STC单片机原理及应用-模块7 定时器计数器

STC单片机原理及应用第二部分

应用系统开发模块七

定时器/计数器学习目标学习及素养目标理解定时器计数器的基本原理。掌握定时器计数器的结构和工作方式。掌握编写定时器计数器的应用程序的基本方法。利用定时器计数器工作原理进行单片机项目规划与实施。引言在控制系统中，经常要求有一些定时或延时控制，如定时输出、定时检测和定时扫描等；也要求有计数功能，能对外部事件进行计数。实现以上功能，通常使用的方式有3种：软件延时、硬件定时、可编程的定时器。引言软件延时占用了CPU时间，降低了CPU的利用率。硬件定时采用时基电路（例如555定时芯片），外接必要的元器件（电阻和电容），可构成硬件定时电路。这种定时电路在硬件连接好以后，定时值和定时范围不能由软件控制和修改，即不可编程。可编程的定时器可以很容易地利用软件来确定和修改，因此功能强，使用灵活。引言实际应用中，可编程的定时器使用最多，本模块主要讲解STC8单片机内部的定时器/计数器的工作原理，以及相关寄存器的配置，结合开发板资源，将定时/计数功能应用到单片机开发项目中，有利于读者充分了解其原理，掌握其应用。单元一

认识定时器/计数器STC8单片机定时器/计数器功能概述：STC8系列单片机内部设置了5个16位定时器/计数器T0、T1、T2、T3和T4，都具有计数方式和定时方式两种工作方式。例如定时器/计数器T0和T1，用它们在特殊功能寄存器TMOD中相应的控制位C/T选择T0或T1为定时器还是计数器。定时器/计数器的核心部件是一个加法计数器，其本质是对脉冲进行计数。单元一

认识定时器/计数器定时器/计数器的工作方式：如果计数脉冲来自系统时钟，则为定时方式，此时定时器/计数器每12个时钟或者每1个时钟得到一个计数脉冲，计数值加1。如果计数脉冲来自单片机外部引脚（T0为P3.4，T1为P3.5，T2为P1.2，T3为P0.4，T4为P0.6），则为计数方式，每来一个脉冲加1。单元一

认识定时器/计数器定时器/计数器的工作频率：当定时器/计数器T0、T1及T2工作在定时模式时，特殊功能寄存器AUXR中的T0x12、T1x12和T2x12分别决定是系统时钟/12还是系统时钟/1（不分频）后让T0、T1和T2进行计数。当定时器/计数器T3和T4工作在定时模式时，特殊功能寄存器T4T3M中的T3x12和T4x12分别决定是系统时钟/12还是系统时钟/1（不分频）后让T3和T4进行计数。当定时器/计数器工作在计数模式时，对外部脉冲计数不分频。单元一

认识定时器/计数器定时器/计数器的工作模式：定时器/计数器0有4种工作模式：模式0（16位自动重装载模式）、模式1（16位不可重装载模式）、模式2（8位自动重装模式）、模式3（不可屏蔽中断的16位自动重装载模式）。定时器/计数器1除模式3外，其他工作模式与定时器/计数器0相同。单元二

定时器的相关寄存器STC8单片机定时/计数相关的控制寄存器总览见表7-1。在了解各个寄存器基本使用方法的基础上，在实际编程过程中可通过查阅教材或STC单片机产品手册获取寄存器各位具体信息。单元三

定时器T0/T1的控制7.3.1定时器T0/T1控制寄存器TCON①TF1：T1溢出中断标志。T1被允许计数以后，从初值开始加1计数。当产生溢出时由硬件将TF1位置“1”，并向CPU请求中断，一直保持到CPU响应中断时，才由硬件清“0”（也可由查询软件清“0”）。②TR1：定时器T1的运行控制位，该位由软件置位和清零。当GATE(TMOD.7)=0，TR1=1时就允许T1开始计数，TR1=0时禁止T1计数。当GATE(TMOD.7)=1，TR1=1且INT1输入高电平时，才允许T1计数。单元三

定时器T0/T1的控制7.3.1定时器T0/T1控制寄存器TCON③TF0：T0溢出中断标志。T0被允许计数以后，从初值开始加1计数，当产生溢出时，由硬件置“1”TF0，向CPU请求中断，一直保持CPU响应该中断时，才由硬件清0（也可由査询软件清0）。④TR0：定时器T0的运行控制位。该位由软件置位和清零。当GATE(TMOD.3)=0，TR0=1时就允许T0开始计数，TR0=0时禁止T0计数。当GATE(TMOD.3)=1，TR0=1且INT0输入高电平时，才允许T0计数，TR0=0时禁止T0计数。单元三

定时器T0/T1的控制7.3.1定时器T0/T1控制寄存器TCON⑤IE1：外部中断1请求源（INTI/P3.3）标志。IE1=1，外部中断向CPU请求中断，当CPU响应该中断时由硬件清“0”IE1。⑥IT1：外部中断源1触发控制位。IT1=0，上升沿或下降沿均可触发外部中断1。IT1=1，外部中断1程控为下降沿触发方式。单元三

定时器T0/T1的控制7.3.1定时器T0/T1控制寄存器TCON⑦IE0：外部中断0请求源（INT0/P3.2）标志。IE0=1外部中断0向CPU请求中断，当CPU响应外部中断时，由硬件清“0”IE0（边沿触发方式）。⑧IT0：外部中断源0触发控制位。IT0=0，上升沿或下降沿均可触发外部中断0。IT0=1，外部中断0程控为下降沿触发方式。单元三

定时器T0/T1的控制7.3.2定时器T0/T1模式寄存器TMOD①T1_GATE：控制定时器T1，置1时只有在INT1引脚为高电平及TR1控制位置1时才可打开定时器/计数器1。②T0_GATE：控制定时器T0，置1时只有在INT0引脚为高电平及TR0控制位置1时才可打开定时器/计数器0。单元三

