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第六章　第六章　 MCS-51MCS-51 单片机定时器单片机定时器 // 计数计数器器

概述概述

第一节　定时器第一节　定时器 // 计数器结构和工作方式计数器结构和工作方式

第二节 定时器第二节 定时器 // 计数器的编程应用举例计数器的编程应用举例

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概 述概 述 定时器／计数器是定时器／计数器是 MCSMCS －－ 5151 单片机的重要单片机的重要

功能模块之一。在检测、控制及智能仪器等应功能模块之一。在检测、控制及智能仪器等应用中，常用定时器作实时时钟，实现定时检测、用中，常用定时器作实时时钟，实现定时检测、定时控制。还可用定时器产生毫秒宽的脉冲，定时控制。还可用定时器产生毫秒宽的脉冲，驱动步进电动机一类的电气机械。计数器主要驱动步进电动机一类的电气机械。计数器主要用于外部事件的计数。用于外部事件的计数。 MCSMCS －－ 5151 单片机内有单片机内有33 个定时器／计个定时器／计

数器数器 T0T0 、、 T1T1 和和 T2T2 ；本章主要介绍；本章主要介绍 MCSMCS －－ 5151 的原理、结构、工作方式及应用。的原理、结构、工作方式及应用。

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MCS-51 计数 / 定时器的原理

实质是计数器，脉冲每一次下降沿，计数寄存器数值将加 1 。 计数的脉冲如果来源于单片机内部的晶振 , 由于其周期极为准确，这时称为定时器。计数的脉冲如果来源于单片机外部的引脚，由于其周期一般不准确，这时称为计数器。

+1 计数器

溢出 中断脉冲

控制开关

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第一节 第一节 定时器定时器 // 计数器结构计数器结构 和工作方式 和工作方式

一、一、    定时器／计数器定时器／计数器 00 ，， 11 的结构的结构P3.4 P3.5

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一、一、 定时器方式控制寄存器定时器方式控制寄存器 TMODTMOD

1 ）功能选择位 C/T ： =0 ，定时功能，计数内部机器周期脉冲； =1 ，计数功能，计数引脚 T0(T1) 输入的负脉冲。2 ）方式选择位 M1 、 M0 ：3 ）门控方式选择位 GATE 计数器启动方式的选择 确定定时器工作方式指令： MOV TMOD ， # 方式字 例：设 T0 用方式 2 非门控定时， T1 用方式 1 门控计

数。 MOV TMOD ， #0D2H ; 1101 0010 B

T1 T0

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三．定时器／计数器控制寄存器三．定时器／计数器控制寄存器 TCONTCON

（ 1 ）定时器／计数器 1 运行控制位 TR1 （ TCON.6 ）（ 2 ）定时器／计数器溢出中断标志 TF1 （ TCON.7 ），当

定时器／计数器 1 溢出时由硬件自动置 TF1 ＝ 1 ，在中断允许的条件下，便向 CPU 发出定时器／计数器 1 的中断请求信号，CPU 响应后 TF1 由硬件自动清零。在中断屏蔽条件下， TF1 可作查询测试用。

TF1 也可以用程序置位或清零，例如执行指令 SETB TF1 后TF ＝ 1 。这就是说，定时器／计数器 1 的中断请求还能用程序安排产生，这称为软件中断。

在定时器／计数器 1 工作时， CPU 可以随时查询 TF1 的状态。

（ 3 ）定时器／计数器 0 运行控制位 TR0 （ TCON.4 ）（ 4 ）定时器／计数器 0 溢出中断标志 TF0 （ TCON.5 ）

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四、工作方式四、工作方式

一、一、 方式方式 00 1313 位定时位定时 // 计数器。 计数器。 THx 8THx 8 位和位和 TLxTLx 低低

55 位组成位组成 1313 位加位加 11 计数器，此种方式与计数器，此种方式与MCSMCS －－ 4848 系列兼容，如果不是为了兼系列兼容，如果不是为了兼容的目的，一般不用方式容的目的，一般不用方式 0.0. 方式方式 00 的全的全部功能，方式部功能，方式 11 都可以代替。都可以代替。

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可用程序将 0 － 8191 （ 213 － 1 ）的某一数送入 TH0 、 TL0作为初值。 TH0 、 TL0 从初值开始加法计数，直至溢出，所以设置的初值不同，定时时间或计数值也不同。

当对外部事件计数时 , 外部计数脉冲的频率应小于 fosc/24 ，且高电平与你电平的延续时间均不得小 1 个机器周期。计数值由式 N ＝ 8192 － x 计算 (x 为初值 )

对内部机器周期计数即为定时 , 定时时间由式 T ＝（ 8192 － x ） Tcy 计算

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16 位定时 / 计数器。 THx8 位和 TLx8 位组成 16 位加 1 计数器最大计数脉冲个数： 1 ～ 65536(216) ，最长定时时间 ( 晶振 12MHz

T=1s) ： 1s ～ 65536×T= 65.54ms

二、 方式 1

非门控方式：当 GATE ＝ 0,

控制权由 TRx 决定 TRx ＝ 1 计数开始 TRx ＝ 0 计数停止

门控方式：当 GATE ＝ 1 、 TRx ＝1 控制权由 INTx 决定

INTx ＝ 1 计数开始

INTx ＝ 0 计数停止

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三、 方式 2 用于需要重复定时和计数的场合。 最大计数值： 256 (28) 最大定时时间 ( 晶振 12MHz 时 T=1s) ： 256s 自动恢复初值 8 位定时 / 计数器。 TLx 为 8 位加 1 计数器，THx 为 8 位初值暂存器。

