單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器與串行接口

第7章單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用本章重點(diǎn)★7.1定時(shí)計(jì)數(shù)器基本知識(shí)★7.2定時(shí)計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)和工作原理★7.3定時(shí)計(jì)數(shù)器的控制寄存器★7.4定時(shí)器的四種工作方式

★7.5定時(shí)計(jì)數(shù)器的應(yīng)用編程7.1定時(shí)計(jì)數(shù)器基本知識(shí)8051單片機(jī)中有兩個(gè)計(jì)數(shù)器T0和T1，這兩個(gè)計(jì)數(shù)器分別是由兩個(gè)8位的RAM單元組成的，即每個(gè)計(jì)數(shù)器都是16位的計(jì)數(shù)器，最大的計(jì)數(shù)量是65536。8031中的計(jì)數(shù)器除了能作為計(jì)數(shù)之用外，還能用作時(shí)鐘，時(shí)鐘的用途當(dāng)然很大，如打鈴器，電視機(jī)定時(shí)關(guān)機(jī)，空調(diào)定時(shí)開關(guān)等等。定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的原理是一樣的，都是進(jìn)行計(jì)數(shù)操作，每次加1，加滿溢出后，再?gòu)?開始計(jì)數(shù)，定時(shí)器和計(jì)數(shù)器不同之處是輸入的計(jì)數(shù)信號(hào)來(lái)源不同。計(jì)數(shù)器是記錄的外界發(fā)生的事情，而定時(shí)器則是由單片機(jī)供給一個(gè)非常穩(wěn)定的計(jì)數(shù)源。

這個(gè)計(jì)數(shù)源就是由單片機(jī)的晶體震蕩器經(jīng)過12分頻后獲得的一個(gè)脈沖源。晶體震蕩器的頻率當(dāng)然很準(zhǔn)，所以這個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的時(shí)間間隔也很準(zhǔn)。實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，比較方便的方法是利用單片機(jī)的定時(shí)器計(jì)數(shù)器，也可以采用下面的三種方法：軟件定時(shí)：軟件定時(shí)不占用硬件資源，但占用了cpu的時(shí)間，降低了cpu的利用率。采用時(shí)基電路定時(shí)：例如采用555電路，外界必要的元器件（電阻和電容），即可構(gòu)成硬件定時(shí)電路。但在硬件連接好以后，定時(shí)值與定時(shí)范圍不能由軟件進(jìn)行修改與控制，即不可編程。采用可編程芯片定時(shí)：這種定時(shí)芯片的定時(shí)值及定時(shí)范圍很容易用軟件來(lái)確定和修改，此種芯片定時(shí)功能強(qiáng)，使用靈活，在單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器不夠用時(shí)，可以考慮進(jìn)行擴(kuò)展。7.28051定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)和工作原理★

51系列單片機(jī)片內(nèi)有二個(gè)十六位定時(shí)/計(jì)數(shù)器：定時(shí)器0(T0)和定時(shí)器1(T1)。★兩個(gè)定時(shí)器都有定時(shí)或事件計(jì)數(shù)的功能，可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件計(jì)數(shù)和檢測(cè)等場(chǎng)合★定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)際上是16位加1計(jì)數(shù)器。

T0由2個(gè)8位持殊功能寄存器TH0和TL0構(gòu)成，

T1由2個(gè)8位持殊功能寄存器TH1和TL1構(gòu)成?！锩總€(gè)定時(shí)器都可由軟件設(shè)置為定時(shí)工作方式或

計(jì)數(shù)工作方式?！颰0和T1受特殊功能寄存器TMOD和TCON控制。

加1計(jì)數(shù)器輸入的計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來(lái)源,一個(gè)是由系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來(lái)；一個(gè)是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來(lái)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全1時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零，且計(jì)數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）。如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)模式，則表示定時(shí)時(shí)間已到；如果工作于計(jì)數(shù)模式，則表示計(jì)數(shù)值已滿?？梢?，由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。1.定時(shí)工作方式

