定时计数与实验验证

09:57应用电子系1二、定时计数与实验验证单片机内部资源应用

定时/计数器是单片机系统一个重要的部件，其工作方式灵活、编程简单、使用方便，可用来实现定时控制、延时、频率测量、脉宽测量、信号发生、信号检测等。此外，定时/计数器还可作为串行通信中波特率发生器。1．定时/计数器的结构一.定时/计数器概述内部总线工作方式工作方式TH1TL1TH0TL0TCONTMODT1(P3.5)T0(P3.4)微处理器定时器:对片内机器时钟(周期方波)进行计数计数器:对Tx引脚输入的负脉冲进行计数09:57应用电子系2二、定时计数与实验验证单片机内部资源应用二、定时计数与实验验证80C51内部有两个定时/计数器T0和T1，其核心是计数器，基本功能是加1。对外部事件脉冲（下降沿）计数，是计数器；对片内机周脉冲计数，是定时器。计数器由二个8位计数器组成。定时时间和计数值可以编程设定。方法：在计数器内设置一个初值，然后加1计满后溢出。调整计数器初值，可调整从初值到计满溢出的数值，即调整了定时时间和计数值。定时/计数器作为计数器时，外部事件脉冲必须从规定的引脚输入。且外部脉冲的最高频率不能超过时钟频率的1/24。09:57应用电子系3单片机内部资源应用二、定时计数与实验验证⒈定时/计数器控制寄存器TCONTCONT1中断标志T1运行标志T0中断标志T0运行标志INT1中断标志INT1触发方式INT0中断标志INT0触发方式位名称TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0位地址8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H二

定时/计数器的控制寄存器09:57应用电子系4单片机内部资源应用09:57应用电子系5二、定时计数与实验验证单片机内部资源应用TCON低4位与外中断、有关，已在中断中叙述。高4位与定时/计数器T0、T1有关。⑴TF1:定时/计数器T1溢出标志。⑵TF0:定时/计数器T0溢出标志。⑶TR1:定时/计数器T1运行控制位。TR1=1,T1运行;TR1=0,T1停。⑷TR0:定时/计数器T0运行控制位。TR0=1,T0运行;TR0=0,T0停。TCON的字节地址为88H，每一位有位地址，均可位操作。二、定时计数与实验验证高4位控制T1低4位控制T0门控位计数/定时方式选择工作方式选择门控位计数/定时方式选择工作方式选择GC/TM1M0GC/TM1M0TMOD用于设定定时/计数器的工作方式低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。⒉定时/计数器工作方式控制寄存器TMOD09:57应用电子系6单片机内部资源应用⑴M1M0——工作方式选择位M1M0工作方式功能00方式013位计数器01方式116位计数器10方式2两个8位计数器，初值自动装入11方式3两个8位计数器，仅适用T009:57应用电子系7二、定时计数与实验验证单片机内部资源应用⑵C/T——计数/定时方式选择位

C/T=1,计数工作方式,对外部事件脉冲计数,用作计数器。

C/T=0,定时工作方式,对片内机周脉冲计数,用作定时器。⑶GATE——门控位

GATE=0，运行只受TCON中运行控制位TR0/TR1的控制。

GATE=1，运行同时受TR0/TR1和外中断输入信号的双重控制。只有当INT0/INT1=1且TR0/TR1=1,T0/T1才能运行。

TMOD字节地址89H,不能位操作,设置TMOD须用字节操作指令。09:57应用电子系8单片机内部资源应用二、定时计数与实验验证三

定时/计数器工作方式⒈工作方式0

13位计数器，由TL0低5位和TH08位组成，TL0低5位计数满时不向TL0第6位进位，而是向TH0进位，13位计满溢出，TF0置“1”。最大计数值213=8192。⒉工作方式1

16位计数器，最大计数值为216=65536。当fosc=12MHZ,最大定时65536S，而用方式0最大定时时间为8192S.09:57应用电子系9二、定时计数与实验验证单片机内部资源应用⒊工作方式2

8位计数器，仅用TL0计数，最大计数值为28=256，计满溢出后，一方面进位TF0，使溢出标志TF0=1；另一方面，使原来装在TH0中的初值装入TL0。优点：定时初值可自动恢复,TH0中存放初值;

缺点：计数范围小。

适用范围：需要重复定时，而定时范围不大的应用场合。09:57应用电子系10二、定时计数与实验验证单片机内部资源应用⒋工作方式3

方式3仅适用于T0，T1无方式3。⑴T0方式3

在方式3情况下,T0被拆成二个独立的8位计数器TH0、TL0。

TL0可以为定时/计数器；TH0只能作为8位定时器。

①TL0使用T0原有的控制寄存器资源:TF0,TR0,GATE,C/T,INT0,组成一个8位的定时/计数器；②TH0借用T1的中断溢出标志TF1,运行控制开关TR1,只能对片内机周脉冲计数,组成另一个8位定时器(不能用作计数器)。

