单片机原理及应用第五章第二次课程定时计数器

单片机原理及应用花中秋河北工业大学电子科学技术系

单片机原理及应用第五章中断系统、定时器/计数器与串口2第五章中断控制、定时/计数器与串行口(5.1MCS-51中断系统：章节需要调整)1中断系统概述1.1中断定义和作用1.2中断源及分类1.3中断嵌套1.4中断系统功能2中断系统的结构2.1中断源和中断标志2.2中断请求和响应2.3中断系统的初始化3MCS-51对外中断源的扩展3.1TO/T1对外扩展源3.28259A对外扩展中断源4MCS-51中断系统的应用4课时单片机原理及应用3第五章中断系统、定时器/计数器与串口1.1定时/计数器概述1.2定时/计数器结构1.3定时/计数器的工作方式1.4定时/计数器的应用(5.2MCS-51定时器/计数器)第五章中断控制、定时/计数器与串行口2课时单片机原理及应用4第五章中断系统、定时器/计数器与串口1串行通信概念1.1串行通信的种类1.2串行通信数据传输方向2串行通信控制及初始化2.1串行口的结构2.2串行口控制寄存器SCON3串行口工作方式及应用(5.3换成I/O并行口)第五章中断控制、定时/计数器与串行口2课时单片机原理及应用51定时/计数器概述第五章中断系统、定时器/计数器与串口定时：定时是对周期固定、已知的脉冲计数。计数：计数是对外界产生的周期不固定的未知脉冲计数。计数器的计数方式可以是加1计数，也可以是减1计数。定时/计数的实现方法：定时/计数的实现方法有3种：⑴硬件数字电路：用555构成的定时器和计数器等。⑵软件编程⑶可编程定时/计数器单片机原理及应用61定时/计数器概述例：编制一个延时2mS的子程序。

D2MS：MOVR7，#2D2MS0：MOVR6，#250DJNZR6，$DJNZR7，D2MS0RET例：统计开关按动次数，并存于30H单元。

MOV30H，#0UP:JBP1.0,$JNBP1.0,$INC30HSJMPUP软件编程的定时计数程序单片机原理及应用71定时/计数器概述第五章中断系统、定时器/计数器与串口

有的控制系统是按时间间隔来进行控制的，如定时的温度检测等。虽然可以利用延迟程序来取得定时的效果，但这会降低CPU的工作效率。如果能用一个可编程的实时时钟，以实现定时或延时控制，则CPU不必通过等待来实现延时，就可以提高CPU的效率。另外也有些控制是按计数的结果来进行的，因此在微机控制系统中常使用可编程的硬件定时／计数器。现在有很多专门用作定时／计数器的接口芯片。单片机内带有硬件定时／计数器可以简化系统设计。

可编程定时器/计数器单片机原理及应用82定时/计数器结构第五章中断系统、定时器/计数器与串口

MCS-51单片机内有2个独立的16位的可编程定时/计数器T0和T1。它们的结构相似。T0的结构如图所示：振荡器÷12C/T=0C/T=1＆+加1计数器TF0合/断T0TR0GATE0INT0TCONTMODTH0TL0TH1TL1单片机原理及应用9第五章中断系统、定时器/计数器与串口2定时/计数器结构单片机原理及应用10第五章中断系统、定时器/计数器与串口2定时/计数器结构单片机原理及应用112定时/计数器结构工作方式控制寄存器TMOD8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。（1）GATE——门控位

0：仅以TRX（X=0,1）来启动定时器/计数器运行。1：用引脚INT0*(或INT1*)上的高电平和TRX两个条件来控制定时器/计数器的运行。（2）M1、M0——工作方式选择位M1M0工作方式

00 方式0，13位定时器/计数器。01 方式1，16位定时器/计数器。10方式2，8位常数自动重新装载11方式3，仅适用于T0，T0分成两个8位计数器，T1停止计数。

(3)C/T*——计数器模式和定时器模式选择位 0：定时器模式； 1：计数器模式。

单片机原理及应用122定时/计数器结构定时器/计数器控制寄存器TCON字节地址为88H，可位寻址，位地址为88H～8FH。TCON的格式如图所示。低4位与外部中断有关，已介绍。高4位的功能如下：

(1)TF1、TF0——计数溢出标志位(2)TR1、TR0——计数运行控制位 1：启动定时器/计数器工作的必要条件。

0：停止定时器/计数器工作单片机原理及应用132定时/计数器结构振荡器÷12C/T=0C/T=1＆+加1计数器TF0合/断T0TR0GATE0INT0T0由TH0和TL0两个8位计数器组成，字节地址分别是8CH和8AH。T1由TH1和TL1两个8位计数器组成，字节地址分别是8DH和8BH。用于存放定时或计数的初值。当计数器工作时

其值随计数脉冲做加1变化。TH0TL0计数寄存器单片机原理及应用143定时/计数器工作方式

由于T0由TL0(低8位)和TH0(高8位)组成；T1由TH和THl组成。所以T0、T1都是16位计数器。但是若将它们设置成不同的工作方式，其计数长度(最大值)和计数方式都可变化。内部定时／计数器一共有四种工作方式，由TMOD的相关位设置。