★設(shè)置為定時(shí)器模式時(shí)：加1計(jì)數(shù)器是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù)（1個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，即計(jì)數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。

★每經(jīng)過一個(gè)機(jī)器周期定時(shí)器(T0或T1)的數(shù)值加1直至計(jì)數(shù)滿產(chǎn)生溢出?！镉?jì)數(shù)值N乘以機(jī)器周期Tcy就是定時(shí)時(shí)間t

。

計(jì)數(shù)值：N=滿計(jì)數(shù)值-初始設(shè)定值t=計(jì)數(shù)值N×機(jī)器周期T如：當(dāng)8051采用12MHz晶體時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期為1μs，計(jì)5個(gè)機(jī)器周期即為5μs，即定時(shí)5μs。2.計(jì)數(shù)工作方式

★設(shè)置為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，通過引腳T0(P3．4)和T1(P3．5)對(duì)外部脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)?！锂?dāng)輸入脈沖信號(hào)產(chǎn)生由1至0的下降沿時(shí)，定時(shí)器的值加1,在每個(gè)機(jī)器周期CPU采樣T0和T1的輸入電平。若前一個(gè)機(jī)器周期采樣值為高，下一個(gè)機(jī)器周期采樣值為低，則計(jì)數(shù)器加1?！镉捎跈z測(cè)一個(gè)1至0的跳變需要二個(gè)機(jī)器周期，故最高計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的二十四分之一。★雖然對(duì)輸入信號(hào)的占空比無(wú)特殊要求，但為了確保某個(gè)電平在變化之前至少被采樣一次，要求電平保持時(shí)間至少是一個(gè)完整的機(jī)器周期。由T0或T1引腳輸入計(jì)數(shù)脈沖。在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間，CPU采樣引腳輸入電平。當(dāng)前一機(jī)器周期采樣到高電平，下一周期機(jī)器采樣到低電平時(shí)，則計(jì)數(shù)器加1，更新的計(jì)數(shù)值在下一個(gè)機(jī)器周期的S3P1期間裝入計(jì)數(shù)器。由于檢測(cè)一個(gè)從1到0的下降沿需要2個(gè)機(jī)器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)器周期，最高計(jì)數(shù)頻率不超過振蕩頻率的1/24，當(dāng)晶振頻率為12MHz時(shí)，計(jì)數(shù)頻率為1/2MHz，計(jì)數(shù)脈沖的周期要大于2s。

7.3定時(shí)計(jì)數(shù)器的控制寄存器★定時(shí)器共有兩個(gè)控制寄存器：定時(shí)器控制TCON（88H)

定時(shí)器工作模式寄存器TMOD(89H)1.工作模式寄存器TMOD(89H)

TMOD用于控制T0和T1的操作模式。其各位的定義如下：TMODD7D6D5D4D3D2D1D0(89H)GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0定時(shí)器T0

定時(shí)器T1★

GATE：門控選擇位

=0，非門控方式，定時(shí)/計(jì)數(shù)器由內(nèi)部軟件啟動(dòng)：

TRx=1，啟動(dòng)定時(shí)器工作；

TRx=0，停止定時(shí)器工作。

=1，門控方式，定時(shí)/計(jì)數(shù)器由內(nèi)、外部啟動(dòng)：

TRx=1，同時(shí)必須引腳INTx=1，才啟動(dòng)。門控位GATE為1時(shí)，TRx=1，INTx=1才能啟動(dòng)定時(shí)器。利用這個(gè)特性可以測(cè)量外部輸入脈沖的寬度。★

C/T：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器選擇位

C/T=1，計(jì)數(shù)方式，通過引腳T0（P3.4）和T1(P3.5)對(duì)外部信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。

