定时计数器的初始化编程及应用

1、定时/计数器的初始化编程及应用一 定时/计数器的编程MCS-51 单片机定时/计数器初始化过程如下：1根据要求选择方式，确定方式控制字，写入 方式控制寄存器 TMOD。 （工作方式： 方式 0 方式 1 方式 2 方式 3）2根据要求计算定时/计数器的计数值，再由计数值求得初值，写入初值寄存器。3根据需要 开放定时/计数器中断（后面须编写中断服务程序） 。4设置 定时/计数器控制寄存器 TCON 的值，启动定时/计数器开始工作。5等待定时/计数时间到，到则执行中断服务程序；如用查询处理则编写查询程序判断溢出标志，溢出标志等于 1，则进行相应处理。二定时/计数器的应用通常利用定时/计数器来产生周期性的波形。利用定时/计数器产生周期性波形的基本思想是：利用定时/计数器产生周期性的定时，定时时间到则对输出端进行相应的处理。如产生周期性的方波只须定时时间到对输出端取反一次即可。 （ 举例 1）如果定时时间大于 65536s，这时用一个定时/ 计数器直接处理不能实现，这时可用两个定时/计数器共同处理或一个定时/ 计数器配合软件计数方式处理。（1 ）用寄存器 R2 作计数器软件计数，中断处理方式。

2、 （ 举例 2.1）（2 ）用定时/计数器 T1 计数实现，定时/计数器 T1 工作于计数方式时，计数脉冲通过T1（P3.5 ）输入，设定时/计数器 T0 定时时间到对 T1（P3.5 ）取反一次，则 T1（P3.5）每20ms 产生一个计数脉冲，那么定时 500ms 只须计数 25 次，设定时/计数器 T1 工作于方式2，初值 X=256-25=231= 11100111B=E7H，TH1=TL1=E7H。因为定时/计数器 T0 工作于方式1，定时，则这时方式控制字为 01100001B（61H） 。定时/计数器 T0 和 T1 都采用中断方式工作。 （ 举例 2.2）定时：设置为定时工作方式时，定时器计数的脉冲是由 8051 片内振荡器输出经 12 分频后产生的。每个机器周期使定时器(T0 或 T1)的数值加 1 直至计计数满产生溢出。如：当 8051 采用 12MHz 晶体时，每个机器周期为 1s，计数额率为 1MHz。 计数：设置为计数工作方式时，通过引脚 T0(P34)和 T1(P35)对外部脉冲信号计数。当输入脉冲信号产生由 1 至 0 的下降沿时，定时器的值加 1，在每个

3、机器周期的 S5P2 期间采样 T0 和 T1 的输入电平。若前一个机器周期采样值为 1，下一个机器周期采样值为 0，则计数器加 1。此后的机器周期 S3P1 期间，新的数值装入计数器。检测一个 1 至 0 的跳变需要二个机器周期，故最高计数频率为振荡频率的二十四分之一。MCS-51 单片机的特殊功能寄存器 从图中我们可以看出，在 51 单片机内部有一个 CPU 用来运算、控制，有四个并行 I/O口，分别是 P0、P1、P2、P3，有 ROM，用来存放程序，有 RAM，用来存放中间结果，此外还有定时/计数器，串行 I/O 口，中断系统，以及一个内部的时钟电路。在一个 51 单片机的内部包含了这么多的东西。对图进行进一步的分析，我们已知，对并行 I/O 口的读写只要将数据送入到相应 I/O口的锁存器就可以了，那么对于定时/计数器，串行 I/O 口等怎么用呢？在单片机中有一些独立的存储单元是用来控制这些器件的，被称之为特殊功能寄存器（SFR）。事实上，我们已接触过 P1 这个特殊功能寄存器了，还有哪些呢？看下表下面，我们介绍一下几个常用的 SFR。 1、ACC-是累加器，通常用 A 表示。

