第8章-STC11F定时器计数器

1、第第7 7章章 STC11F单片机的定时器单片机的定时器/计数器计数器7.1 定时器定时器/计数器的结构与原理计数器的结构与原理 两个两个16位加位加1计数器，计数器，THx+TLx成。成。TMOD工作方式寄存器；工作方式寄存器；TCON控制寄存器，控制寄存器，控制控制Tx的启、停及设置溢出标志；的启、停及设置溢出标志；AUXR辅助寄存器设定内部计数脉冲的分频系数。辅助寄存器设定内部计数脉冲的分频系数。 T0和和T1，可由程序选择作为定时器或作为计数器使用，定时时间或计数值也可程，可由程序选择作为定时器或作为计数器使用，定时时间或计数值也可程序设定。定时频率是振荡频率的序设定。定时频率是振荡频

2、率的1/12，计数是负跳变时加，计数是负跳变时加1。 定时器定时器/计数器可用程序选择不同的工作方式，计数器可用程序选择不同的工作方式，T0具有具有4种方式，种方式，T1具有具有3种方式种方式。 任一定时器任一定时器/计数器在定时时间到或计数值到时，可由程序安排产生中断请求信号计数器在定时时间到或计数值到时，可由程序安排产生中断请求信号或不产生中断请求信号。或不产生中断请求信号。1 . 工作方式工作方式寄存器寄存器TMOD （89H89H）M0M0M1M1C/TC/TGATEGATEM0M0M1M1C/TC/TGATEGATEB B0 0B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4B B5

3、 5B B6 6B B7 7注意注意 ：TMOD 不能位寻址！不能位寻址！7.2 定时器定时器/计数器的控制计数器的控制 GATE：门控位门控位。GATE0时，时，TRx置置1，启动工作；，启动工作； GATA1时，时，TRx置置1，同时外部中断，同时外部中断-INTx高电平时，启动工作。高电平时，启动工作。 C/-TC/-T：定时定时/ /计数模式选择位计数模式选择位。C/-T0 0定时；定时；C/-T1 1计数。计数。 M1M0：工作方式设置位。工作方式设置位。具体定义方式如下表：具体定义方式如下表：M1M0工作方式方式说明00013位定时/计数器 01116位定时/计数器 102可自动重

4、装入的8位定时/计数器 113T0分为2个8位定时器，T1无此方式 2. 2. 定时器定时器/ /计数器控制寄存器计数器控制寄存器TCON TCON （88H88H）B B7 7B B6 6B B5 5B B4 4B B3 3B B2 2B B1 1B B0 0TF1TF1TR1TR1TF0TF0TR0TR0IE1IE1IT1IT1IE0IE0IT0IT0中断请求标志 （已讲）触发方式（已讲）触发方式（已讲）0 低电平，低电平，1下降沿下降沿启动定时启动定时/ /计数器计数器0 0 停止，停止，1 1 启动启动7.2 定时器定时器/计数器的控制计数器的控制TRx：Tx运行控制位。运行控制位。T

5、Rx=1，Tx开始工作；开始工作； TRx=0，Tx停止工作。停止工作。 TRx由软件置由软件置1或清或清0。TFx：溢出中断请求标志位。溢出中断请求标志位。T0、T1计数溢出时，由硬件自动置位计数溢出时，由硬件自动置位 TFx=1。在中断允。在中断允许下，发出中断请求信号；在中断禁止下，可查询许下，发出中断请求信号；在中断禁止下，可查询TFx状态；响应中断后硬件状态；响应中断后硬件自动清自动清0。 TFx也可有软件置位或清也可有软件置位或清0，实现软中断。，实现软中断。3. 3. 辅助寄存器辅助寄存器AUXR AUXR （8EH8EH单元，单元，STC11FSTC11F增加）增加）B B7

6、7B B6 6B B5 5B B4 4B B3 3B B2 2B B1 1B B0 0T0 x12T0 x12T1x12T1x12UART_MOx6UART_MOx6BRTRBRTR-BRTx12BRTx12XRAMXRAMS1BRSS1BRS7.2 定时器定时器/计数器的控制计数器的控制设置设置T0T0分频系数：分频系数：0-foscd0-foscd的的1212分频分频 1-1-不分频不分频设置设置T1T1分频系数：分频系数：0-foscd0-foscd的的1212分频分频 1-1-不分频不分频定时器定时器/计数器计数器T0有有4种工作方式，种工作方式，T1没有工作方式没有工作方式3。 1.