C/T=0，定時(shí)方式，對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)。

★M1、M0——工作模式選擇位。

由于有M1和M0兩位，可以有四種工作方式。T0有4種工作模式，T1有3種工作模式。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1不能工作在模式3。設(shè)置T1的M1M0=11，T1將停止工作。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式M1M0工作模式功能介紹00模式013位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器01模式116位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器10模式28位自動(dòng)重置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器11模式3定時(shí)器0：TL0可8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，TH0為8位定時(shí)器。定時(shí)器1：不工作。TMOD各位定義及具體的意義

TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0T1請(qǐng)求有/無(wú)

T1工作啟/停T0請(qǐng)求有/無(wú)T0工作啟/停INT1請(qǐng)求有/無(wú)INT1方式下沿/低電平

INT0請(qǐng)求有/無(wú)INT0方式下沿/低電平2.控制寄存器TCON(88H)

TCON寄存器中定時(shí)器控制僅用了其中高四位，其意義如下：

★TF1：T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志。

TF1=1，T1有溢出中斷請(qǐng)求。

TF1=0，T1無(wú)溢出中斷請(qǐng)求。

★TR1：T1運(yùn)行控制位。

TR1=1，啟動(dòng)T1工作。

TR1=0，停止T1工作。在程序中用指令“SETBTR1”使TR1位置1，定時(shí)器T1便開始計(jì)數(shù)。“CLRTR1”使TR1清0.GATE=0時(shí)，用軟件使TR1置1，則啟動(dòng)定時(shí)器1，

用軟件使TR1清0，則停止定時(shí)器1。GATE=1時(shí)，用軟件TR1置1，如果檢測(cè)到引腳INT1（P3.3）輸入高電平時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器1。

★TF0：T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志。

TF0=1，T0有溢出中斷請(qǐng)求。

TF0=0，T0無(wú)溢出中斷請(qǐng)求。

★TR0：T0運(yùn)行控制位。

TR0=1，啟動(dòng)T0工作。

TR0=0，停止T0工作。同TR1定時(shí)計(jì)數(shù)器的內(nèi)部邏輯電路結(jié)構(gòu)

&>1C/TC/T7.4定時(shí)器的四種工作方式

對(duì)TMOD寄存器的M1、M0位的設(shè)置，可選擇四種工作方式，即方式0、方式1、方式2和方式3。下面用THX、TLX（X=1或0）表示TH1TL1TH0TL0。

模式0以及定時(shí)器T0、T1模式0下的結(jié)構(gòu)模式1以及定時(shí)器T0、T1模式1下的結(jié)構(gòu)模式2以及定時(shí)器T0、T1模式2下的結(jié)構(gòu)模式3以及定時(shí)器T0、T1模式3下的結(jié)構(gòu)

13位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，由TLx的低5位（高3位未用）和THx的8位組成。TLx的低5位溢出時(shí)向THx進(jìn)位，THx溢出時(shí)，置位TCON中的TFx標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。1）方式0（M1M0=00）計(jì)數(shù)外部脈沖個(gè)數(shù)：1～8192(213)定時(shí)時(shí)間：T～8192Tfosc=12MHz，T=1us時(shí)，最大定時(shí)時(shí)間：8.19ms初始化定時(shí)/計(jì)數(shù)器時(shí)，初值N計(jì)算:定時(shí)機(jī)器周期數(shù):N＝t/T-------定時(shí)時(shí)間/機(jī)器周期計(jì)數(shù)初值：X=213-N

------計(jì)數(shù)最大值與計(jì)數(shù)值之差GATE=0時(shí)，經(jīng)反相后使或門輸出為1，此時(shí)僅由TRx控制與門的開啟，與門輸出1時(shí)，控制開關(guān)接通，計(jì)數(shù)開始；GATE=1時(shí)，由INT0引腳信號(hào)控制或門的輸出，此時(shí)控制與門的開啟由INT0引腳信號(hào)和TRx共同控制。

