定時(shí)器計(jì)數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

1、.定時(shí)器 計(jì)數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理80C51單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器?？删幊痰囊馑际侵钙涔δ?如工作方式、定時(shí)時(shí)間、量程、啟動(dòng)方式等)均可由指令來(lái)確定和改變。在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中除了有兩個(gè)16位的計(jì)數(shù)器之外，還有兩個(gè)特殊功能寄存器(控制寄存器和方式寄存器)。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)：從上面定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)圖中我們可以看出，16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器分別由兩個(gè)8位專用寄存器組成，即：T0由TH0和TL0構(gòu)成；T1由TH1和TL1構(gòu)成。其訪問(wèn)地址依次為8AH-8DH。每個(gè)寄存器均可單獨(dú)訪問(wèn)。這些寄存器是用于存放定時(shí)或計(jì)數(shù)初值的。此外，其內(nèi)部還有一個(gè)8位的定時(shí)器方式寄存器TMOD和一

2、個(gè)8位的定時(shí)控制寄存器TCON。這些寄存器之間是通過(guò)內(nèi)部總線和控制邏輯電路連接起來(lái)的。TMOD主要是用于選定定時(shí)器的工作方式；TCON主要是用于控制定時(shí)器的啟動(dòng)停止，此外TCON還可以保存T0、T1的溢出和中斷標(biāo)志。當(dāng)定時(shí)器工作在計(jì)數(shù)方式時(shí)，外部事件通過(guò)引腳T0(P3.4)和T1(P3.5)輸入。定時(shí)計(jì)數(shù)器的原理：16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)加1計(jì)數(shù)器，其控制電路受軟件控制、切換。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為定時(shí)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)器的加1信號(hào)由振蕩器的12分頻信號(hào)產(chǎn)生，即每過(guò)一個(gè)機(jī)器周期，計(jì)數(shù)器加1，直至計(jì)滿溢出為止。顯然，定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)。因一個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，所

3、以計(jì)數(shù)頻率fcount=1/12osc。如果晶振為12MHz，則計(jì)數(shù)周期為：T=1/(12×106)Hz×1/12=1s這是最短的定時(shí)周期。若要延長(zhǎng)定時(shí)時(shí)間，則需要改變定時(shí)器的初值，并要適當(dāng)選擇定時(shí)器的長(zhǎng)度(如8位、13位、16位等)。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，通過(guò)引腳T0和T1對(duì)外部信號(hào)計(jì)數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣引腳輸入電平。若一個(gè)機(jī)器周期采樣值為1，下一個(gè)機(jī)器周期采樣值為0，則計(jì)數(shù)器加1。此后的機(jī)器周期S3P1期間，新的計(jì)數(shù)值裝入計(jì)數(shù)器。所以檢測(cè)一個(gè)由1至0的跳變需要兩個(gè)機(jī)器周期，故外部事年的最高計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的

4、1/24。例如，如果選用12MHz晶振，則最高計(jì)數(shù)頻率為0.5MHz。雖然對(duì)外部輸入信號(hào)的占空比無(wú)特殊要求，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計(jì)數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時(shí)間均需在一個(gè)機(jī)器周期以上。當(dāng)CPU用軟件給定時(shí)器設(shè)置了某種工作方式之后，定時(shí)器就會(huì)按設(shè)定的工作方式獨(dú)立運(yùn)行，不再占用CPU的操作時(shí)間，除非定時(shí)器計(jì)滿溢出，才可能中斷CPU當(dāng)前操作。CPU也可以重新設(shè)置定時(shí)器工作方式，以改變定時(shí)器的操作。由此可見(jiàn)，定時(shí)器是單片機(jī)中效率高而且工作靈活的部件。綜上所述，我們已知定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是一種可編程部件，所以在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器開始工作之前，CPU必須將一些命令(稱為控制字)寫入定時(shí)

