單片機原理：6-4定時器計數(shù)器的編程和應用

第6章AT89S51單片機的

定時器/計數(shù)器16.4定時器/計數(shù)器的編程和應用4種方式，方式0與方式1基本相同，只是計數(shù)位數(shù)不同。方式0初值計算復雜，一般不用方式0，而用方式1。6.4.1方式1的應用【例6-1】假設系統(tǒng)時鐘頻率采用6MHz，在P1.0引腳上輸出一個周期為2ms的方波，如圖6-13所示。2圖6-13P1.0引腳上輸出周期為2ms的方波基本思想：方波周期T0確定，T0每隔1ms計數(shù)溢出1次，即T0每隔1ms產(chǎn)生一次中斷，CPU響應中斷后，在中斷服務子程序中對P1.0取反,如圖6-13所示。為此要做如下幾步工作。注：T0方式1定時（1）計算計數(shù)初值X(STC-ISP輔助計算)

機器周期

=

2s

=

210?6s設需要裝入T0的初值為X，則有(216?X)210?6=1

10?3，216?X=500，X=65036。X化為十六進制數(shù)，即：65036

=

FE0CH

。T0的初值為TH0=FEH，TL0=

0CH。3（2）初始化程序設計采用定時器中斷方式工作。包括定時器初始化和中斷系統(tǒng)初始化，主要是對寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相應位進行正確的設置，并將計數(shù)初值送入定時器中。（3）程序設計中斷服務子程序除了完成所要求的產(chǎn)生方波的工作之外，還要注意將計數(shù)初值重新裝入定時器，為下一次產(chǎn)生中斷做準備。本例，主程序用一條轉至自身的短跳轉指令來代替。4參考程序如下：..\范例\exp6-1

ORG 0000H

；程序入口RESET： AJMPMAIN ；轉主程序 ORG 000BH ；T0中斷入口 AJMPIT0P ；轉T0中斷處理程序IT0P

ORG0100H

；主程序入口

MAIN： MOVSP，#60H ；設堆棧指針 MOVTMOD，#01H ；設置T0為方式1定時 ACALLPT0M0 ；調用初始化子程序PT0M0HERE：

AJMPHERE ；原地循環(huán)，等待中斷5PT0M0：MOVTL0，#0CH ；T0初始化，裝初值的低8位 MOVTH0，#0FEH ；裝初值的高8位 SETBET0 ；允許T0中斷 SETBEA ；總中斷允許 SETBTR0 ；啟動T0 RETIT0P：

MOVTL0，#0CH ；中斷子程序，T0重裝初值 MOVTH0，#0FEH CPL P1.0 ；P1.0的狀態(tài)取反 RETI程序說明：當單片機復位時，從程序入口0000H跳向主程序MAIN處執(zhí)行。其中調用了T0初始化子程序PT0M0。6子程序返回后，程序執(zhí)行“AJMPHERE”指令，則循環(huán)等待。當響應T0定時中斷時，則跳向T0中斷入口，再從T0中斷入口跳向IT0P標號處執(zhí)行T0中斷服務子程序。當執(zhí)行完中斷返回的指令“RETI”后，又返回斷點處繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)指令“AJMPHERE”。在實際的程序中，“AJMPHERE”實際上是一段主程序。當下一次定時器T0的1ms定時中斷發(fā)生時，再跳向T0中斷入口，從而重復執(zhí)行上述過程。如CPU不做其他工作，也可用查詢方式進行控制，程序要簡單得多。7查詢方式參考程序：

MOV TMOD，#01H ；設置T0為方式1LOOP： MOV TH0，#0FEH ；T0置初值 MOV TL0，#0CH SETB TR0 ；接通T0LOOP1：JNB TF0，LOOP1；查TF0，TF0

=0，T0未溢出；

；TF0

=1，T0溢出， CLR TR0 ；T0溢出，關斷T0 CPL P1.0 ；P1.0的狀態(tài)求反 SJMP LOOP查詢程序雖簡單，但CPU必須要不斷查詢TF0標志，工作效率低。8【例6-2】系統(tǒng)時鐘為6MHz，編寫定時器T0產(chǎn)生1s定時的程序。基本思想：采用定時器模式。因定時時間較長，首先確定采用哪一種工作方式。時鐘為6MHz的條件下，定時器各種工作方式最長可定時時間：方式0最長可定時16.384ms；方式1最長可定時131.072ms；方式2最長可定時512s。由上可見，可選方式1，每隔100ms中斷一次，中斷10次為1s。9（1）計算計數(shù)初值X因為(216

?