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四、方式 3T0分成 2 个 8 位定时器： TL0 定时 / 计数器和 TH0 定时器TL0占用 T0 控制位： C/T ， TR0 ， GATE ； TH0占用 T1 控制位： TR1 。 T1 不能使用方式 3 工作。

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第二节 定时器第二节 定时器 // 计数器的编程应用举例计数器的编程应用举例 一、 定时器／计数器的初始化1. 初始化的步骤(1) 确定工作方式、操作模式、启动控制方式——写入 TMO

D 寄存器。(2) 设置定时器或计数器的初值——可直接将初值送入 TH0 、

TL0 或 TH1 、 TL1 中， 16 位计数初值必须分两次写入对应的计数器。

(3)   根据要求是否采用中断方式——直接对 I E 寄存器赋值。开放中断时，将对应的中断允许位置 1 ，采用程序查询方式 IE 应将对应的中断允许位清 0 ，进行中断屏蔽。

（ 4 ）启动定时器工作——可使用 SETB TR0 、 SETB TR1和 SETB TR2 指令启动。对于 T0 和 T2 而言，可根据 GATE 的设置有两种启动。

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2.2. 计数初值的计算计数初值的计算当计数器使用时，初值当计数器使用时，初值 XX 的计算式为：的计算式为： XX ＝＝ MM －计数值－计数值 当定时器使用时，初值的计算式为：当定时器使用时，初值的计算式为：

XX ＝＝ MM －计数值＝－计数值＝ MM －－ TT ／／ TTCYCY

式中：式中： TTCY CY －－－－为机器周期，为机器周期， T T －－－－为要求定时的时间。为要求定时的时间。　　 　M 由工作方式决定例如： MCS － 51 的主频为 6MHz ，要求产生 1ms 的定时，

试计算计数初值 X 。若设置定时器工作于操作模式 1 ，定时 1ms ，则计数初值 X 等于：

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3. 3. 定时器初始化举例定时器初始化举例 例例 66 －－ 1 1 已知振荡器振荡频率已知振荡器振荡频率 ffoscosc=12MHz=12MHz ，要求定时器／计数器，要求定时器／计数器

00 产生产生 10ms10ms 定时，试编写初始化程序。定时，试编写初始化程序。解：由于定时时间大于解：由于定时时间大于 8192us8192us ，应选用工作方式，应选用工作方式 11 。。（（ 11 ）） TH0TH0 、、 TL0TL0 初值的计算初值的计算 由于由于 TTcycy ＝＝ 11μμss ，故有，故有 TT ＝（＝（ 6553665536 －－ xx ）） TTcycy ＝（＝（ 6553665536 －－ xx ））××11μμss ＝＝ 10ms10ms

得得 x=55536=D8F0 x=55536=D8F0 即即 TH0TH0 ＝＝ D8HD8H ，， TL0TL0 ＝＝ F0HF0H

（（ 22 ）方式寄存器）方式寄存器 TMODTMOD 的编程的编程

（（ 33 ）初始化程序）初始化程序 STARTSTART ：： MOV TL0MOV TL0 ，＃，＃ 0F0H0F0H MOV TH0MOV TH0 ，＃，＃ 0D8H0D8H MOV TMODMOV TMOD ，＃，＃ 01H01H SETB TR0SETB TR0

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二、二、 定时器的应用举例定时器的应用举例1 ．模式 0 的应用例 6 － 3 选用 T0 操作模式 0 ，用于定时，

由 P1.2 输出周期为 1ms 的方波，设晶振 fosc ＝ 6MHz 。采用查询方式编程。

解：确定用 T0 定时 500μs 。设 X 为时间初值

X ＝ 213 － fosc×t ／ 12 ＝ 8192 － 6×500／ 12 ＝ 7942 ＝ 1F06H

由于作 13 位计数器使用， TL0 的高 3 位未用，应填 0 ， TH0 占高 8 位，所以13 位的二进制表示值应为：

X0 ＝ 11111000 00110B ，TL0 ＝ 06H ，只用到 5 位， TH0 ＝ F8H设置模式控制字TMOD ： 00000000 00H

000

源程序如下：

ORG 8000H

MOV TL0 ，＃ 06H

MOV TH0 ，＃ 0F8H

SETB TR0

LP1 ： JBC TF0 ， LP2 ；

AJMP LP1

LP2 ： MOV TL0 ，＃ 06H

MOV TH0 ，＃ 0F8H

CPL P1.2

SJMP LP1

1ms

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例 P1.7驱动 LED亮 1 秒灭 1 秒地闪烁，设时钟频率为 12MHz 。 长定时方法：增加一个软件计数器（如 R7) ， 记录中断 次数，计满n个中断为 1 秒。 ORG 0000H

AJMP MAIN ORG 001BH AJMP PT1INT ORG 0030H

START ： MOV R7,#00H MOV TMOD ， #10H

MOV TL1 ， #0F0H MOV TH1 ， #0D8H

SETB EA SETB ET1 SETB TR1

HERE ： SJMP HEREPT1INT: MOV TL1 ， #0F0H

MOV TH1 ， #0D8H INC R7

CJNE R7,#10, PEND MOV R7, #00H CPL P1.7PEND: RETI

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本本章章学学习习结结束束！！