5、/計(jì)數(shù)器。將控制字寫入定時(shí)/計(jì)數(shù)器的過(guò)程叫定時(shí)器/計(jì)數(shù)器初始化。在初始化過(guò)程中，要將工作方式控制字寫入方式寄存器，工作狀態(tài)字(或相關(guān)位)寫入控制寄存器，賦定時(shí)/計(jì)數(shù)初值。下面我們就提出的控制字的格式及各位的主要功能與大家詳細(xì)的講解?？刂萍拇嫫鞫〞r(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和T1有2個(gè)控制寄存器-TMOD和TCON，它們分別用來(lái)設(shè)置各個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式，選擇定時(shí)或計(jì)數(shù)功能，控制啟動(dòng)運(yùn)行，以及作為運(yùn)行狀態(tài)的標(biāo)志等。其中，TCON寄存器中另有4位用于中斷系統(tǒng)。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式寄存器TMOD：定時(shí)器方式控制寄存器TMOD在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為89H，無(wú)位地址。TMOD的格式如下圖所示。由圖可見(jiàn)，

6、TMOD的高4位用于T1，低4使用于T0，4種符號(hào)的含義如下：GATE：門控制位。GATE和軟件控制位TR、外部引腳信號(hào)INT的狀態(tài),共同控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的打開或關(guān)閉。C/T：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器選擇位。C/T=1，為計(jì)數(shù)器方式；C/T=0，為定時(shí)器方式。M1M0：工作方式選擇位，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的4種工作方式由M1M0設(shè)定。工作方式功能描述0 00 11 01 1工作方式0工作方式1工作方式2工作方式313位計(jì)數(shù)器16位計(jì)數(shù)器自動(dòng)再裝入8位計(jì)數(shù)器定時(shí)器0：分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器定時(shí)器1：停止計(jì)數(shù)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器方式控制寄存器TMOD不能進(jìn)行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置定時(shí)器工作方式，低半字節(jié)定義為定時(shí)

7、器0，高半字節(jié)定義為定時(shí)器1。復(fù)位時(shí)，TMOD所有位均為0。例：設(shè)定定時(shí)器1為定時(shí)工作方式，要求軟件啟動(dòng)定時(shí)器1按方式2工作。定時(shí)器0為計(jì)數(shù)方式，要求由軟件啟動(dòng)定時(shí)器0，按方式1工作。我們?cè)趺磥?lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求呢?大家先看上面TMOD寄存器各位的分布圖第一個(gè)問(wèn)題：控制定時(shí)器1工作在定時(shí)方式或計(jì)數(shù)方式是哪個(gè)位?通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，我們已知道，C/T位(D6)是定時(shí)或計(jì)數(shù)功能選擇位，當(dāng)C/T=0時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器就為定時(shí)工作方式。所以要使定時(shí)/計(jì)數(shù)器1工作在定時(shí)器方式就必需使D6為0。第二個(gè)問(wèn)題：設(shè)定定時(shí)器1按方式2工作。上表中可以看出，要使定時(shí)/計(jì)數(shù)器1工作在方式2，M0(D4)M1(D5)的值必須是1 0

8、。第三個(gè)問(wèn)題：設(shè)定定時(shí)器0為計(jì)數(shù)方式。與第一個(gè)問(wèn)題一樣，定時(shí)/計(jì)數(shù)器0的工作方式選擇位也是C/T(D2)，當(dāng)C/T=1時(shí)，就工作在計(jì)數(shù)器方式。第四個(gè)問(wèn)題：由軟件啟動(dòng)定時(shí)器0，前面已講過(guò)，當(dāng)門控位GATE=0時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟停就由軟件控制。第五個(gè)問(wèn)題：設(shè)定定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作在方式1，使定時(shí)/計(jì)數(shù)器0工作在方式1，M0(D0)M1(D1)的值必須是0 1。從上面的分析我們可以知道，只要將TMOD的各位，按規(guī)定的要求設(shè)置好后，定時(shí)器/計(jì)靈敏器就會(huì)按我們預(yù)定的要求工作。我們分析的這個(gè)例子最后各位的情況如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 00 10 01 01二進(jìn)制數(shù)00100101