X)

2

10?6

=

10?1，所以X

=

15536

=

3CB0H。因此TH0

=

3CH，TL0

=

B0H。（2）10次計數(shù)的實現(xiàn)對于中斷10次的計數(shù)，采用B寄存器作為中斷次數(shù)計數(shù)器。（3）程序設計參考程序如下：..\范例\exp6-2

ORG 0000H

；程序運行入口RESET：LJMPMAIN ；跳向主程序入口MAIN ORG 000BH

；T0的中斷入口 LJMP IT0P ；轉T0中斷處理子程序IT0P

ORG 1000H

；主程序入口10MAIN：

MOV SP，#60H ；設堆棧指針 MOV B，#0AH ；設循環(huán)次數(shù)10次 MOV TMOD，#01H ；設置T0工作在方式1定時 MOV TL0，#0B0H ；給T0設初值 MOV TH0，#3CH SETB ET0 ；允許T0中斷 SETB EA ；總中斷允許 SETB TR0 ；啟動T0HERE： SJMP HERE ；原地循環(huán)，等待中斷11IT0P：

MOV TL0，#0B0H ；T0中斷子程序，T0重裝初值 MOV TH0，#3CH DJNZ B，RTURN ；B中斷次數(shù)計數(shù)，減1非0則 ；中斷返回

CLR TR0 ；1s定時時間到，停止T0工作 SETB F0 ；1s定時時間到標志F0置1RTURN：RETI程序說明：不論1s定時時間是否已到，都返回到“SJMPHERE”指令處?！癝JMPHERE”指令實際是一段主程序。在這段主程序中再通過對F0標志的判定，可知1s定時是否到，再進行具體處理。126.4.2方式2的應用方式2是一個可以自動重新裝載初值的8位計數(shù)器/定時器?？墒∪ブ匮b初值指令。當某個定時器/計數(shù)器不使用時，可擴展一個負跳沿觸發(fā)的外中斷源?！纠?-3】擴展一個負跳沿觸發(fā)的外部中斷源，把定時器/計數(shù)器T0腳作為外部中斷請求輸入端，溢出標志TF0作為外中斷請求標志。exp2_1基本思想：設為方式2（自動裝入常數(shù)方式）計數(shù)模式，TH0、TL0初值均為0FFH。當T0腳發(fā)生負跳變時，T0計數(shù)溢出，TF0置“1”，單片機發(fā)出中斷請求。13初始化程序：..\范例\exp6-3

ORG 0000H AJMP IINI ；跳到初始化程序

ORG 000BH AJMP IT0P ；跳到外中斷處理程序IINI：

MOV TMOD，#06H ；設置T0為方式2 MOVTL0，#0FFH ；設T0初值 MOVTH0，#0FFH SETBET0 ；允許T0中斷 SETBEA ；總中斷允許 SETB TR0 ；啟動T0

……IT0P：

外中斷處理程序段

……14程序說明：當連接在P3.4（T0腳）的外部中斷請求輸入腳電平發(fā)生負跳變時，TL0加1，產(chǎn)生溢出，TF0置“1”，向單片機發(fā)出中斷請求，同時TH0的內容0FFH送TL0，即TL0恢復初值0FFH。P3.4腳相當于一個負跳沿觸發(fā)的外中斷請求源輸入。對P3.5也可做類似的處理?！纠?-4】當T0（P3.4）引腳上發(fā)生負跳變時，作為P1.0引腳產(chǎn)生方波的啟動信號。開始從P1.0腳上輸出一個周期為1ms的方波，如圖6-14所示（系統(tǒng)時鐘6MHz）。15基本思想：T0設為方式1計數(shù)，初值為FFFFH。當外部計數(shù)輸入端T0（P3.4）發(fā)生一次負跳變時，T0加1且溢出，溢出標志TF0置“1”，向CPU發(fā)出中斷請求，此時T0相當于一個負跳沿觸發(fā)的外部中斷源。進入T0中斷程序后，F(xiàn)0標志置“1”，說明T0引腳上已接收過負跳變信號。T1定義為方式2定時。在T0引腳產(chǎn)生一次負跳變后，啟動T1每500s產(chǎn)生一次中斷，在中斷服務子程序中對P1.0求反，使P1.0產(chǎn)生周期1ms的方波。由于省去重新裝初值指令，所以可產(chǎn)生精確的定時時間。16