定时器T0/T1的控制7.3.2定时器T0/T1模式寄存器TMOD③T1_C/T：控制定时器1用作定时器或计数器，清0则用作定时器（对内部系统时钟进行计数），置1用作计数器（对引脚T1/P3.5外部脉冲进行计数）。④T0_C/T：控制定时器T0用作定时器或计数器，清0则用作定时器（对内部系统时钟进行计数），置1用作计数器（对引脚T0/P3.4外部脉冲进行计数）。单元三

定时器T0/T1的控制7.3.2定时器T0/T1模式寄存器TMOD⑤T1_M1/T1_M0：定时器/计数器1工作方式选择，见表7-4。单元三

定时器T0/T1的控制7.3.2定时器T0/T1模式寄存器TMOD⑥T0_M1/T0_M0：定时器/计数器0工作方式选择，见表7-5。单元三

定时器T0/T1的控制7.3.3定时器T0计数寄存器当定时器/计数器0工作在16位模式（模式0、模式1、模式3）时，即TL0和TH0组合成为一个16位寄存器，TL0为低字节，TH0为高字节。若为8位模式（模式2）时，TL0和TH0为两个独立的8位寄存器。单元三

定时器T0/T1的控制7.3.4定时器T1计数寄存器当定时器/计数器1工作在16位模式（模式0、模式1）时，即TL1和TH1组合成一个16位寄存器，TL1为低字节，TH1为高字节。当为8位模式（模式2）时，TL1和TH1为两个独立的8位寄存器。单元三

定时器T0/T1的控制辅助寄存器（AUXR）的T0x12、T1x12用于设置T0、T1定时计数脉冲的分频系数，格式见表7-8。①T0x12：定时器0速度控制位。0：12T模式，即CPU时钟12分频（FOSC/12）。1：1T模式，即CPU时钟不分频（FOSC/1）。②T1x12：定时器1速度控制位。0：12T模式，即CPU时钟12分频（FOSC/12）。1：1T模式，即CPU时钟不分频（FOSC/1）。单元三

定时器T0/T1的控制用户如果需要使用T0工作在定时方式（T1的计算方式相同），定时时间的计算公式如下：定时时间=（216-T0定时器的初始值）×系统时钟周期×12（1-T0x12）单元三

定时器T0/T1的控制假如用户需要5ms的定时，采用定时器T0工作在模式0，结合中断系统，对T0进行初始化配置如下：voidTimer0Init(void)//5毫秒@12.000MHz{AUXR|=0x80;//定时器时钟1T模式TMOD&=0xF0;//设置定时器模式（16位自动重装载）TL0=0xA0;//设置定时初值(15A0)H=(5536)DTH0=0x15;//(65536-5536)×(1/12M)=5000μs=5msTF0=0;//清除TF0标志TR0=1;//定时器0开始计时ET0=1;//使能定时器0中断EA=1;//开总中断}单元三

定时器T0/T1的控制T0、T1两个定时器的可编程时钟的输出由中断与时钟输出控制寄存器（INTCLKO）控制，具体见表7-9。①T0CLKO：定时器0时钟输出控制。0：关闭时钟输出。1：使能P3.5口的是定时器0时钟输出功能。当定时器0计数发生溢出时，P3.5口的电平自动发生翻转。②T1CLKO：定时器1时钟输出控制。0：关闭时钟输出。1：使能P3.4口的是定时器1时钟输出功能。当定时器T1计数发生溢出时，P3.4口的电平自动发生翻转。单元三

定时器T0/T1的控制假设用户需要使用定时器T0的时钟分频输出，使用STC8实验板从P3.5引脚依次输出约32.7ms的高电平和32.7ms的低电平，采用定时器0的模式0（16位自动重装载），初值是是65536的一半，当定时器0计数发生溢出时，P3.5口的电平自动发生翻转。单元三

定时器T0/T1的控制#include<stc8.h>voidmain(){TMOD=0x00;//模式0TL0=0x00;//(32768)D=(8000)H=(65536/2)DTH0=0x80;TR0=1;//启动定时器INTCLKO=0x01;//使能时钟输出while(1);}单元三

定时器T0/T1的控制定时器T2、T3、T4由同学们根据教材内容和其他资料自学。单元六

掉电唤醒定时器内部掉电唤醒定时器是一个15位的计数器（由{WKTCH[6：0]，WKTCL[7：0]}组成15位）。用于唤醒处于掉电模式的MCU。WKTEN：掉电唤醒定时器的使能控制位。0：停用掉电唤醒定时器。1：启用掉电唤醒定时器。单元七

应用编程实训7.7.1定时器定时应用实训T1方式0实现定时，在P1.6引脚输出周期为10ms的方波。分析：采用T1方式0定时，TMOD=00H。因为方波周期是10ms，因此T1的定时时间为5ms，定时时间到就对P1.6引脚的电平进行取反，就可以实现方波输出。系统采用12MHz晶振，分频系数为12，则T1的初值为：X=216-计数值=65536-5000=60536=EC78H单元七

应用编程实训7.7.1定时器定时应用实训T1方式0实现定时，在P1.6引脚输出周期为10ms的方波。分析：采用T1方式0定时，TMOD=00H。因为方波周期是10ms，因此T1的定时时间为5ms，定时时间到就对P1.6引脚的电平进行取反，就可以实现方波输出。系统采用12MHz晶振，分频系数为12，则T1的初值为：X=216-计数值=65536-5000=60536=EC78H

即（TH1）=ECH，(TL1)=78H

代码见教材所示单元七

应用编程实训关于定时器初始化配置，也可以利用STC-IS