9、=十六進(jìn)制數(shù)25H。所以執(zhí)行MOV TMOD,#25H這條指令就可以實(shí)現(xiàn)上述要求。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON：TCON在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為88H，位地址(由低位到高位)為88H一8FH，由于有位地址，十分便于進(jìn)行位操作。TCON的作用是控制定時(shí)器的啟、停，標(biāo)志定時(shí)器溢出和中斷情況。TCON的格式如下圖所示。其中，TFl，TRl，TF0和TR0位用于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；IEl，ITl，IE0和IT0位用于中斷系統(tǒng)。各位定義如下：TF1：定時(shí)器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)字時(shí)器1計(jì)滿溢出時(shí)，由硬件使TF1置"1"，并且申請(qǐng)中斷。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清"0&q

10、uot;，在查詢方式下用軟件清"0"。TR1：定時(shí)器1運(yùn)行控制位。由軟件清"0"關(guān)閉定時(shí)器1。當(dāng)GATE=1，且INT1為高電平時(shí)，TR1置"1"啟動(dòng)定時(shí)器1；當(dāng)GATE=0，TR1置"1"啟動(dòng)定時(shí)器1。TF0：定時(shí)器0溢出標(biāo)志。其功能及操作情況同TF1。TR0：定時(shí)器0運(yùn)行控制位。其功能及操作情況同TR1。IE1：外部中斷1請(qǐng)求標(biāo)志。IT1：外部中斷1觸發(fā)方式選擇位。IE0：外部中斷0請(qǐng)求標(biāo)志。IT0：外部中斷0觸發(fā)方式選擇位。TCON中低4位與中斷有關(guān)，我們將在下節(jié)課講中斷時(shí)再給予講解。由于TCON是可以位尋址

11、的，因而如果只清溢出或啟動(dòng)定時(shí)器工作，可以用位操作命令。例如：執(zhí)行"CLR TF0"后則清定時(shí)器0的溢出；執(zhí)行"SETB TR1"后可啟動(dòng)定時(shí)器1開始工作(當(dāng)然前面還要設(shè)置方式定)。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化：由于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的功能是由軟件編程確定的，所以一般在使用定時(shí)/計(jì)數(shù)器前都要對(duì)其進(jìn)行初始化，使其按設(shè)定的功能工作。初始貨的步驟一般如下：1、確定工作方式(即對(duì)TMOD賦值)；2、預(yù)置定時(shí)或計(jì)數(shù)的初值(可直接將初值寫入TH0、TL0或TH1、TL1)；3、根據(jù)需要開放定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的中斷(直接對(duì)IE位賦值)；4、啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器(若已規(guī)定用軟件啟動(dòng)，則

12、可把TR0或TR1置"1"；若已規(guī)定由外中斷引腳電平啟動(dòng)，則需給外引腳步加啟動(dòng)電平。當(dāng)實(shí)現(xiàn)了啟動(dòng)要求后，定時(shí)器即按規(guī)定的工作方式和初值開始計(jì)數(shù)或定時(shí))。下面介紹一下確定時(shí)時(shí)/計(jì)數(shù)器初值的具體方法。因?yàn)樵诓煌ぷ鞣绞较掠?jì)數(shù)器位數(shù)不同，因而最大計(jì)數(shù)值也不同。現(xiàn)假設(shè)最大計(jì)數(shù)值為M，那么各方式下的最大值M值如下：方式0：M=213=8 192方式1：M=216=65 536方式2：M=28=256方式3：定時(shí)器0分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器，所以兩個(gè)M均為256。因?yàn)槎〞r(shí)器/計(jì)數(shù)器是作"加1"計(jì)數(shù)，并在計(jì)數(shù)滿溢出時(shí)產(chǎn)生中斷，因此初值X可以這樣計(jì)算：X=M-計(jì)數(shù)值下面舉例說(shuō)

13、明初值的確定方法。例1、選擇T1方式0用于定時(shí)，在P1.1輸出周期為1ms方波，晶振fosc=6MHz。解：根據(jù)題意，只要使P1.1每隔500us取反一次即可得到1ms的方波，因而T1的定時(shí)時(shí)間為500us，因定時(shí)時(shí)間不長(zhǎng),取方式0即可。則M1 M0=0；因是定時(shí)器方式,所以C/T=0；在此用軟件啟動(dòng)T1，所以GATE=0。T0不用，方式字可任意設(shè)置，只要不使其進(jìn)入方式3即可，一般取0，故TMOD=00H。系統(tǒng)復(fù)位后TMOD為0，可不對(duì)TMOD重新清0。下面計(jì)算500us定時(shí)T1初始值：機(jī)器周期T=12/fosc=12/(6×106)Hz=2s設(shè)初值為X，則：(1013-X)

