為M，則置入的初值X為：計(jì)數(shù)方式：X=M-計(jì)數(shù)值定時方式：由(M-X)T=定時值,得X=M-定時值/TT為計(jì)數(shù)周期，是單片機(jī)的機(jī)器周期。（模式0:M為213，模式1:M為216，模式2和3:M為28）例如：機(jī)器周期為1μs時，若工作在模式0，則最大定時值為:213×1μs=8.192ms

若工作在模式1,則最大定時值為:216×1μs=65.536ms29單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!定時器T0有4種工作方式： 即：方式0，方式1，方式2，方式3。定時器T1有3種工作方式： 即：方式0，方式1，方式2。定時器的工作方式30單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!定時器的工作方式——方式0TH1

D12

D11

D10

D9

D8

D7

D6

D5TL1×

×

×

D4

D3

D2

D1

D0在這種方式下，16位寄存器TH1和TL1只用13位，由TH1的8位和TL1的低5位組成。TL1的高3位不定。當(dāng)TL1的低5位計(jì)數(shù)溢出時，向TH1進(jìn)位。而TH1計(jì)數(shù)溢出時，則向中斷標(biāo)志位TF1進(jìn)位（即硬件將TF1置1），并請求中斷。可通過查詢TF1是否置“1”或考察中斷是否發(fā)生來判定定時器T1的操作完成與否。31單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!定時器的工作方式——方式0GATE控制定時器Tx(T1或T0)的條件：(1)當(dāng)GATE=0時，“或門”輸出恒為1，“與門”的輸出信號K由TRx決定(即此時K=TRx)，定時器不受INTx輸入電平的影響，由TRx直接控制定時器的啟動和停止。

TRx=1；計(jì)數(shù)啟動；

TRx=0；計(jì)數(shù)停止；(2)當(dāng)GATE=1時，“與門”的輸出信號K由INTx輸入電平和TRx位的狀態(tài)一起決定(即此時K=TRx·INTx)， 當(dāng)且僅當(dāng)TRx=1且INTx=1(高電平)時，計(jì)數(shù)啟動；

否則，計(jì)數(shù)停止。

返回32單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!方式2

M1、M0=10，為自動恢復(fù)初值的8位計(jì)數(shù)器，等效框圖如下:TLx作為8位計(jì)數(shù)器，THx作為重置初值的緩沖器。定時器的工作方式——方式2

THx作為常數(shù)緩沖器，當(dāng)TLx計(jì)數(shù)溢出時，在置“1”溢出標(biāo)志TFx的同時，還自動的將THx中的初值送至TLx，使TLx從初值開始重新計(jì)數(shù)。定時器/計(jì)數(shù)器的方式2工作過程如圖(x=0,1)。33單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!定時器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用定時器的編程和應(yīng)用34單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!定時器的編程和應(yīng)用

例1

要在P1.0上輸出一個周期為2ms的方波，假設(shè)系統(tǒng)振蕩頻率采用12MHz。

利用T0方式0產(chǎn)生1ms的定時

方波的周期用T0來確定，讓T0每隔1ms計(jì)數(shù)溢出1次，即TF0=1；查詢到TF0=1則CPU對P1.0取反。即要使P1.0每隔1ms取反一次。35單片機(jī)定時器考小題大題共38頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!定時器的編程和應(yīng)用第二步：計(jì)算1ms定時的初值X

設(shè)初值為X，則有: (21