7、 方式方式0 当当M1M0=00 时，方式时，方式0为为13位定时器位定时器/计数器模式计数器模式，由，由TL0的低的低5位位+TH0的的8位组成。位组成。7.3 定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式 图图7.3 定时器定时器/计数器计数器0工作方工作方式式0的逻辑结构图的逻辑结构图定时模式时定时模式时，定时值，定时值 T(213-X) Tcy 计数模式时，计数模式时，计数值为计数值为N=213-X 初值还可以采用计数个数直接取补法获得初值还可以采用计数个数直接取补法获得。门控位门控位GATE具有特殊的作用：具有特殊的作用： 当当GATE=0时时，此时仅由，此时仅由TR0=1控控制与

8、门的开启，计数开始；制与门的开启，计数开始； 当当GATE=1时时，当，当TR0=1时，外中时，外中断引脚信号引脚的断引脚信号引脚的高电平启动计数高电平启动计数，外，外中断引脚信号引脚的中断引脚信号引脚的低电平停止计数低电平停止计数。这种方式常用来测量外中断引脚上正脉这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。冲的宽度。 注：注：STC15系列改进为系列改进为16位位重装常数方式重装常数方式 2. 2.方式方式1 1 当当M1M0=01 时方式，时方式，1为为16位定时器位定时器/计数器模式计数器模式，由，由TL0+TH0，其它控，其它控制逻辑与方式制逻辑与方式0相同相同 。 （上图（上图TL

9、0改改8位全用）位全用） 7.3 定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式 定时定时/ /计数值计数值 工作方式工作方式1计数时：计数值计数时：计数值N由式由式N=65536X 决定，计数范围为决定，计数范围为165536（216）。）。 工作方式工作方式1定时时：定时时间定时时：定时时间t 由式由式t=（65536-X）Tcy 决定。决定。 如果分频设定如果分频设定T0 x12=0, 则则12分频，分频， Tcy=12/fosc; 分频设定分频设定T0 x12=1, 则不分频，则不分频， Tcy=1/fosc。 3. 3.方式方式2 2 当当M1M0=10 M1M0=10 时，方式时，

10、方式2 2为自动重装载的为自动重装载的8 8位定时器位定时器/ /计数器模式。计数器模式。7.3 定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式 TL0 作为作为8 位加法计数器使用，位加法计数器使用，TH0 作为初值寄存器用。作为初值寄存器用。TH0、TL0 初初值都由软件预置。值都由软件预置。TL0 计数溢出时，置位计数溢出时，置位TF0且重装载且重装载TL0。 方式方式2 的计数范围为的计数范围为M=1256（28）； 方式方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。7.3 定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式图图7.7 定时器定时器/计数

11、器计数器0工作方式工作方式3的逻辑结构图的逻辑结构图 4. 方式方式3 当当M1M0=11 时，定时器时，定时器/计数器计数器0 设定为工作方式设定为工作方式3。将。将T0分成为两个独立的分成为两个独立的8位位计数器计数器TL0和和TH0 。方式方式3 只适用于定时器只适用于定时器T0，当定时器，当定时器T1 处于方式处于方式3 时，相当于时，相当于TR1=0，T1 将停止工作。将停止工作。控制资源的占用：控制资源的占用： TL0占用占用T0的全部控制位的全部控制位C/-T 、GATE、TR0、TF0及及-INT0 ，TL0 既可作既可作为定时器使用，也可作为计数器使用。为定时器使用，也可作为