TRx=1時(shí)，INT0引腳信號(hào)高電平啟動(dòng)計(jì)數(shù)，低電平停止計(jì)數(shù)。常用來(lái)測(cè)量外中斷引腳上正脈沖的寬度。

2）方式1（16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，M1M0=01

）計(jì)數(shù)外部脈沖個(gè)數(shù)范圍：1～65536(216)定時(shí)時(shí)間范圍：T～65536T初始化定時(shí)/計(jì)數(shù)器時(shí)，初值N計(jì)算:定時(shí)機(jī)器周期數(shù):N＝t/T-------定時(shí)時(shí)間/機(jī)器周期計(jì)數(shù)初值：X=216-N

------計(jì)數(shù)最大值與計(jì)數(shù)值之差3）方式2（自動(dòng)再裝入8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，M1M0=00）TLx為8位加1計(jì)數(shù)器，THx為8位初值暫存器。TLx計(jì)數(shù)溢出時(shí)，一方面將TFx置位，另一方面，將THx的內(nèi)容重新裝入TLx，但不影響THx中的內(nèi)容，用于需要重復(fù)定時(shí)和計(jì)數(shù)的場(chǎng)合，可實(shí)現(xiàn)每隔預(yù)定時(shí)間發(fā)出控制信號(hào)。計(jì)數(shù)外部脈沖個(gè)數(shù)范圍：1～256(28)定時(shí)時(shí)間范圍：T～256T初值N計(jì)算:定時(shí)機(jī)器周期數(shù):N＝t/T計(jì)數(shù)初值：X=28-N4）方式3（M1M0=00）T0分成兩個(gè)8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器TL0和TH0；

TL0：既可計(jì)數(shù)也可定時(shí)，是一個(gè)8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。占用了T0

所有控制位：C/T,TR0,GATE,TF0和INT0、T0引腳；

TH0：只能作為定時(shí)器，因?yàn)門0已被TL0占用，TH0用T1的控制位：TR1、TF1；T0在方式3時(shí)T1的工作模式

如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0工作在方式3，T1只能工作在0、1、2方式。此時(shí)由于T1的運(yùn)行控制位TR1及計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位TF1已被定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0借用，這時(shí)，T1作為串行口的波特率發(fā)生器使用。

當(dāng)作為波特率發(fā)生器使用時(shí)，只需要設(shè)置好工作方式，便可自動(dòng)運(yùn)行。如要停止工作，只需送入一個(gè)把T1設(shè)置為方式3的方式控制字。因?yàn)槎〞r(shí)/計(jì)數(shù)器T1不能在方式3下工作，如果硬把它設(shè)置為方式3，則停止工作。T0在方式3時(shí)T1的工作模式(c)T1方式2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的功能和工作模式的選擇是由工作模式控制寄存器TMOD和定時(shí)器控制寄存器TCON來(lái)控制的?！?/p>

工作模式控制寄存器TMOD示意圖●定時(shí)器控制寄存器TCON示意圖●

4種工作模式的特點(diǎn)1．最大定時(shí)時(shí)間不同（采用12MHz的晶體）模式0（13位）時(shí)：TMAX=8192s=8.192ms。模式1（16位）時(shí)：TMAX=65536s=65.536ms。模式2和3（兩個(gè)8位）時(shí)：TMAX=256s=0.256ms。2．加載方式不同模式0和模式1的最大特點(diǎn)是計(jì)數(shù)溢出后，計(jì)數(shù)器全為0，因此，循環(huán)定時(shí)或計(jì)數(shù)時(shí)就要反復(fù)設(shè)置計(jì)數(shù)初值；模式2可以自動(dòng)加載計(jì)數(shù)初值；模式3適合用于串行口數(shù)據(jù)傳輸率發(fā)生器。小結(jié)任意定時(shí)以及計(jì)數(shù)的方法：