GATE1C/T1M11M10GATE1C/T1M11M10M1和M2：两位用来确定To(T1)的具体工作模式。M1、M2的四种组合刚好与四种工作模式对应。定时/计数器工作模式如下：M1M0模式说明00方式013位定时/计数器（TH高8位加上TL中的低5位）01方式116位定时/计数器10方式2自动重装初值的8位定时/计数器11方式3模式3只针对T0，T0分成两个独立的8位定时/计数器；T1无模式3单片机原理及应用15方式0振荡器÷12C/T=0C/T=1＆+TF0合/断T0TR0GATE0INT0在方式0下，T0构成一个13位的计数器，由TH0的8位和TL0的低5位组成，TL0的高3位未用，满计数值为213。

T0启动后立即加1计数，当TL0的低5位计数溢出时向TH0进位，TH0计数溢出则对相应的溢出标志位TF0置位，以此作为定时器溢出中断标志。当单片机进入中断服务程序时，由内部硬件自动清除该标志。TH0D5×××D4D3D2D1D0TL0

当选择了定时或计数工作方式后，定时/计数脉冲却不一定能到达计数器输入端，只有当控制开关合上时，计数脉冲才能到达计数器输入端，开始加1计数。控制开关闭合的条件如下：①GATE=0时，开关的打开、合上取决于TR0，只要TR0是1，开关就合上，计数脉冲得以畅通无阻，而如果TR0等于0则开关打开，计数脉冲无法通过，因此定时/计数是否工作，只取决于TR0。②GATE=1时，控制开关不仅要由TR0来控制，而且还要受到引脚的控制，只有TR0为1，且INT0引脚也是高电平，开关才合上，计数脉冲才得以通过。计数器

单片机原理及应用16第五章中断系统、定时器/计数器与串口3定时/计数器工作方式振荡器÷12C/T=0C/T=1＆+TF0合/断T0TR0GATE0INT0

在方式1下，定时/计数器T0和T1的方式1都是相同的。以下仅以T0为例。T0构成一个16位的计数器，由TH0的8位和TL0的8位组成，满计数值为216。

T0启动后立即加1计数，当TL0计数溢出时向TH0进位，TH0计数溢出则对相应的溢出标志位TF0置位，以此作为定时器溢出中断标志。当单片机进入中断服务程序时，由内部硬件自动清除该标志。TH0TL0计数器

方式1单片机原理及应用17振荡器÷12C/T=0C/T=1＆+TF0合/断T0TR0GATE0INT0

在方式2下，定时/计数器T0和T1的方式1都是相同的。以下仅以T0为例。TH0和TL0被当作两个8位计数器，计数过程中，TH0寄存8位初值并保持不变，由TL0进行8位计数。当低8位计数溢出时，除了可产生中断申请外，还将TH0中保存的内容向TL0重新装人，以便于重新计数，而TH0中的初值仍然保留，以便下次再行对TL0进行重装。方式2对于连续计数比较有利。这时不需要在溢出后用软件重新装入计数初值，而是可以自动装入，但此时计数的长度将受到很大的限制，只有28=256次。TH0TL0计数器

方式23定时/计数器工作方式单片机原理及应用18第五章中断系统、定时器/计数器与串口振荡器÷12C/T=0C/T=1＆+TF0合/断T0TR0GATE0INT0方式3只适用于定时/计数器T0。这种工作方式下，定时/计数器T0被拆成2个独立的定时/计数器来用。

TL0计数器

振荡器÷12TF1TH0计数器TR1合/断

在方式3下，T0和T1的工作有很大的不同。⑴若把T1置于方式3，则Tl停止计数，定时器T1保持其内容不变。所以，一般不会把T1置于方式3。⑵若把T0置于方式3，则16位计数器拆开为两个独立工作的8位计数器TL0和TH0。但这两个8位计数器的工作是有差别的。首先是工作方式的不同：①对TL0来说它既可以按计数方式工作，也可以按定时方式工作，②而TH0则只能按定时方式工作。另外是控制方式的不同。

一般情况下，当定时/计数器T0处于工作方式3时，定时/计数器T1可工作为方式0、1、2，但由于此时其已没有控制通断和溢出中断的功能，T1只能作为串行口的波特率发生器使用，或不需要中断的场合。方式3单片机原理及应用193定时/计数器工作方式

MCS-51的定时／计数器是可编程的，因此，在进行定时或计数之前也要用对其进行初始化。初始化一般应包括以下几个步骤：1、对TMOD寄存器赋值，以确定定时器的工作方式。2．置定时／计数器初值，直接将初值写入寄存器的TH0，TL0或TH1，TLl。3．根据需要，对寄存器IE置初值，开放定时器中断。4．对TCON寄存器中的TRl或TR0置位，启动定时／计数器。启动以后，计数器即按规定的工作方式和初值进行计数或开始定时。单片机原理及应用20第五章中断系统、定时器/计数器与串口3定时/计数器工作方式单片机原理及应用21第五章中断系统、定时器/计数器与串口3定时/计数器工作方式单片机原理及应用223定时/计数器工作的应用方法1：用延时程序实现1mS的延时。

UP：SETBP1.0LCALLD2MSCLRP1.0LCALLD2MSSJMPUP方法2：用T0定时2mS，查询TF0①确定工作方式方式0②计算初值E018H③编程

MOVTMOD，#00HSETBTR0LOOP：MOVTH0，#0E0HMOVTL0，#18HJNBTF0，$CPLP1.0

CLR