⑵T0方式3情况下的T1T1由于其TF1、TR1被T0的TH0占用，计数器溢出时，只能将输出信号送至串行口，即用作串行口波特率发生器。09:57应用电子系11二、定时计数与实验验证单片机内部资源应用二、定时计数与实验验证其中:N与工作方式有关:方式0时,N=13；

方式1时,N=16；

方式2、3时,N=8。机周时间与主振频率有关:机周时间=12/foscfosc=12MHZ时，1机周=1S；fosc=6MHZ

时，1机周=2S。

四

定时/计数器的应用⒈计算定时/计数初值80C51定时/计数初值计算公式：09:57应用电子系12单片机内部资源应用解：⑴工作方式0：

213–500S/2S=8192-250=7942=1F06H 1F06H化成二进制： 1F06H=0001111100000110B =00011111000

00110B其中：低5位00110前添加3位000送入TL0 TL0=00000110B=06H；

高8位11111000B送入TH0TH0=11111000B=F8H。【例】已知晶振6MHz，要求定时0.5ms，试分别求出T0工作于方式0、方式1、方式2、方式3时的定时初值。09:5713单片机内部资源应用⑵工作方式1：

T0初值=216-500s/2s=65536–250=65286=FF06HTH0=FFH；TL0=06H。⑶工作方式2：

T0初值=28-500s/2s=256-250=6TH0=06H；TL0=06H。⑷工作方式3：

T0方式3时，被拆成两个8位定时器，定时初值可分别计算，计算方法同方式2。两个定时初值一个装入TL0，另一个装入TH0。因此：

TH0=06H；TL0=06H。09:57应用电子系14单片机内部资源应用⒉定时/计数器应用步骤⑴合理选择定时/计数器工作方式⑵计算定时/计数器定时初值(按上述公式计算)⑶编制应用程序①定时/计数器的初始化包括定义TMOD、写入定时初值、设置中断系统、启动定时/计数器运行等。②正确编制定时/计数器中断服务程序注意:若需要连续反复使用原定时时间，且未工作在方式2，则应在中断服务程序中重装定时初值。09:57应用电子系15二、定时计数与实验验证单片机内部资源应用【例】试用T1方式2编制程序，在P1.0引脚输出周期为400S的脉冲方波，已知fosc=12MHZ。解：①计算定时初值

T1初值=28-200s/1s=256–200=56=38HTH1=38H；TL1=38H②设置TMOD：

0

0

10

0000B=20HT0控制位，与T1无关

T1方式2T1定时器

T1启动与无关09:57应用电子系16单片机内部资源应用③编制程序：

ORG 0000H ;复位地址

LJMP MAIN ;转主程序

ORG 001BH ;T1中断入口地址

LJMP IT1 ;转T1中断服务程序

ORG 0100H ;主程序首地址MAIN:MOV TMOD,#20H ;置T1定时器方式2

MOV TL1,#38H ;置定时初值

MOV TH1,#38H ;置定时初值备份

MOV IP,#00001000B;置T1高优先级

MOV IE,#0FFH ;全部开中

SETB TR1 ;T1运行

SJMP $ ;等待T1中断

ORG0200H;T1中断服务程序首地址IT1: CPLP1.0;输出波形取反首地址

RETI;中断返回二、定时计数与实验验证【课堂练习题】

参照以上例题工作方式2与方式1，按下列要求分别修改程序： ①脉冲方波从P3.0输出； ②fosc=12MHz； ③脉冲方波脉宽分别为100s与1s； ④用定时/计数器T0；09:57应用电子系18单片机内部资源应用【例】已知晶振12MHZ，电路如图,要求利用定时器T0使图中发光二极管D进行秒闪烁。解：发光二极管进行秒闪烁。即一秒钟一亮一暗，亮500ms，暗500ms。晶振12MHz，每机周1s，T0方式1最大定时只能65ms余。取T0定时50ms，计数10次，即可实现500ms定时。单片机内部资源应用09:57应用电子系19①计算定时初值

T0初值=216-50000s/1s=65536–50000=15536=3CB0HTH0=3CH；TL0=B0H。②设置TMOD：

0000

0

0

01B=01HT0方式1

T0

与无关

T1控制位09:57应用电子系20单片机内部资源应用③编制程序：

ORG 0000H ;复位地址

LJMP MAIN ;转主程序

ORG 000BH ;T0中断入口地址

LJMP IT0 ;转T0中断服务程序

ORG 0100H ;主程序首地址MAIN:MOV TMOD,#01H ;置T0定时器方式1 MOV TH0,#3CH ;置T0初值50ms MOV TL0,#0B0H ; MOV IE,#10000010B;T0开中