我們采用預(yù)置數(shù)的辦法，我要計(jì)100，那我就先放進(jìn)65436，再來(lái)100個(gè)脈沖，就到了65536了。定時(shí)也是如此，每個(gè)脈沖是1微秒，則計(jì)滿65536個(gè)脈沖需時(shí)65.536毫秒，但現(xiàn)在我只要10毫秒就能了，怎么辦？10個(gè)毫秒為10000個(gè)微秒，所以，只要在計(jì)數(shù)器里面放進(jìn)55536就可以了。以定時(shí)器T0在方式1下定時(shí)0.95ms為例，先將65536μs-950μs=64586μs換成十六進(jìn)制數(shù)FC4AH，然后將此數(shù)的高位FC裝入TH0；再將此數(shù)的低位4A裝入TL0。再進(jìn)行計(jì)數(shù)就可以了。還有一種簡(jiǎn)便計(jì)算方法，即將設(shè)計(jì)時(shí)初始值直接代入表中所提供的公式里，如使用定時(shí)器T0在模式0下定時(shí)1000s，設(shè)計(jì)初始值為1000，將1000分兩次代入公式即可。定時(shí)計(jì)數(shù)器的初始化

在使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器前，應(yīng)首先對(duì)其進(jìn)行初始化編程。一、定時(shí)器的初始化步驟1、設(shè)置TMOD。選擇工作模式和工作方式。2、設(shè)置定時(shí)器的計(jì)數(shù)初值。將初值寫入TH0和TL0或TH1、TL1。3、如果需要中斷，設(shè)置中斷允許寄存器IE。4、設(shè)置TCON，啟動(dòng)定時(shí)器。可以使用位操作指令。例如：SETBTRx。使用定時(shí)器工作之前，先寫入方式、控制寄存器，確定好定時(shí)器工作方式：MOVTMOD，#方式字;啟動(dòng)方式選擇（內(nèi)外共同啟動(dòng)/內(nèi)啟動(dòng)） 功能選擇—（計(jì)數(shù)/定時(shí)）位數(shù)選擇—

（8/13/16位）MOVTHx，#XH

；計(jì)算時(shí)間常數(shù)X，MOVTLx，#XL；Tx時(shí)間常數(shù)初值裝入數(shù)據(jù)寄存器

，(SETBEA ) ；開Tx中斷(SETBETx)SETBTRx

；啟動(dòng)控制Tx定時(shí)器（啟動(dòng)/停止）定時(shí)器初始化編程：在主程序中進(jìn)行

二、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器初值計(jì)算

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的模式和方式不同，計(jì)數(shù)初值也將不同。計(jì)數(shù)器的長(zhǎng)度為n，則計(jì)數(shù)的最大值為2n

。

1、工作于定時(shí)方式計(jì)數(shù)脈沖由內(nèi)部的時(shí)鐘提供，每個(gè)機(jī)器周期進(jìn)行加1。設(shè)晶振頻率為fosc，則計(jì)數(shù)脈沖的頻率為fosc/12，計(jì)數(shù)脈沖周期T=1/（fosc/12）。如果進(jìn)行定時(shí)時(shí)間為t，計(jì)數(shù)初值為X，則：初值X=2n

-t×fosc/122、工作于計(jì)數(shù)方式當(dāng)工作在計(jì)數(shù)方式時(shí)，對(duì)外部脈沖計(jì)數(shù)。利用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生溢出的特性，來(lái)計(jì)算初值X。則有：X=2n—計(jì)數(shù)次數(shù)上節(jié)練習(xí)與回顧1、下面哪一種僅適用于定時(shí)器T0（）A.方式0B.方式1C.方式2D.方式32、若51單片機(jī)的晶振頻率是24MHz，則其內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器利用計(jì)數(shù)器對(duì)外部輸入脈沖的最高計(jì)數(shù)頻率是（）A.1MHzB.6MHzC.12MHzD.24MHz3、8031定時(shí)/計(jì)數(shù)器是否計(jì)滿可采用等待中斷的方法進(jìn)行處理，也可通過對(duì)（）的查詢方法進(jìn)行判斷。