12、计数器使用。 TH0借用了借用了T1的控制位的控制位TR1、TF1，此，此时时TH0只能作为非门控方式的定时器使用。只能作为非门控方式的定时器使用。 T1只能作为串口波特率发生器使用。只能作为串口波特率发生器使用。 设设Tx运行于计数器模式，要求计数运行于计数器模式，要求计数X个外部脉冲后个外部脉冲后T0（或（或T1）回零，则）回零，则计计数初值数初值C的求取方法的求取方法如下：如下： 7.3 定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式5 计数初值的计算方法计数初值的计算方法因为因为,计数器溢出的含义是指加满到计数器的模值计数器溢出的含义是指加满到计数器的模值2n(n位计数位数位计数位数)

13、，即，即 X + C = 模模=2n所以所以, 可见，计数初值的大小等于需要计数的个数可见，计数初值的大小等于需要计数的个数X求补运算后的结果。求补运算后的结果。 设设Tx运行于定时器模式，需定时运行于定时器模式，需定时ts，则计数脉冲个数为，则计数脉冲个数为X=t/Tcy，（，（Tcy为为考虑分频系数后的时钟周期），同理可知，考虑分频系数后的时钟周期），同理可知，定时初值为定时初值为 (t/Tcy )求补。求补。例例: T0运行于计数器状态，工作于方式运行于计数器状态，工作于方式1（16位方式），要求外部引脚出现位方式），要求外部引脚出现3个脉个脉冲后，冲后，T0计满溢出而申请中断，试求计数

14、初值计满溢出而申请中断，试求计数初值C。解：解： 又例：又例：T0运行于定时器状态，时钟振荡周期为运行于定时器状态，时钟振荡周期为12MHz，要求定时，要求定时100s。求不同工。求不同工作方式时的定时初值。（设作方式时的定时初值。（设T0 x12=0）B1000000001100方式方式0(13位方式位方式)：C =(64H)求补求补=0000001100100+1=1F9CH解：解： 因为机器周期因为机器周期Tcy =()/ 12MHZ = 1s ；（T0 x12）是分频值）是分频值1、12 所以要计数的机器周期个数为所以要计数的机器周期个数为100，即，即64H。注意：定时器注意：定时器

15、/计数器在工作方式计数器在工作方式0时的初值装入方法！（低时的初值装入方法！（低5位，高位，高8位）位）方式方式1(16位方式位方式)：C =(64H)求补求补=0000000001100100+1=FF9CH方式方式2(8位方式位方式) ： C =(64H)求补求补 = 01100100+1 = 9CH7.3 定时器定时器/计数器的工作方式计数器的工作方式7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例课后作业，准备下节课堂调试要求课后作业，准备下节课堂调试要求在例题在例题7.1基础上，晶振基础上，晶振24MHz, 修改程序，调试到修改程序，调试到LED在在0.30.6秒之间频率秒之间

16、频率闪烁。可通过查询方式和中断方式分别实现。闪烁。可通过查询方式和中断方式分别实现。下一节课先讲例题下一节课先讲例题7.2、7.3， 然后调试示例然后调试示例5 和示例和示例6对定时器对定时器/ /计数器初始化编程一般包括以下计数器初始化编程一般包括以下5 5个步骤：个步骤：对对TMODTMOD赋值，赋值，以确定工作方式；以确定工作方式；对对AUXR赋值，赋值，以确定分频系数；以确定分频系数；计算定时计算定时初值，初值，并写入寄存器并写入寄存器TH0TH0、TL0TL0或或TH1TH1、TL1TL1中。中。置位置位EAEA、置位、置位ETXETX，设置，设置IP,IP,允许中断及确定优先级（需

17、要时）。允许中断及确定优先级（需要时）。置位置位TRXTRX启动定时器启动定时器/ /计数器。计数器。7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例注意！注意！1）在正确编写中断服务程序，除考虑如何实现要求的定时）在正确编写中断服务程序，除考虑如何实现要求的定时/计数功能外，应计数功能外，应注意是否需要恢复定时器的时间常数。注意是否需要恢复定时器的时间常数。2）对于较长范围的定时）对于较长范围的定时/计数，可以结合软件计数的方法予以扩展。计数，可以结合软件计数的方法予以扩展。3）外部输入脉冲的最高频率不能超过振荡频率的）外部输入脉冲的最高频率不能超过振荡频率的1/24，脉冲宽度应不小于