4、这是个什么东西，可不能从名字上理解，它是一个寄存器，而不是一个做加法的东西，为什么给它这么一个名字呢？或许是因为在运算器做运算时其中一个数一定是在 ACC 中的缘故吧。它的名字特殊，身份也特殊，稍后在中篇中我们将学到指令，可以发现，所有的运算类指令都离不开它。自身带有全零标志 Z，若 A0 则 Z1；若 A0 则 z0。该标志常用作程序分枝转移的判断条件。 2、B-一个寄存器。在做乘、除法时放乘数或除数，不做乘除法时，随你怎么用。3、PSW-程序状态字。这是一个很重要的东西，里面放了 CPU 工作时的很多状态，借此，我们可以了解 CPU的当前状态，并作出相应的处理。它的各位功能请看下表：CY：进位标志。8051 中的运算器是一种 8 位的运算器，我们知道，8 位运算器只能表示到0-255，如果做加法的话，两数相加可能会超过 255，这样最高位就会丢失，造成运算的错误，怎么办？最高位就进到这里来。这样就没事了。有进、借位，CY1；无进、借位，CY0 例：78H+97H（01111000+10010111）AC：辅助进、借位(高半字节与低半字节间的进、借位)。 例：57H+3AH（0101

5、0111+00111010） 下面我们逐一介绍各位的用途F0：用户标志位，由用户（编程人员）决定什么时候用，什么时候不用。 RS1、RS0：工作寄存器组选择位。这个我们已知了。0V：溢出标志位。运算结果按补码运算理解。有溢出，OV=1；无溢出，OV0。什么是溢出我们后面的章节会讲到。P：奇偶校验位：它用来表示 ALU 运算结果中二进制数位“1”的个数的奇偶性。若为奇数，则 P=1，否则为 0。 运算结果有奇数个 1，P1；运算结果有偶数个 1，P0。例：某运算结果是 78H（01111000），显然 1 的个数为偶数，所以 P=0。4、P0、P1、P2、P3-这个我们已经知道，是四个并行输入/输出口的寄存器。它里面的内容对应着管脚的输出。5、IE-中断充许寄存器按位寻址，地址：A8H中断禁止（即不产生中断）EA （IE.7）：EA=0 时，所有中断禁止（即不产生中断）EA=1 时，各中断的产生由个别的允许位决定- （IE.6 ）：保留ET2（IE.5）：定时 2 溢出中断充许（8052 用）ES （IE.4）：串行口中断充许（ES=1 充许，ES=0 禁止）ET1（IE.3）：定时 1

6、 中断充许EX1（IE.2）：外中断 INT1 中断充许ET0（IE.1）：定时器 0 中断充许EX0（IE.0）：外部中断 INT0 的中断允许7、IP-中断优先级控制寄存器按位寻址，地址位 B8HIP D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 (B8H) PT2 PS PT1 PX1 PT0 PX0 PT2：定时器/计数器 T2 的中断优先级控制位，只用于 52 子系列。PS：串行口的中断优先级控制位。PT1：定时器/计数器 T1 的中断优先级控制位。 PX1：外部中断 INT1 的中断优先级控制位。 PT0：定时器/计数器 T0 的中断优先级控制位。PX0：外部中断 INT0 的中断优先级控制位。 如果某位被置“1”，则对应的中断源被设为高优先级；如果某位被清“0”，则对应的中断源被设为低优先级。对于同级中断源，系统有默认的优先权顺序， 【例 5-10】利用定时/计数器中断抗干扰防死机。利用定时/计数器防止死机的思想是：先估算出系统主程序执行一次循环所需要的时间 t1，然后设置定时/计数器的定时时间为 t2，其中 t2 略大于 t1。在主程序的循环部分包括对定时/计数器初始