14、5;2×10-6s=500×10-6s X=7942D=1111100000110 B=1F06H因?yàn)樵谧?3位計(jì)數(shù)器用時(shí)，TL1的高3位未用，應(yīng)填寫0，TH1占用高8位，所以X的實(shí)際填寫應(yīng)為：X=111100000000110 B=F806H結(jié)果：TH1=F8H，TL1=06H源程序如下：ORG 2000H MOV TL1,#06H；給TL1置初值MOV TH1,#0F8H；給TH1置初值SETB TR1；啟動(dòng)T1 LP1：JBC TF1,LP2；查詢計(jì)數(shù)溢出否?AJMP LP1 LP2：MOV TL1,#06H；重新設(shè)置計(jì)數(shù)初值MOV TH1,#0F8H CPL P1.

15、1；輸出取反AJMP LP1；重復(fù)循環(huán)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的四種工作方式：定T0或T1無(wú)論用作定時(shí)器或計(jì)數(shù)器都有4種工作方式：方式0、方式1、方式2和方式3。除方式3外，T0和T1有完全相同的工作狀態(tài)。下面以T1為例，分述各種工作方式的特點(diǎn)和用法。工作方式0：13位方式由TL1的低5位和TH1的8位構(gòu)成13位計(jì)數(shù)器(TL1的高3位無(wú)效)。工作方式0的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖：為定時(shí)/計(jì)數(shù)選擇：C/T=0，T1為定時(shí)器，定時(shí)信號(hào)為振蕩周期12分頻后的脈沖；C/T=l，T1為計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)信號(hào)來(lái)自引腳T1的外部信號(hào)。定時(shí)器T1能否啟動(dòng)工作，還受到了R1、GATE和引腳信號(hào)INT1的控制。由圖中的邏輯電路可知，當(dāng)GATE

16、=0時(shí)，只要TR1=1就可打開控制門，使定時(shí)器工作；當(dāng)GATE=1時(shí)，只有TR1=1且INT1=1，才可打開控制門。GATE，TR1，C/T的狀態(tài)選擇由定時(shí)器的控制寄存器TMOD，TCON中相應(yīng)位狀態(tài)確定，INT1則是外部引腳上的信號(hào)。在一般的應(yīng)用中，通常使GATE=0，從而由TRl的狀態(tài)控制Tl的開閉：TRl=1，打開T1；TRl=0，關(guān)閉T1。在特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，例如利用定時(shí)器測(cè)量接于INT1引腳上的外部脈沖高電平的寬度時(shí)，可使GATE=1，TRl=1。當(dāng)外部脈沖出現(xiàn)上升沿，亦即INT1由0變1電平時(shí)，啟動(dòng)T1定時(shí)，測(cè)量開始；一旦外部脈沖出現(xiàn)下降沿，亦即INT1由l變O時(shí)就關(guān)閉了T1。定時(shí)器

17、啟動(dòng)后，定時(shí)或計(jì)數(shù)脈沖加到TLl的低5位，從預(yù)先設(shè)置的初值(時(shí)間常數(shù))開始不斷增1。TL1計(jì)滿后，向THl進(jìn)位。當(dāng)TL1和THl都計(jì)滿之后，置位T1的定時(shí)器回零標(biāo)志TFl，以此表明定時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)次數(shù)已到，以供查詢或在打開中斷的條件下，可向CPU請(qǐng)求中斷。如需進(jìn)一步定時(shí)/計(jì)數(shù)，需用指令重置時(shí)間常數(shù)。方式0是13位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，其計(jì)數(shù)器由TH0全部8位和TL0的低5位構(gòu)成。當(dāng)TL0的低5位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，向TH0進(jìn)位，而全部13位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，則向計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位TF0進(jìn)位。在方式0下，當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是：18192(213)當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：(213-計(jì)數(shù)初