18、一，脉冲宽度应不小于一个机器周期。个机器周期。4）计算定时初值不要忘记分频系数（）计算定时初值不要忘记分频系数（1、12）。）。 例例7.1 若若STC11F单片机的晶振频率为单片机的晶振频率为12MHz，要求利用，要求利用T0方式方式0，定时分频系数，定时分频系数12 ，P1.0引脚输出周期为引脚输出周期为2ms的方波的方波（课本用（课本用T1方式方式1，10ms）。）。思路：思路：若要产生周期为若要产生周期为2ms的方波，只要每的方波，只要每1ms将信号的幅值由将信号的幅值由0变到变到1或由或由1变到变到0即即可，可采用取反指令可，可采用取反指令CPL来实现。为了提高来实现。为了提高CPU

19、的效率，可采用定时方式的效率，可采用定时方式0中断，每中断，每1ms产生一次中断，在中断服务程序中将输出信号取反即可。产生一次中断，在中断服务程序中将输出信号取反即可。 7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例解：解：1)1)计算计数初值：计算计数初值：要定时要定时1ms1ms，用方式，用方式0(130(13位定时器位定时器) )就可实现。就可实现。 由于晶振为由于晶振为12MHz12MHz，所以机器周期，所以机器周期TcyTcy为为1 1 s s。 所以：所以：X Xt/ Tcyt/ Tcy 1 110103 3/1/110106 61000=3E8H1000=3E8H 计数常

20、数为：计数常数为：C=(3E8H)C=(3E8H)补补= +1= 1110000011000B= +1= 1110000011000B=1C18H1C18H 初值初值=1110,0000,=1110,0000,XXXXXX1,1000B =1,1000B =E018E018H H 00011111010002)2)确定确定TMODTMOD内容：内容：T0T0工作于定时器方式工作于定时器方式0 0，M1M0=00HM1M0=00H、C/-T=0C/-T=0、GATE=0GATE=0；定时；定时器器T1T1不用，取为全不用，取为全0 0，于是，于是TMOD = 00000000B = 00HTMO

21、D = 00000000B = 00H。 3) 程序设计（查询方式）程序设计（查询方式） ORG 0000H AJMP MIAIN MAIN: ORG 0030H ；主程序；主程序 MOV TMOD，#00H MOV TH0，#0E0H ;E018H ;1mS初值初值 MOV TL0，#18H SETB TR0 ；启动；启动T0Check_TF0: JBC TF0 Time_overflow ；查询；查询T0溢出标志溢出标志 SJMP Check_TF07.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例Time_overflow: CPL P1.0 ；输出方波；输出方波 MOV TH0，#

22、0E0H ；重装计数初值；重装计数初值 MOV TL0，#18H SJMP Check_TF0 END4) 程序设计（中断方式）程序设计（中断方式） ORG 0000H AJMP MIAIN ORG 000BH ；T0中断服务程序入口中断服务程序入口 LJMP Time0_ISR ORG 0030H ；主程序；主程序MAIN: MOV TMOD，#00H MOV TH0，#0E0H ;E018H ;1mS初值初值 MOV TL0，#18H SETB EA ；开全局中断；开全局中断 SETB ET0 ；允许；允许T0中断中断 SETB TR0 ；启动；启动T0 SJMP $ ；暂停，等待中断；暂

23、停，等待中断7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例Time0_ISR CPL P1.0 ；输出方波；输出方波 MOV TH0，#0E0H ；重装计数初值；重装计数初值 MOV TL0，#18H RETI ；中断返回；中断返回 END7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例课堂调试示例工程课堂调试示例工程5_定时器控制定时器控制P0口输出口输出7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例例例7.2 利用定时利用定时/计数器扩展外中断源计数器扩展外中断源法一：第六章法一：第六章3节补充：设置节补充：设置T0、T1下降沿触发下降沿触发TF0、TF1，引发中断，