7、化，这样，如果系统正常运行，则由于定时时间比 t2 比 t1 大，所以定时还未到时，主程序已完成一次循环，定时器被重新初始化，定时时间始终不会到，定时/计数器不会溢出中断；只有当系统受干扰死机，主程序不能被重新执行，定时/计数器不会被重新初始化，则经过时间 t2 后，定时时间到，溢出中断，中断后由硬件实现转到中断服务程序。如果用户在中断服务程序中安排回到主程序中的命令，那么系统可以重新运行主程序，这就达到了防止死机的目的。 中断服务程序函数名（）interrupt n using m函数内部实现 . 6、指针寄存器（1）程序计数器 PC指明即将执行的下一条指令的地址，16 位，寻址 64KB 范围，复位时 PC = 0000H（2）堆栈指针 SP指明栈顶元素的地址，8 位，可软件设置初值，复位时 SP = 07H（3）数据指针 DPTRR0、R1、DPTR；指明访问的数据存储器的单元地址，16 位，寻址范围 64KB。 DPTR = DPH + DPL。可以用它来访问外部数据存储器中的任一单元，如果不用，也可以作为通用寄存器来用，由我们自已决定如何使用。 分成 DPL(低 8 位)和

8、DPH(高 8 位)两个寄存器。用来存放 16 位地址值，以便用间接寻址或变址寻址的方式对片外数据 RAM 或程序存储器作64K 字节范围内的数据操作。7、定时/计数器（1） 定时器方式寄存器：TMOD（2） 定时器控制寄存器：TCON（3） 计数寄存器：TH0、TL0；TH1、TL1。可用于设定计数初值。8、8052/8032 增设专用寄存器（1） 定时器 2 控制寄存器 T2CON；控制、设置工作方式。（2） 计数寄存器：TH2、TL2（3） 定时器 2 捕获/重装载寄存器：RCAP2H、RCAP2L存放自动重装载到 TH2、TL2 的数据。9、定时/计数器的方式寄存器 TMOD其中：M1、M0 为工作方式选择位 ，用于对 T0 的四种工作方式，T1 的三种工作方式进行选择，选择情况如下 C/T：定时或计数方式选择位，当 C/T=1 时工作于计数方式；当 C/T=0 时工作于定时方式。 GATE：门控位，用于控制定时/ 计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。 定时/ 计数器的工作方式一方式 0方式 1 是 13 位的定时/计数方式，因而最大计数值（满值）为 2 的 13 次幂，

9、等于 8192。如计数值为 N，则置入的初值 X 为：X=8192-N如定时/计数器 T0 的计数值为 1000，则初值为 7192，转换成二进制数为1110000011000B，则 TH0=11100000B，TL0=00011000B。二方式 1方式 1 的结构与方式 0 结构相同，只是把 13 位变成 16 位， 16 位的加法计数器被全部用上。由于是 16 位的定时/计数方式，因而最大计数值（满值）为 2 的 16 次幂，等于 65536。如计数值为 N，则置入的初值 X 为：X=65536-N如定时/计数器 T0 的计数值为 1000，则初值为 65536-1000=64536，转换成二进制数为1111110000011000B，则 TH0=11111100B，TL0=00011000B。三方式 2方式 2 下，16 位的计数器只用了 8 位来计数，用的是 TL0（或 TL1）的 8 位来进行计数，而 TH0（或 TH1）用于保存初值。当 TL0（或 TL1）计满时则溢出，一方面使TF0（或 TF1）置位，另一方面溢出信号又会触发图 5.5 上的三态门，使三态门导通，TH0（或 TH1）的值就自动装入 TL0（或 TL1） 。 由于是 8 位的定时/计数方式，因而最大计数值（满值）为 2 的 8 次幂，等于 256。如计数值为 N，则置入的初值 X 为：X=256-N如定时/计数器 T0 的计数值为 100，则初值为 256-100=156，转换成二进制数为10011100B，则 TH0= TL0=10011100B。注意:由于方式 2 计满后，溢出信号会触发三态门自动地把 TH0（或 TH1）的值装入TL0（或 TL1）中，因而如果要重新实现 N 个单位的计数，不用重新置入初值。 四方式 3方式 3 只有定时/计数器 T0 才有，当 M1M0 两位为 11 时，定时/计数器 T0 工作于方式 3，方式 3 的结构如下图.方式 3 下，定时/计数器 T0 被分为两个部分 TL0 和 TH0，其中，TL0 可作为定时/计数器使用，占用 T0 的全部控

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