18、值)×晶振周期×12或(213-計(jì)數(shù)初值)×機(jī)器周期其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同(ms)。例題1：當(dāng)某單片機(jī)系統(tǒng)的外接晶振頻率為6MHz，該系統(tǒng)的最小定時(shí)時(shí)間為：213-(213-1)×1/(6×106)×12=2×10-6=2(ms)最大定時(shí)時(shí)間為：(213-0)×1/(6×106)×12=16384×10-6=16384(ms)或：最小定時(shí)單位×1013=16384(ms)例題2：設(shè)某單片機(jī)系統(tǒng)的外接晶振頻率為6MHz，使用定時(shí)器1以方式0產(chǎn)生周期為500ms的等寬

19、正方波連續(xù)脈沖，并由P1.0輸出。以查詢方式完成。計(jì)算計(jì)數(shù)初值欲產(chǎn)生500ms的等寬正方波脈沖，只需在P1.0端以250ms為周期交替輸出高低電平即可實(shí)現(xiàn)，為此定時(shí)時(shí)間應(yīng)為250ms。使用6MHz晶振，根據(jù)上例的計(jì)算，可知一個(gè)機(jī)器周期為2ms。方式0為13位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)。設(shè)待求的計(jì)數(shù)初值為X，則：(213-X)×2×10-6=250×10-6求解得：X=213-(250÷2)=8067。二進(jìn)制數(shù)表示為1111110000011。十六進(jìn)制表示，高8位為FCH，放入TH1，即TH1=FCH；低5位為03H。放入TL1，即TL1=03H。TMOD寄存器初始化為把定

20、時(shí)器/計(jì)數(shù)器1設(shè)定為方式0，則M1M0=00；為實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，應(yīng)使C/T=0；為實(shí)現(xiàn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的運(yùn)行控制，則GATE=0。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0不用，有關(guān)位設(shè)定為0。因此TMOD寄存器應(yīng)初始化為00H。由定時(shí)器控制寄存器TCON中的TR1位控制定時(shí)的啟動(dòng)和停止TR1=1啟動(dòng)，TR1=0停止。程序設(shè)計(jì)：MOV TMOD，#00H；設(shè)置T1為工作方式0 MOV TH1，#OFCH；設(shè)置計(jì)數(shù)初值MOV TL1，#03H MOV IE，#00H；禁止中斷LOOP：SETB TR1；啟動(dòng)定時(shí)JBC TF1，LOOP1；查詢計(jì)數(shù)溢出AJMP LOOP LOOP1：MOV TH1，#FCH；重新設(shè)置計(jì)數(shù)初值

21、MOV TL1，#03H CLR TF1；計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位清0 CPL P1.0；輸出取反AJMP LOOP；重復(fù)循環(huán)工作方式1：方式1是16位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，計(jì)數(shù)器由TH0全部8位和TL0全部8位構(gòu)成。與工作方式0基本相同，區(qū)別僅在于工作方式1的計(jì)數(shù)器TL1和TH1組成16位計(jì)數(shù)器，從而比工作方式0有更寬的定時(shí)/計(jì)數(shù)范圍。當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是：165536(216)當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間計(jì)算公式為：(216-計(jì)數(shù)初值)×晶振周期×12或(216-計(jì)數(shù)初值)×機(jī)器周期例題1：當(dāng)某單片機(jī)系統(tǒng)的外部晶振頻率為6MHz，則最小定時(shí)時(shí)間為：216-(

22、216-1)×1/6×10-6×12=2×10-6=2(ms)最大定時(shí)時(shí)間為：(216-0)×1/6×10-6×12=131072×10-6(s)=131072(ms)131(ms)例題2：某單片機(jī)系統(tǒng)外接晶振頻率為6MHz，使用定時(shí)器1以工作方式1產(chǎn)生周期為500ms的等寬連續(xù)正方波脈沖，并在P1.0端輸出。，但以中斷方式完成。計(jì)算計(jì)數(shù)初值TH1=FFH TL1=83HTMOD寄存器初始化TMOD=10H程序設(shè)計(jì)主程序：MOV TMOD，#10H；定時(shí)器1工作方式1 MOV TH1，#0FFH；設(shè)置計(jì)數(shù)初值MOV