24、引发中断T1CKLOT1CKLOBRTCLKOBRTCLKO-T1_PIN_IET1_PIN_IERXD_PIN_IERXD_PIN_IE-B B0 0B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4B B5 5B B6 6B B7 7WAKE_CLKOT0_PIN_IET0_PIN_IET0CKLOT0CKLO置置“1”各位可以使相应引脚的下降沿触发中断标志各位可以使相应引脚的下降沿触发中断标志法二：置计数初值为满，一个脉冲引发中断法二：置计数初值为满，一个脉冲引发中断ORG 0000H AJMP MIAIN ORG 001BH ；T1中断服务程序入口中断服务程序入口 LJMP EXT1_I

25、SR ORG 0100H ；主程序；主程序MAIN: MOV TMOD，#60H MOV TH1，#0FFH ; 初值为满初值为满 MOV TL1，#0FFH SETB EA ；开全局中断；开全局中断 SETB ET1 ；允许；允许T1中断中断 SETB TR1 ；启动；启动T1 SJMP $ ；等待中断；等待中断7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例演示工程示例演示工程示例6_定时器扩展外中断定时器扩展外中断例例7.3 用定时器用定时器T1控制控制P1口口LED灯从左到右，再从右到左轮换流水点亮，灯间隔灯从左到右，再从右到左轮换流水点亮，灯间隔1S。设晶振频率为设晶振频率为1

26、2MHz，12分频。分频。解：当晶振频率为当晶振频率为12MHz时，计数周期时，计数周期Tcy=1s，方式，方式1的最大定时为的最大定时为655361s =65.6ms。1s定时只能采用定时器和软件计数相结合的方法来扩展定时时间。定时只能采用定时器和软件计数相结合的方法来扩展定时时间。可将定时可将定时器的定时时间设为器的定时时间设为50ms溢出中断，用溢出中断，用R3作作50mS计数器，中断够计数器，中断够20次为次为1S。7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例3)中断方式实现：中断方式实现： ORG 001BH ；T1中断入口中断入口 AJMP Time1_ISR ORG 0

27、040H ；主程序；主程序MAIN:MOV TMOD，#10H MOV TH1，#3CH ;50mS初值初值 MOV TL1，#0B0H MOV R3，#10 ;计数次数计数次数 SETB EA ；开；开CPU中断中断1)计算计数初值：计算计数初值：C = 3CB0H2)2)确定确定TMODTMOD内容：内容：TMOD = 00010000B = 10H SETB ET1 ;允许允许T1中断中断 SETB TR1 MOV R2，#7 ;移位次数移位次数7 SJMP $Time1_ISR: MOV TH1，#3CH ;中断重装中断重装 MOV TL1，#0B0H DJNZ R3，Exit_Tim

28、e1_ISR;1S不到？不到？ MOV R3, #20 ;1S到！到！ JB 00H, Right_shift ;判右移标志判右移标志 RL A ;左移左移 MOV P1，A DJNZ R2,Exit_Time1_ISR ;移到最左？移到最左？7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例 SETB 00H ;置右移标志置右移标志 MOV R2，#7 ;移位次数移位次数7 SJMP Exit_Time1_ISR Right_shift: RR A ;右移右移 MOV P1， A DJNZ R2，Exit_Time1_ISR ;右移完？右移完？ CLR 00H ;清右移标志清右移标志 M

29、OV R2, #7Exit_Time1_ISR: RETI END7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例思考思考1：不准用不准用R2为计数次数，怎样判断计数到？为计数次数，怎样判断计数到？ （CLR C, RLC, RRC, JC或或JNC）思考思考2：关于关于50mS初值？初值？ Xt/ Tcy 50mS 10350000=(142520)8 =1100,0011,0101,0000B计数常数为：计数常数为：C=(1100,0011,0101,0000B)补补=3CB0H思考思考3：关于关于24MHz定时器初值？定时器初值？ 只有按只有按25mS定时来计算。定时来计算。 Xt

