第四章定时计数器

1、第四章第四章 8051单片机定时单片机定时/计数器计数器教学目的： 1、通过本章的学习，使学生了解80C51单片机定时/计数器的结构，掌握定时/计数器的工作原理、相关特殊功能寄存器的设置方法； 2、使学生掌握定时/计数器程序设计步骤和设计方法。教学重点： 1、定时/计数器架构； 2、工作方式寄存器TMOD、控制寄存器TCON的功能和设置 3、定时/计数器应用编程思路和方法。教学难点： 1、定时/计数器工作原理； 2、定时/计数器工作方式； 3、定时/计数器应用编程。概述 8051单片机内部集成了2个个可编程的定时/计数器：T0和T1。它们既可以工作在定时定时模式模式，也可以工作在计数计数模式模

2、式，此外，T1还可以作为串行口串行通信时串行口串行通信时的波特率发波特率发生器生器。 定时/计数器的实质实质是一个加加1计数器计数器，它可以与CPU并行并行（相互独立相互独立）工作。一、定时/计数器的结构（硬件资源） 1、2个个分别有高高8位位和低低8位位寄存器组成的 加加1计数器：T0、T1； 2、定时/计数器工作方式寄存器工作方式寄存器TMOD； 3、定时/计数器控制寄存器控制寄存器TCON.二、定时、计数器工作原理 定时/计数器实质实质是加加1计数器计数器，当有外界信号触发触发时，定时/计数器加加1，当定时/计数器为全全1时，再再来一个来一个触发信号触发信号，定时/计数器就从全全1变成全

3、全0，此时此时，定时/计数器产生产生一个溢出信号溢出信号，该信号使使TCON中相应的TF位置置1，定时/计数器T向向CPU提出提出中中断请求断请求。 外界的触发信号触发信号（触发脉冲）有两个两个来源，一个是由系统的时钟振荡器系统的时钟振荡器输出的时钟脉时钟脉冲冲，经12分频分频后送来（称为机器周期脉机器周期脉冲冲）；另一个是由T0或T1引脚输入输入的外界外界脉冲脉冲。 每来一个脉冲一个脉冲，计数器加加1. 当使用内部内部时钟的机器周期脉冲机器周期脉冲作为触发信号触发信号时，由于此时机器周期是定值定值，只要知道计数器的值计数器的值N0，则计数器值数器值与机器周期机器周期的乘积N0t0是一个确确定

4、的值定的值，称为定时模式定时模式； 当使用外部脉冲外部脉冲时，每来一个脉冲，计数一次，称为计数模式计数模式。在计数模式时，单片机在每个每个机机器周期器周期的S5P2期间采样T引脚电平引脚电平，当某周期采样到高电平高电平，接下来一个周期采样到低电平低电平，计数器才加加1（但更新的计数值要在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器），因此，检测检测到一个外一个外部触发脉冲部触发脉冲需要2个机器周期个机器周期，故外部触发脉冲的周期周期要大于大于2个机器周期个机器周期（频率要小于频率要小于1/2f0）。三、定时/计数器的控制定时/计数器（T0、T1）可以与CPU并行并行（相互独立独立）工作，但定时/计数

5、器何时何时工作，采用什么方式什么方式工作等仍然仍然是由CPU控制控制的，当然，定时/计数器的工作结果结果也会对CPU有一定影响影响。 CPU是通过2个个特殊功能寄存器特殊功能寄存器TMOD和TCON对定时/计数器控制控制的。1、定时/计数器T控制寄存器TCONTCON是8位位的特殊功能特殊功能寄存器寄存器，物理地址为88H，可以位寻址位寻址，各位定义如下：TF1TR1TF0TR0IT1IE1IT0IE0其中， TR1（TR0）：定时/计数器工作启动启动控制位。 TR1（TR0）=1，启动启动定时/计数器工作工作； TR1（TR0）=0，定时/计数器不工作不工作。 TR1（TR0）的值由软件软件