MOV R7,#0AH ;置50ms计数器初值

SETB TR0 ;T0运行

SJMP $ ;等待中断

ORG0200HITO：MOVTH0，#3CH；重置T0初值50msMOVTLO，#0BOH

DJNZR7，GORET

；判500ms到否?CPLP1.7；500ms到，输出取反

MOVR7，#0AH；恢复50ms计数器初值GORET：RETI

【例】已知fosc=6MHz，检测T0引脚上的脉冲数，并将1s内的脉冲数显示在显示屏上，每隔1s刷新一次显示值(设一秒内脉冲数≤65535个)。

根据题目要求，T0用作计数器方式1，T1用作定时器方式1，定时100ms。

3)编制程序：

ORG0000HLJMPMAIN；转主程序

0RG000BHLJMPIT0；转T0中断服务程序

ORG001BHLJMPITl；转T1中断服务程序

ORG0100HMAIN：MOVSP，#60H；置堆栈

MOVTMOD，#15H；置T0计数器方式1,T1定时器方式1MOVTH0，#00H；置T0初值

MOVTL0，#00H；

MOVTH1,#3CH；置T1初值

MOVTL1，#0BOH；

SETBPT1；置T1为高优先级

MOVIE，#10001101B；TO、串口不开中，其余开中

SETBTR0；TO启动

SETBTRl；T1启动

MOVR7，#OAH；置lOOms计数器初值LDIR:LCALLDIR；调用显示子程序，并等待中断

SJMPLDIR；循环显示T0中断服务程序没有编写.ORG0200H；T1中断服务程序首地址ITl：MOVTHl，#3CH；重置T1初值

MOVTL1，#0BOH；

DJNZR7，GORET

；判1s到否?1s未到转返回

CLRTR0；1s到，T0停

MOV30H，TL0；记录ls内T0引脚脉冲个数

MOV31H，THO；

MOVTLO，#00H；脉冲计数器T0清0MOVTH0，#00H；

SETBTR0；TO重新运行

MOVR7，#0AH；恢复lOOms计数器初值

PUSHAcc；保护现场

PUSHPSW；

PUSHDPH；

PUSHDPL；

LCALLWORK；调用数据处理子程序

POPDPL；恢复现场

POPDPH；

POPPSW；

POPAcc；GORET：RETI；T1中断返回

【例】已知fosc=6MHz，试编写24小时模拟电子钟程序，秒分时数分别存在R1、R2、R3中，可直接调用显示程序DIR。解：

ORG0000H;复位地址

LJMPSTART;转主程序

ORG000BH;T0中断入口地址

LJMPIT0;T0中断,转T0中断服务子程序IT0ORG1000H;主程序首地址START:MOVR1,#0;秒计数器清0MOVR2,#0;分计数器清0MOVR3,#0;时计数器清0MOVR4,#0;500S计数器清0MOVR5,#0;100ms计数器清0MOVTMOD,#02H;置T0定时器方式2MOVTL0,#06H;置T0定时初值500SMOVTH0,#06H;用于自动恢复定时初值

SETBTR0;启动T0WAIT:LCALLDIR;显示时钟时分秒并等待中断

SJMPWAIT;循环显示ORG 2000H ;T0中断服务子程序首地址IT0:

INC R4 ;500S计数器计数

CJNE R4,#200,IT01;判100ms满否?IT01:

JC IT06 ;未满100ms,转返回

MOVR4,#0 ;满100ms,500S计数器清0 INCR5 ;100ms计数器计数

CJNER5,#10,IT02 ;判1s满否?IT02:

JC IT06 ;未满1s,转返回

MOV R5,#0 ;满1s,100ms计数器清0 INC R1 ;秒计数器加1 CJNER1,#60,IT03 ;判60秒满否?IT03:

JC IT06 ;未满60秒,转返回

MOV R1,#0 ;满60秒,秒计数器清0INC R2 ;分计数器加1CJNE R2,#60,IT04 ;判60分满否?IT04:

JC IT06 ;未满60分,转返回

MOV R2,#0 ;满60分,分计数器清0INC R3 ;时计数器加1CJNE R3,#24,IT05 ;判24小时满否?IT05:

JC IT06 ;未满24小时,转返回

MOV R3,#0 ;满24小时,时计数器清0IT06:

RETI ;返回解：利用定时/计数器T0扩展成外中断时须有两个条件：

一是外部触发脉冲从P3.4输入(下降沿有效)；

二是将定时/计数器设置成计数临界状态，即定时初值为FFH，再来一个脉冲即能溢出触发中断。【例】因外中断INT0、INT1已被占用，试利用定时/计数器T0扩展成外中断。编程：

ORG0000H;复位地址

LJMPSTART;复位,转初始化程序STARTORG000BH;T0中断入口地址

LJMPIT0;转T0中断服务子程序IT0ORG1000H;初始化程序首地址START:MOV