STC51从入门到精通（汇编）~~~ 第七讲：80C51的定时器/计数器

目录

7.1 定时器/计数器

7.1.1 定时器/计数器的组成

7.1.2 定时器/计数器的工作原理

7.1.3 定时器/计数器的控制

7.2 定时器/计数器的工作方式

7.2.1 工作方式0

7.2.2 工作方式1

7.2.3 工作方式2

7.2.4 工作方式3

7.3 定时器/计数器初始化和应用举例

7.3.1 定时器/计数器初始化

7.3.2 定时器/计数器应用举例

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7.1 定时器/计数器

7.1.1 定时器/计数器的组成

7.1.2 定时器/计数器的工作原理

1、定时方式
定时方式时，T记录80C51内部振荡器输出的脉冲(机器周期信号)个数。
每一个机器周期使T0或T1的计数器增加1，直至计满回零自动产生溢出中断请求。
2、计数方式
计数方式时，T的功能是计来自T0(P3.4)T1(P3.5)的外部脉冲信号的个数。

7.1.3定时器/计数器的控制

       定时器/计数器是一种可编程的部件，在其工作之前必须将控制字写入工作方式和控制寄存器，用以确定工作方式，这个过程称为定时器/计数器的初始化。
1、工作方式寄存器TMOD (89H)

(1) M1、M0：工作方式控制位

(2) C/(/T)：计数器/定时器方式选择位

• C/ (/T)=0，设置为定时方式。定时器计数80C51片内脉冲，亦即对机器周期(振荡周期的12倍)进行计数。
• C/ (/T)=1，设置为计数方式，计数器对来自T0(P3.4)或T1(P3.5)端的外部脉冲进行计数。
   

(3) GATE：门控位

• GATE=0时，只要用软件使TR0(或TR1)置1就可以启动定时器，而不管/INT0(/INT0控制T0的运行)或/INT1(/INT1控制T1的运行)的电平是高还是低(参见后面的定时器结构图)。
• GATE=1时，只有/INT0(或/INT1)引脚为高电平且由软件使TR0(或TR1)置1时，才能启动定时器工作。
   

2、控制寄存器TCON（88H）
TCON的高4位：定时器的运行控制位和溢出标志位；
              低4位：外部中断触发方式控制位和锁存外部中断请求源；

(1) 定时器T0运行控制位TR0
TR0由软件置位和清零来启动或关闭T0。
(2) 定时器T0溢出标志位TF0
       当T0被允许计数以后，T0从初值开始加1计数，当T0溢出时，由硬件自动使中断触发器TF0置1，并向CPU申请中断。当CPU响应中断进入中断服务程序后，TF0又被硬件自动清0。TF0也可以用软件清0。
(3) TR1：定时器T1运行控制位。其功能与TR0相同。
(4) TF1：定时器T1溢出标志位。其功能与TF0相同。
(5) IE1： 外部中断1请求标志位。
(6) IT1： 外部中断1触发方式控制位。
(7) IE0： 外部中断0请求标志位。
(8) IT0： 外部中断0触发方式控制位。

7.2 定时器/计数器的工作方式

7.2.1 工作方式0

• 方式0为13位的计数器，由TL0的低5位和TH0的8位组成，TL0的高3位未用，TL0低5位计数溢出时向TH0进位，TH0计数溢出时，向中断标志位TF0进位(硬件置位TF0)，并申请中断。T0是否溢出可查询TF0是否被置位，以产生T0中断。
• 方式0定时，定时时间为：to=(213- Xo) xTm=(213-X0) x(12/ fosc)
• 式中X0为计数初值，Tm为机器周期，fosc为 晶振频率。方式0计数时，最大计数值为2^13=8192 (个外部脉冲)。.