6、设置。 TF1（TF0）：定时/计数器T1（T0）中断中断请求标志位标志位。 当TF1（TF0）=1，表示定时/计数器对对CPU提出提出中断请求请求； 当TF1（TF0）=0，表示定时/计数器对对CPU无无中断请求请求。 当定时/计数器（T1或T0）由全全1变为变为全全0时，硬件电路硬件电路自动自动将将TF1（TF0）置置1； 当CPU响应响应T1（T0）中断中断时，由硬件电路硬件电路将将TF1（TF0）清零清零。 IT1（IT0）： 外部外部中断(T1)触发方式触发方式选择位选择位。 当IT1（IT0）=0时，外部中断为电平电平触发，且是低低电平有效有效； 当IT1（IT0）=1时，外部中断

7、为下降下降沿沿触发。 电平触发电平触发，CPU响应中断后，不能不能自动自动撤撤销销中断请求；下降沿触发下降沿触发，由硬件自动撤自动撤销销 IE1（IE0）： 外部中断T1(T0)请求请求标志位。 IE1（IE0）=1，表示外部中断源()对CPU有有中断请求中断请求； IE1（IE0）=0，表示外部中断源T1(T0)对CPU无无中断请求中断请求。 IE1（IE0）的值由硬件电路自动自动设置。2、工作方式寄存器TMODTMOD是8位位的特殊功能特殊功能寄存器寄存器，物理地址为89H，不能不能进行位寻址位寻址。其中的低低4位用于设置T0，高高4位用于设置T1。各位定义如下： GATE1M1 M0 G

8、ATE0M1M000TC11TC其中， GATE：门门控位。 当GATE=0时，只要只要用用软件软件使TCON中的TR为为1，就可启动启动T0或T1工作工作； 当GATE=1时，软件软件使使TCON中的TR为为1，同时同时还要还要外部中断引脚 ( )为高高电平电平时，才能才能启动启动T0或T1工作工作。0INT1INT :定时/计数器模式模式选择位。 =1，外外部脉冲触发（计数计数方式）； =0，内内部时钟触发方式（定时定时方式）。TCTCTC M1M0：定时/计数器T工作方式工作方式选择位。 M1M0=00，工作在方式方式0； M1M0=01，工作在方式方式1； M1M0=10，工作在方式方

9、式2； M1M0=11，工作在方式方式3。四、四种工作方式 工作方式方式0: 13位位计数方式 T的高高8位位TH全部全部参与计数，T的低低8位位TL的高高3位位不不参与计数。 赋计数器初值时，注意计数位置。其最大计数值为8192。这种方式是为了与Z80的兼容。* 工作方式1： 16位计数方式T的16位均均参与计数，最大计数值为65536. 工作方式2： 8位位计数方式 只有只有低低8位位TL参与计数参与计数。但当CPU响应定时/计数器中断后，高高8位位TH自动自动将其值送入送入低低8位位TL，不用不用软件软件输入TL的初值初值，计数特别是计时更精确更精确。其最大最大计数值为256. 工作方式

10、3： 在方式3下的T0和T1工作形式大不相同不相同，T0工作在方式3 时，TL0和TH0被分成两个独立独立的8位定时定时/计数器计数器。其中，TL0可作为定时器定时器或计数器计数器，而TH0只能只能作为定时器定时器。此时T1只能只能工作在方式式0、1和和2。 例：在P1.0口外接一个发光二极管，设计使其按50ms闪烁的程序，f0=12MHz使用定时/计数器定时。 解：采用查询查询的方式。 设置使用T0，定时/计数器工作在方式1，即T0工作在16位计数状态，TMOD=#01H。 T0的初值： （216-x）*1us=50ms X=216-50*103=65536-50000=15536=3CB0H程序流程图：开始P1.0=0Sp=#70hTmod=#01hTh0=3chTl0=0b0hTr0=1P1.0取反Tf0=0Tf0=0YN