A．OV標(biāo)志B．CY標(biāo)志C．中斷標(biāo)志D．奇偶標(biāo)志4、在下列寄存器中，與定時(shí)/計(jì)數(shù)控制無(wú)關(guān)的是()A、TCON（定時(shí)控制寄存器）B、TMOD（工作方式控制寄存器）C、SCON（串行控制寄存器）D、IE（中斷允許控制寄存器）答：有四種工作模式：模式0，模式1，模式2，模式3

（1）

模式0：選擇定時(shí)器的高8位和低5位組成一個(gè)13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。TL低5位溢出時(shí)向TH進(jìn)位，TH溢出時(shí)向中斷標(biāo)志位TF進(jìn)位，并申請(qǐng)中斷。

定時(shí)時(shí)間t=(213-初值)×振蕩周期×12；計(jì)數(shù)長(zhǎng)度位213=8192個(gè)外部脈沖

（2）

模式1：與模式0的唯一差別是寄存器TH和TL以全部16位參與操作。定時(shí)時(shí)間t=(216-初值)×振蕩周期×12；計(jì)數(shù)長(zhǎng)度位216=65536個(gè)外部脈沖

（3）

模式2：把TL0和TL1配置成一個(gè)自動(dòng)重裝載的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。TL用作8位計(jì)數(shù)器，TH用以保存初值。TL計(jì)數(shù)溢出時(shí)不僅使TF0置1，而且還自動(dòng)將TH中的內(nèi)容重新裝載到TL中。

定時(shí)時(shí)間t=(28-初值)×振蕩周期×12；計(jì)數(shù)長(zhǎng)度位28=256個(gè)外部脈沖

（4）

模式3：對(duì)T0和T1不大相同

若設(shè)T0位模式3，TL0和TH0被分為兩個(gè)相互獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器。TL0為8位計(jì)數(shù)器，功能與模式0和模式1相同，可定時(shí)可計(jì)數(shù)。

TH0僅用作簡(jiǎn)單的內(nèi)部定時(shí)功能，它占用了定時(shí)器T1的控制位TR1和中斷標(biāo)志位TF1，啟動(dòng)和關(guān)閉僅受TR1控制。

定時(shí)器T1無(wú)工作模式3，但T0在工作模式3時(shí)T1仍可設(shè)置為0~2。

5、89C51定時(shí)器有哪幾種工作模式？有何區(qū)別？6、根據(jù)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0方式1邏輯結(jié)構(gòu)圖，分析門控位GATE取不同值時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器的工作過程。

答：當(dāng)GATE=0：軟件啟動(dòng)定時(shí)器，即用指令使TCON中的TR0置1即可啟動(dòng)定時(shí)器0。GATE=1：軟件和硬件共同啟動(dòng)定時(shí)器，即用指令使TCON中的TR0置1時(shí)，只有外部中斷INT0引腳輸入高電平時(shí)才能啟動(dòng)定時(shí)器0。7、單片機(jī)8031的時(shí)鐘頻率為6MHz,若要求定時(shí)值分別為0.1ms,1ms,10ms,定時(shí)器0工作在模式0、模式1和模式2時(shí)，其定時(shí)器初值各應(yīng)是多少？