17圖6-14負跳變觸發(fā)輸出一個周期為1ms的方波（1）計算T1的初值設T1的初值為x，則 (28

?

x)

2

10?6

=

5

10?4 x

=

28

?

250

=

6

=

06H（2）程序設計..\范例\exp6-4

(含兩個文件，是否循環(huán)觸發(fā))流程圖1

2P3.4(T0)->一次觸發(fā)->循環(huán)改變T1從P1.0輸出exp2_2參考程序：

ORG0000H ；程序入口RESET：LJMPMAIN ；跳向主程序MAIN

ORG 000BH ；T0的中斷入口 LJMPIT0P ；轉T0中斷服務程序

ORG001BH

；T1的中斷入口

18 LJMPIT1P ；轉T1中斷服務程序

ORG0100H

；主程序入口MAIN： MOVSP，#60H ；設堆棧指針 ACALLPT0M2 ；調用對T0，T1初始化子程序LOOP：

MOVC，F(xiàn)0 ；T0是否產(chǎn)生過中斷，若產(chǎn)生 ；過，F(xiàn)0置1 JNC LOOP ；T0未產(chǎn)生中斷，C=0，則跳 ；到LOOP，等待T0中斷 SETBET1 ；允許T1產(chǎn)生定時中斷 SETBTR1 ；啟動T1HERE： AJMPHERE19PT0M2：MOVTMOD，#26H ；對T0，T1初始化，T0方式1 ；計數(shù)，T1方式2定時 MOVTL0，#0FFH ；T0置初值 MOVTH0，#0FFH SETBET0 ；允許T0中斷 MOVTL1，#06H ；T1置初值 MOVTH1，#06H CLR F0 ；把T0已發(fā)生中斷標志F0清0 SETBEA ；總中斷允許 SETBTR0 ；啟動T0 RET20IT0P：

CLR TR0 ；T0中斷服務程序，停止T0計數(shù) SETB F0；把T0引腳接收過負脈沖標志F0置1， ；即接收過負跳變 RETIIT1P：

CPL P1.0 ；T1中斷服務程序，P1.0位取反 RETI程序說明：當單片機復位時，從0000H跳向主程序MAIN處執(zhí)行程序。其中調用了對T0，T1初始化子程序PT0M2。子程序返回后執(zhí)行標號LOOP處指令，循環(huán)等待T0引腳上負脈沖的到來。由于負脈沖到來的標志位F0的復位初始值為0，所以程序就在標號LOOP處循環(huán)等待。21當T0（P3.4）腳發(fā)生負跳變時，由于T0計數(shù)溢出，則跳向T0中斷服務子程序。此時停止T0計數(shù)，并把T0引腳接收過負脈沖的標志F0置1。當中斷返回時，由于F0已被置1，則程序跳出LOOP處的循環(huán)等待。此時執(zhí)行指令來允許T1中斷，并啟動T1定時，然后執(zhí)行“AJMPHERE”指令，循環(huán)等待，等待T1的500s定時中斷到來。當T1的500s定時中斷產(chǎn)生時，則進入T1的中斷服務子程序IT1P，把P1.0腳電平取反。由于是自動裝初值，省去對T1重裝初值指令。中斷返回后，到“AJMPHERE”處等待T1的500s定時中斷。如此重復，即得到圖6-14波形。22【例6-5】

利用定時器T1的方式2計數(shù)，每計滿100個數(shù)，將P1.0取反。本例是方式2計數(shù)模式的應用舉例。（程序運行略->流程圖）（1）選擇工作方式外部信號由T1（P3.5）引腳輸入，每發(fā)生一次負跳變計數(shù)器便加1，每輸入100個脈沖，計數(shù)器將產(chǎn)生溢出中斷，在中斷服務程序中將P1.0取反一次。T1工作在方式2的控制字TMOD

=

60H。不使用T0時，TMOD低4位任取，但不能使T0為方式3，這里取全0。（2）計算T1的初值

X

=

28

?