23、 TL1，#0A1H SETB EA；開中斷SETB ET1；定時(shí)器1允許中斷LOOP：SETB TR1；定時(shí)開始HERE：SJMP$；等待中斷中斷服務(wù)程序：MOV TH1，#0FFH；重新設(shè)置計(jì)數(shù)初值MOV TL1，#0A1H CPL P1.0；輸出取反RETI；中斷返回工作方式2 8位自動(dòng)裝入時(shí)間常數(shù)方式。由TLl構(gòu)成8位計(jì)數(shù)器，THl僅用來(lái)存放時(shí)間常數(shù)。啟動(dòng)T1前，TLl和THl裝入相同的時(shí)間常數(shù)，當(dāng)TL1計(jì)滿后，除定時(shí)器回零標(biāo)志TFl置位，具有向CPU請(qǐng)求中斷的條件外，THl中的時(shí)間常數(shù)還會(huì)自動(dòng)地裝入TLl，并重新開始定時(shí)或計(jì)數(shù)。所以，工作方式2是一種自動(dòng)裝入時(shí)間常數(shù)的8位計(jì)數(shù)器方式。

24、由于這種方式不需要指令重裝時(shí)間常數(shù)，因而操作方便，在允許的條件下，應(yīng)盡量使用這種工作方式。當(dāng)然，這種方式的定時(shí)/計(jì)數(shù)范圍要小于方式0和方式1。工作方式2的結(jié)構(gòu)見(jiàn)下圖.當(dāng)計(jì)數(shù)溢出后，不是像前兩種工作方式那樣通過(guò)軟件方法，而是由預(yù)置寄存器TH以硬件方法自動(dòng)給計(jì)數(shù)器TL重新加載。變軟件加載為硬件加載。初始化時(shí)，8位計(jì)數(shù)初值同時(shí)裝入TL0和TH0中。當(dāng)TL0計(jì)數(shù)溢出時(shí)，置位TF0，同時(shí)把保存在預(yù)置寄存器TH0中的計(jì)數(shù)初值自動(dòng)加載TL0，然后TL0重新計(jì)數(shù)。如此重復(fù)不止。這不但省去了用戶程序中的重裝指令，而且也有利于提高定時(shí)精度。但這種工作方式下是8位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)，計(jì)數(shù)值有限，最大只能到255。這種自動(dòng)重新

25、加載工作方式非常適用于循環(huán)定時(shí)或循環(huán)計(jì)數(shù)應(yīng)用，例如用于產(chǎn)生固定脈寬的脈沖，此外還可以作串行數(shù)據(jù)通信的波特率發(fā)送器使用。例題1：使用定時(shí)器0以工作方式2產(chǎn)生100ms定時(shí)，在P1.0輸出周期為200ms的連續(xù)正方波脈沖。已知晶振頻率fosc=6MHz。計(jì)算計(jì)數(shù)初值6MHz晶振下，一個(gè)機(jī)器周期為2ms，以TH0作重裝載的預(yù)置寄存器，TL0作8位計(jì)數(shù)器，假設(shè)計(jì)數(shù)初值為X，則：(28-X)×2×10-6=100×10-6求解得：X=206D=11001110 B=0CEH把0CEH分別裝入TH0和TL0中：TH0=0CEH，TL0=0CEHTMOD寄存器初始化定時(shí)器/計(jì)數(shù)

26、器0為工式方式2，M1M0=10；為實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能C/T=0；為實(shí)現(xiàn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的運(yùn)行GATE=0；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1不用，有關(guān)位設(shè)定為0。綜上情況TMOD寄存器的狀態(tài)應(yīng)為02H。程序設(shè)計(jì)(查詢方式)MOV IE，#00H；禁止中斷MOV TMOD，#02H；設(shè)置定時(shí)器0為方式2 MOV TH0，#0CEH；保存計(jì)數(shù)初值MOV TL0，#0CEH；設(shè)置計(jì)數(shù)初值SETB TR0；啟動(dòng)定時(shí)LOOP：JBC TF0，LOOP1；查詢計(jì)數(shù)溢出AJMP LOOP LOOP1：CPL P1.0；輸出方波AJMP LOOP；重復(fù)循環(huán)由于方式2具有自動(dòng)重裝載功能，因此計(jì)數(shù)初值只需設(shè)置一次，以后不再需要軟件重置