7.2.2 工作方式1

• 方式1为16位的定时器/计数器
• t1=(2^16- X0) XTm=(2^16-X0)X (12/ fosc)
• 计数工作方式：最大计数值为2^16=65536(个外部脉冲)
   

7.2.3 工作方式2

• 方式2为自动重装载的8位定时器/计数器，在方式2时，16位计数器被拆成2个，TL0用作8位计数器，TH0用作计数初值寄存器。
• t2=(2^8- X0) XTm=(2^8-X0)X (12/fosc)
• 计数工作方式时，最大计数值为2^8=256 (个外部脉冲)
   

7.2.4 工作方式3

T0分为两个独立的8位计数器TL0和TH0。TL0可以作为8位定时器或外部事件计数器，TH0被 固定为一个8位定时器方式。

7.3 定时器/计数器初始化和应用举例

7.3.1 定时器/计数器初始化

1、初始化的步骤
(1) 确定工作方式，即根据题目要求先给TMOD送一个方式控制字；
(2) 计算计数初值/定时初值，并写入TH0、TL0或TH1、TL1中；
(3) 根据需要给中断允许寄存器IE选送中断控制字和中断优先级寄存器IP选送中断优先级字，以开放相应中断和设定中断优先级。
(4) 给TCON送命令控制字，以启动或禁止定时器/计数器的运行。
2、计数器初值的计算
x0 = M-C
M-计数器模式：

• 方式0时2^13
• 方式1时2^16
• 方式2、方式3时2^8

3、定时器初值的计算
定时时间T的计算公式：T=XxTm =(M-x0)xTm
定时初值：x0=M-T/Tm

7.3.2 定时器/计数器应用举例

1、方式0的应用
例：利用T0方式0产生1 ms的定时，在P1.2 引脚上输出周期为2ms的方波。设单片机晶振频率fosc=12MHz。
解：

(1) 确定工作方式：(TMOD)=00H
(2) 计算1 ms定时时T0的初值
      机器周期：T= 1 / foscX12 = 1us，
      计数个数：X =1ms/lus = 1000
      设T0的计数初值为，则
      X0= (213-X)
          = 8192-1000
          = 7192 D
      解得: T0初值=7192=1C18H=0001 1100 0001 1000
                11100000 B=E0H赋给TH0,低5位00011000=18H赋给TL0。

ORG 0000H
AJMP MAIN ； 转主程序MAIN
ORG 000BH
AJMP IT0P ； 转T0中断服务程序IT0P
ORG 1000H
MAIN: MOV SP， #60H ； 设堆栈指针
MOV TH0 , #0E0H ； 给定时器T0送初值
MOV TL0 , #18H ； 送定时初值
MOV TMOD， #00H ； 设置T0为方式0， 定时
SETB EA ； CPU开中断
SETB ET0 ； T0允许中断
SETB TR0 ； 启动T0定时
HERE: SJMP HERE ； 等待中断

2、方式1的应用
方式1中，寄存器是以全部16位参与操作。

3、方式2的应用
当T0(P3.4)引脚每输入一个负脉冲时，使P1.0输出一一个500us的同步脉冲。设晶振频率为6MHz，请编程实现该功能。

(1) 确定工作方式
计数时：(TMOD) = 0000 0110B = 06H
定时时：(TMOD) = 0000 0010B = 02H
(2) 计算初值
机器周期T= 12 / fosc = 12/6MHZ = :2μs
计数时：计数个数X= 1
计数初值：X0= (256-X)= (256-1) =255=0FFH，
                  (TH0)=(TL0)=0FFH
定时时：计数个数X=T/ Tm= 500μs / 2μs =250
定时初值=256- X=256 - 250= 6，
(TH0) = (TL0)= 06H

START： MOV TMOD， #06H ； T0方式2， 外部计数方式
MOV TH0， #0FFH ； T0计数初值
MOV TL0， #0FFH
SETB TR0 ； 启动T0计数
LOOPl： JBC TF0， PTF01； 查询T0溢出标志， TF0＝ 1时转移， 且TF0＝ 0(查P3.4负跳变)
SJMP LOOPl
PTF01： CLR TR0 ； 停止计数
MOV TMOD， #02H ； T0方式2， 定时
MOV TH0， #06H ； T0定时500μs初值
MOV TL0， #06H
CLR P1.0 ； P1.0清0
SETB TR0 ； 启动定时500μs
LOOP2： JBC TF0， PTF02 ； 定时到TF0=l 转移， 且TF0＝ 0(第一个500μs到否?)
SJMP LOOP2
PTF02： SETB P1.0 ； P1.0置1(到了第一个500μs)
CLR TR0 ； 停止计数
SJMP START

4、方式3的应用
 

5、GATE位的应用
例：利用GATE门控位测量从/I/N/T/1引脚输入的正脉冲宽度。

6、扩大计数个数和定时时间

例：利用MCS-51单片机的定时器/计数器，产生电.子时钟的1s基时，并且由P1.7输出2s的方波。fosc=12MHz。