100

=

156

=

9CHTL1的初值為9CH，重裝初值寄存器TH1

=

9CH。23（3）參考程序：

ORG 0000H

；程序運行入口 LJMP MAIN ；跳向主程序MAIN

ORG 001BH

；T1中斷服務程序入口 CPL P1.0 ；P1.0位取反 RETI

ORG 0100H

；主程序入口MAIN： MOV TMOD，#60H ；設置T1為方式2計數(shù) MOV TL0，#9CH ；T0置初值 MOV TH0，#9CH SETB TR1 ；啟動T1HERE： AJMP HERE END24程序說明：由于T1的中斷服務子程序只有兩條指令，不超過8個字節(jié)，所以進入T1中斷服務程序入口后，沒有選擇再跳轉。6.4.3方式3的應用（略，自讀，->6.4.4）方式3下的T0和T1大不相同。T0工作在方式3，TL0和TH0被分成兩個獨立的8位定時器/計數(shù)器。其中，TL0可作為8位的定時器/計數(shù)器，而TH0只能作為8位的定時器。此時T1只能工作在方式0、1或2。一般情況下，當T1用作串行口波特率發(fā)生器時，T0才設置為方式3。此時，常把定時器T1設置為方式2，用作波特率發(fā)生器。25【例6-6】假設某AT89S51單片機應用系統(tǒng)的兩個外部中斷源已被占用，設置T1工作在方式2，用作波特率發(fā)生器?，F(xiàn)要求增加一個外部中斷源，并控制P1.0引腳輸出一個5kHz（周期為200s）的方波。設時鐘為12MHz?；舅枷耄涸O置TL0工作在方式3計數(shù)模式，TL0的初值設為0FFH，當檢測到T0腳信號出現(xiàn)負跳變時，TL0溢出，同時向CPU申請中斷，這里T0腳作為一個負跳沿觸發(fā)的外部中斷請求輸入端。在中斷處理子程序中，啟動TH0，TH0事先被設置為方式3的100s定時，從而控制P1.0輸出周期為200s的方波信號，如圖6-15所示。26

27圖6-15定時器P1.0輸出的方波信號（1）初值X計算TL0的初值設為0FFH。5kHz方波的周期為200s，因此TH0的定時時間為100s。初值X計算：(28

?

X)

1

10?6

=

1

10?4 X

=

28

?

100

=

156

=

9CH（2）程序設計

ORG 0000HLJMP MAIN

ORG 000BH ；TL0中斷入口，TL0使用T0的中斷LJMPTL0INT ；跳向TL0中斷服務程序，

TL0占用T0中斷

28

ORG001BH ；TH0中斷入口，T1為方式3時，TH0 ；使用了T1的中斷 LJMPTH0INT ；跳向TH0中斷服務程序

ORG0100H ；主程序入口MAIN：

MOV TMOD，#27H ；T0方式3，T1方式2定時作串 ；行口波特率發(fā)生器 MOV TL0，#0FFH ；置TL0初值 MOV TH0，#9CH ；置TH0初值 MOV TL1，#datal

；TL1裝入串口波特率常數(shù) MOV TH1，#datah

；TH1裝入串口波特率常數(shù) MOV TCON，#15H ；允許T0中斷

29 MOV IE，#9FH ；設置中斷允許，總中斷允許，

；TH0、TL0中斷允許HERE：

AJMPHERE

；循環(huán)等待TL0INT：MOVTL0，#0FFH ；TL0中斷服務處理子程序，TL0

；重新裝入初值 SETBTR1 ；開始啟動TH0定時 RETITH0INT：MOVTH0，#9CH ；TH0中斷服務程序，TH0重新 ；裝入初值 CPL P1.0 ；P1.0位取反輸出 RETI 306.