27、。程序設(shè)計(jì)(中斷方式)主程序：MOV TMOD，#02H；定時(shí)器0工作方式2 MOV TH0，#0CEH；保存計(jì)數(shù)初值MOV TL0，#0CEH；設(shè)置計(jì)數(shù)初值SETB EA；開中斷SETB ET0；定時(shí)器0允許中斷LOOP：SETB TR0；開始定時(shí)HERE：SJMP$；等待中斷CLP TF0；計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位清0 AJMP LOOP中斷服務(wù)中斷：CPL P1.0；輸出方波RETI；中斷返回例題2：用定時(shí)器1以工作方式2實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，每計(jì)100次進(jìn)行累加器加1操作。計(jì)算計(jì)數(shù)初值28-100=156D=09CH則TH1=09CH，TL1=09CHTMOD寄存器初始化M1M0=10，C/T=1，GATE

28、=0因此TMOD=60H程序設(shè)計(jì)MOV IE,#00H；禁止中斷MOV TMOD,#60H；設(shè)置計(jì)數(shù)器1為方式2 MOV TH1,#9CH；保存計(jì)數(shù)初值MOV TL1,#9CH；設(shè)置計(jì)數(shù)初值SETB TR1；啟動(dòng)計(jì)數(shù)DEL：JBC TF1,LOOP；查詢計(jì)數(shù)溢出AJMP DEL LOOP：INC A；累加器加1 AJMP DEL；循環(huán)返回工作方式3 2個(gè)8位方式。工作方式3只適用于定時(shí)器0。如果使定時(shí)器1為工作方式3，則定時(shí)器1將處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)T0為工作方式3時(shí)，THo和TL0分成2個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器。其中，TL0既可用作定時(shí)器，又可用作計(jì)數(shù)器，并使用原T0的所有控制位及其定時(shí)器回零標(biāo)志和中

29、斷源。TH0只能用作定時(shí)器，并使用T1的控制位TRl、回零標(biāo)志TFl和中斷源，見(jiàn)下圖。通常情況下，T0不運(yùn)行于工作方式3，只有在T1處于工作方式2，并不要求中斷的條件下才可能使用。這時(shí)，T1往往用作串行口波特率發(fā)生器(見(jiàn)1.4)，TH0用作定時(shí)器，TL0作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器。所以，方式3是為了使單片機(jī)有1個(gè)獨(dú)立的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、1個(gè)定時(shí)器以及1個(gè)串行口波特率發(fā)生器的應(yīng)用場(chǎng)合而特地提供的。這時(shí)，可把定時(shí)器l用于工作方式2，把定時(shí)器0用于工作方式3。下才可能使用。這時(shí)，T1往往用作串行口波特率發(fā)生器，TH0用作定時(shí)器，TL0作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器。所以，方式3是為了使單片機(jī)有1個(gè)獨(dú)立的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、1

30、個(gè)定時(shí)器以及1個(gè)串行口波特率發(fā)生器的應(yīng)用場(chǎng)合而特地提供的。這時(shí)，可把定時(shí)器l用于工作方式2，把定時(shí)器0用于工作方式3。理解內(nèi)容定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用例1、設(shè)fosc=6MHz，利用單片機(jī)內(nèi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器及P10口線輸出1000個(gè)脈沖，脈沖周期為2ms，試編程。解：T=12×1/fosc=2us選取T0定時(shí)；T1計(jì)數(shù)。設(shè)T0采用中斷方式產(chǎn)生周期為2ms方波，T1對(duì)該方波計(jì)數(shù)，當(dāng)輸出至第1000個(gè)脈沖時(shí)，使TF1置1。在主程序中用查詢方法，檢測(cè)到TF1變1時(shí)，關(guān)掉T0，停止輸出方波。T0、T1參數(shù)的確定：T0模式0、定時(shí)：脈寬為脈沖周期的一半所以，X=213-1ms/2us=0001 1110 0000 1100B TH0=0F0H TL0=0CH T1模式1、計(jì)數(shù)：N=1000則X=65