解：

（1）

0.1ms

模式0：

T0低5位01110B=0EH

T0高8位：11111110B=FEH

模式1：模式2：

（2）

1ms

模式0：

T0低5位01100B=0CH

T0高8位：11110000B=F0H

模式1：

模式2：

在此情況下最長(zhǎng)定時(shí)為512μs，無(wú)法一次實(shí)現(xiàn)定時(shí)1ms，可用0.1ms循環(huán)10次

（3）

10ms

模式0：

T0低5位11000B=18H

T0高8位：01100011B=63H

模式1：

模式2：在此情況下最長(zhǎng)定時(shí)為512μs，無(wú)法一次實(shí)現(xiàn)定時(shí)10ms，可用0.1ms循環(huán)100次8、3、設(shè)MCS-51單片機(jī)fosc=12MHz，要求T0定時(shí)150μs，分別計(jì)算采用定時(shí)方式0、方式1和方式2時(shí)的定時(shí)初值。答：方式0的定時(shí)初值：IF6AH方式1的定時(shí)初值：FF6AH方式2的定時(shí)初值：6AH9、

設(shè)MCS-51單片機(jī)fosc=6MHz，問單片機(jī)處于不同的工作方式時(shí)，最大定時(shí)范圍是多少？

答：方式0的最大定時(shí)范圍：131,072μs方式1的最大定時(shí)范圍：16,384μs方式2的最大定時(shí)范圍：512μs例1

設(shè)單片機(jī)的振蕩頻率為12MHz，用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0的模式1編程，在P1.0引腳產(chǎn)生一個(gè)周期為1000μs的方波，定時(shí)器T0采用中斷的處理方式。定時(shí)器的分析過程。工作方式選擇需要產(chǎn)生周期信號(hào)時(shí)，選擇定時(shí)方式。定時(shí)時(shí)間到了對(duì)輸出端進(jìn)行周期性的輸出即可。

工作模式選擇

根據(jù)定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短選擇工作模式。

首選模式2，可以省略重裝初值操作。定時(shí)器的應(yīng)用舉例

定時(shí)時(shí)間計(jì)算：周期為1000μs的方波要求定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為500μs，每次溢出時(shí)，將P1.0引腳的輸出取反，就可以在P1.0上產(chǎn)生所需要的方波。定時(shí)初值計(jì)算：振蕩頻率為12MHz，則機(jī)器周期為1μs。

設(shè)定時(shí)初值為X，（65536-X）×1μs=500μs

X=65036=0FE0CH定時(shí)器的初值為：TH0=0FEH，TL0=0CH

C語(yǔ)言程序：#include<reg52.h> //包含特殊功能寄存器庫(kù)sbit P1_0=P1^0; //進(jìn)行位定義voidmain() { TMOD=0x01; //T0做定時(shí)器，工作在模式1 TL0=0x0c; TH0=0xfe; //設(shè)置定時(shí)器的初值

ET0=1; //允許T0中斷

EA=1; //開中斷

TR0=1; //啟動(dòng)定時(shí)器

while(1); //等待中斷}

voidtime0_int(void)interrupt1{ //中斷服務(wù)程序

TL0=0x0c; TH0=0xfe; //定時(shí)器重賦初值

P1_0=~P1_0; //P1.0取反，輸出方波}

匯編語(yǔ)言程序：

ORG 0000H SJMP MAIN ORG 000BH LJMP TIME0MAIN:MOV TMOD,#01H ；T0定時(shí)，模式1 MOV TL0,#0CH ；置定時(shí)初值

MOV TH0,#0FEH SETB ET0 ；定時(shí)器T0開中斷

SETB EA ；CPU開中斷

SETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)器T0 SJMP $ ；等待定時(shí)器溢出TIME0:MOV TL0,#0CH ;中斷服務(wù)程序

MOV TH0,#0FEH ；重裝定時(shí)初值

CPL P1.0 ；P1.0取反，輸出方波

RETI ；中斷返回

END例2

設(shè)單片機(jī)的振蕩頻率為12MHz，用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0編程實(shí)現(xiàn)從P1.0輸出周期為500μs的方波。分析：定時(shí)時(shí)間：從P1.0輸出周期為500μs的方波。定時(shí)250μs，定時(shí)結(jié)束對(duì)P1.0取反。