30、/ Tcy 25mS / 0.5S=25103 250000，结，结果初值相同，但计数寄存器果初值相同，但计数寄存器R2的设定值可要翻倍。的设定值可要翻倍。通过例题通过例题7.3思考一下问题：思考一下问题：7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例 4) C51语言中断实现：语言中断实现：#include #include /包含循环左移、右移子函数包含循环左移、右移子函数#define uchar unsigned char#define uint unsigned char/*-定义全局变量定义全局变量-*/uchar LED=0 xfe;uchar i=0;uchar t=0

31、 ; /循环计数循环计数/*-T1初始化子函数初始化子函数-*/void Timer1_init(void) TMOD=0 x10; TH1=0 x3c; TL1=0 xb0; ET1=1; EA=1; TR1=1; /*-LED循环显示子函数循环显示子函数-*/void shift(void) P1=LED; t+; if(t=7) LED=_crol(LED,1) ; /循环左移一位循环左移一位 else if(t15) LED=_cror(LED,1); /循环右移一位循环右移一位 else t=0; 7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例/*-TI中断服务子函数中断服务

32、子函数-*/void Timer1_int(void) interrupt 3 using 1 / T1，3号中断，用号中断，用reg 1组组 TH1=0 x3c; /重装初值重装初值 TL1=0 xb0; i+; / 50mS计数计数 if(i=20) / 计数到计数到20次次 i=0; shift(); /调循环显示调循环显示/*-主函数主函数-*/void main(void) Timer1_init(); / 调调T1初始化子函数初始化子函数 while(1); / 一直循环一直循环,等待中断等待中断附例附例 用定时器用定时器/计数器测量脉冲宽度计数器测量脉冲宽度。设设fosc=12M

33、Hz，外部待测脉冲由，外部待测脉冲由-INT0(P3.2)输入，输入，T0工作在方式工作在方式1，设置为定时状态，设置为定时状态，GATE置为置为“1”，测试时，在，测试时，在-INT0端为端为“0”时置时置TR0为为“1”，当，当 -INT0端变为端变为“1”时启动定时器；时启动定时器；-INT0 端再次变为端再次变为“0”时时停止计数，测得正脉冲的宽度。停止计数，测得正脉冲的宽度。 解：解：本例为门控位本例为门控位GATE的使用举例的使用举例 当当GATE1、TR01时，只有时，只有-INT0引脚上出现高电平时，引脚上出现高电平时，T0才被允许计数。利用这才被允许计数。利用这一功能即可测试

34、引脚上正脉冲的宽度（机器周期数）。一功能即可测试引脚上正脉冲的宽度（机器周期数）。 7.4 定时器定时器/计数器的应用举例计数器的应用举例 ORG 0030HMAIN: MOV TMOD，09H ；T0方式方式1定时定时GATE1 MOV TL0，00H MOV TH0，00H JB P3.2，RLL1 ；等待；等待P3.2变低变低 SETB TR0 ；启动；启动T0 JNB P3.2，RLL2 ；等待；等待P3.2变高变高 JB P3.2，RLL3 ；等待；等待P3.2再次变低再次变低 CLR TR0 ；T0停止计数停止计数 MOV A，TL0 ；存计数值到；存计数值到A 、B MOV B，

35、TH0 END 7.5 STC11F单片机的可编程时钟输出单片机的可编程时钟输出三个时钟输出端：三个时钟输出端：CLKOUT0(P3.4); CLKOUT1(P3.5); CLKOUT2(P1.0)三个控制器件：三个控制器件： T0方式方式2 T1方式方式2 BRT独立波特率发生器独立波特率发生器三个控制寄存器：三个控制寄存器： WAKE_CLKO; AUXR; BRT7.5.1 STC11F单片机的可编程时钟单片机的可编程时钟T1CKLOT1CKLOBRTCLKOBRTCLKO-T1_PIN_IET1_PIN_IERXD_PIN_IERXD_PIN_IE-B B0 0B B1 1B B2 2B B3 3B B4 4B B5 5B B6 6B B7 7WAKE_CLKOT0_PIN_IET0_PIN_IET0CKLOT0CKLO置置“1”各位可以使