模式選擇：當(dāng)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz，機(jī)器周期為1μs，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0可以選擇模式0、模式1和模式2。模式2最大的定時(shí)時(shí)間為256μs，滿足250μs的定時(shí)要求，選擇模式2（1）定時(shí)初值計(jì)算

（256-X）×1μs=250μs X=6； 則TH0=TL0=6采用中斷處理方式的程序：

C語(yǔ)言程序：#include <reg52.h>//包含特殊功能寄存器庫(kù)

sbit P1_0=P1^0;void main(){ TMOD=0x02; //選擇定時(shí)器的工作模式

TL0=0x06; TH0=0x06; //為定時(shí)器賦初值

ET0=1; //允許定時(shí)0中斷

EA=1; TR0=1; //啟動(dòng)定時(shí)器0 while(1); //等待中斷} voidtime0_int(void)interrupt1 { P1_0=~P1_0;} 匯編語(yǔ)言程序：

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH ；中斷處理程序 CPL P1.0 RETI

ORG 0030H ；主程序

MAIN: MOV TMOD，#02H MOV TL0，#06H MOV TH0，#06H

SETB ET0 ；允許定時(shí)器0中斷

SETB EA ；允許CPU中斷 SETB TR0 ；啟動(dòng)定時(shí)器0 SJMP $ ；等待中斷

END

采用查詢方式處理的程序： C語(yǔ)言程序：#include<reg52.h> //特殊功能寄存器庫(kù)sbit P1_0=P1^0;voidmain(){ TMOD=0x02; TL0=0x06; TH0=0x06;TR0=1;

while(1) { while(!TF0); //查詢計(jì)數(shù)溢出

TF0=0; P1_0=~P1_0; }}

匯編語(yǔ)言程序:MAIN: MOV TMOD,#02H ；主程序

MOV TL0,#06H MOV TH0,#06H SETB TR0LOOP: JNB TF0,$ ；查詢計(jì)數(shù)溢出

CLR TF0 CPL P1.0

SJMP LOOP END

門控位的應(yīng)用

門控位GATE為1時(shí)，TRx=1，INTx=1才能啟動(dòng)定時(shí)器。利用這個(gè)特性可以測(cè)量外部輸入脈沖的寬度。例3利用T0門控位測(cè)試INT0引腳上出現(xiàn)的正脈沖寬度，已知晶振頻率為12MHz，將所測(cè)得值最高位存入片內(nèi)71H單元，低位存入70H單元。解：設(shè)外部脈沖由(P3.2)輸入，T0工作于定時(shí)方式1(16位計(jì)數(shù))，GATE設(shè)為1。測(cè)試時(shí)，應(yīng)在INT0低電平時(shí)，設(shè)置TR0為1(16位計(jì)數(shù))；當(dāng)INT0變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，就啟動(dòng)計(jì)數(shù)；再次變低時(shí)，停止計(jì)數(shù)。此計(jì)數(shù)值與機(jī)器周期的乘積即為被測(cè)正脈沖的寬度。因fosc=12MHZ，機(jī)器周期為1us，測(cè)試過程如下。源程序如下：

MOVTMOD，#09H;設(shè)T0為方式1MOVTL0，#00H；設(shè)計(jì)初值取最大值

MOVTH0，#00HMOVR0，#70HJBP3.2,$；等P3.2(INT0)變低

SETBTR0；啟動(dòng)T0準(zhǔn)備工作

JNBP3.2,$；等待P3.2(INT0)JBP3.2,$;等待P3.2(INT0)CLRTR0;停止計(jì)數(shù)T0從0開始計(jì)數(shù)INT0

09H(TMOD)1TR0

0TR0T0停止計(jì)數(shù)

MOV@R0,TL0；存放結(jié)果

INCR0MOV@R0,TH0SJMP$

讀者不難編出C語(yǔ)言程序。這種方案被測(cè)脈沖的寬度最大為65535個(gè)機(jī)器周期