单片微机的定时器计数器原理及应用

1、实验四 外中断,P1.0_P1.7接8个发光二极管，管脚INT0、INT1接两个按键，分别定义为“+”和“-”。要求：上电全灭，每按一次“+”键，亮的灯多一盏，每按一次“-”键，亮的灯减一盏，当全亮时，再按一次“+”键，则全灭当全灭时，再按一次“-”键，则全亮,实验报告要求： 1写明实验日期、桌号 2写明实验要求； 3画出硬件接线图 4编程，加标注 5写出调试过程，遇到的问题及解决方法 6总结实验目的，写出收获体会,INT0，INT1，T0 及 T1的中断标志存放在 TCON寄存器中； 串行口的中断标志存放在 SCON寄存器中。定时器计数器控制寄存器TCON：IT1：INT1的中断申请触发方式控制位IT0：INT0的中断申请触发方式控制位。,5.3 中断的控制 5.3.1中断标志,中断允许和禁止由中断允许寄存器IE控制。 中断允许寄存器IE (可位寻址）：,5.3.2 中断允许控制,IE寄存器中各位设置：为0时，禁止中断；为1时，允许中断。 系统复位后IE寄存器中各位均为0，禁止所有中断。,在80C51中有高、低两个中断优先级，通过IP来设定。 中断优先级寄存器IP(可位寻址）：,IP

2、寄存器中各位设置：为0时，为低中断优先级；为1时，设为高中断优先级。 系统复位后IP寄存器中各位均为0，全部设定为低中断优先级。,5.3.3 中断优先级,中断矢量地址,第六章 单片微机的定时器/计数器 原理及应用,6.1 概述 6.2 定时器/计数器T0、T1 6.3 定时器/计数器T2 6.4 监视定时器（看门狗）T3 6.5 定时器/计数器的应用编程,定时或计数方法： 1硬件法： 定时功能完全由硬件电路完成，不占用CPU时间。 2软件法：软件定时是执行一段循环程序来进行时间延时。 3可编程定时器计数器：通过软件编程来实现定时时间的改变，通过中断或查询方法来完成定时功能或计数功能。,6-1 概述,定时器资源： 80C51：两个16位的加1定时器计数器：T0和T1； 80C52：三个16位的加1定时器计数器：T0、T1、T2 在80C51系列的部分产品（如Philips公司的80C552）中，还 包含有作看门狗的8位定时器T3。,定时器计数器的核心是一个加1计数器其基本功能是计数加1。,计数是对单片微机的T0、T1 （或T2） 引脚 上输入的一个1到0的跳变进行计数增l。定时是对单片微

3、机内部的机器周期进行计数，从而得到定时。波特率发生器80C51的定时器/计数器还可用作串行接口的波特率发生器。,T0、T1 的内部结构简图示于图61中。 T0、T1由以下几部分组成： 计数器TH0、TL0和TH1、TL1；特殊功能寄存器TMOD、TCON；时钟分频器；输入引脚T0、T1。,6.2 定时器计数器T0、T1,一、定时器计数器T0、T1 的控制寄存器 1.TCON,TF1：T1的溢出标志。T1溢出时，该位由内部硬件置位。若中断开放，即响应中断，进入中断服务程序后，由硬 件自动清0；若中断禁止，可用于判跳，用软件清0。 TR1：T1的运行控制位。用软件控制，置l时，启动 T1；清0时，停止 T1。 复位后，TCON的所有位均清0。T0和T1均是关中断的。,D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,T1,T0, GATE 门控位GATE1时，由外部中断引脚INT0、INT1和TR0、TR1共同来启动定时器。当INT0引脚为高电平时，TR0置位启动定时器T0；当引脚INT1为高电平时，TR1置位，启动定时器T1。 GATE0时，仅由TR0和TR1置位来启动定时器T0和T1。,

4、2. T0、T1 的方式寄存器TMOD,中断条件：TH0,TL0 由全1 全0, 计数器，设置C/T1脉冲源：外部引脚T0(T1)计数：T0 1 0 计1(两个机器周期计一个数）计数频率： fosc脉冲宽度：保持一个机器周期,M1、M0：工作方式选择位。,3、计数器:TH0、TL0、TH1、TL1,1）TH0、TL0：定时器/计数器0高位字节和低位字节。字节地址：8CH,8AH，可读可写. 2）TH1、TL1：定时器/计数器1高位字节和低位字节。字节地址：8DH,8BH，可读可写. 4、定时器/计数器中断：中断允许寄存器IE中断优先级寄存器IP中断矢量, 方式0： 13位定时器/计数器(M10、M00) 计数寄存器组成：THx 高8位和TLx的低5位（TL0- TL4)，共13位。计数时，TLx 的低5位溢出后向THx进位，THx溢出后将TFx置位，并向CPU申请中断。,二、定时器计数器T0、T1 的工作方式,图62 方式0时，定时器/计数器T0、T1的逻辑结构图,B=TRx(GATE+INTx),最大计数值： 213 = 8192。 最大定时时间：Tmax(12M)=1us*213=

5、8192us （8ms）Tmax(6M)=2us*213 =16384 （16ms） 定时初值计算：初值 X=213- *t 数据寄存器TH0、TL0（TH1/TL1）的赋值：, 方式1 16位定时器/计数器由TLx和 THx组成，共16位。计数时：TLx溢出后向THx进位，THx溢出后将TFx置位.最大计数值： 216 = 65536 最大定时时间：Tmax(12M)=1us*216=65536us（65ms）Tmax(6M)=130ms （130ms）定时初值： X=216- *t数据寄存器TH0、TL0（TH1/TL1）的赋值：,图63 方式1时，定时器/计数器T0、T1的逻辑结构图, 方式2 定时常数自动重装载的8位定时器/计数器TLx作为8位计数寄存器，THx作为8位计数常数寄存器。,MOV TH0,#0AEH MOV TL0,#06H SETB TR0MOV TH0,#0AEH MOV TL0,#06H,当TLx计数溢出时，将TFx置位，并向CPU申请中断；将THx的内容重新装入TLx中，继续计数。 重新装入不影响THx的内容。,Tmax(12M)=1us*28=256us

6、 Tmax(6M)=512us,方式2适合于作为串行口波特率发生器使用。,图64 方式2时定时器/计数器T0、T1的结构图, 方式3:只适用于T0 （）方式下将T0分为一个8位定时器计数器TL0和一个 8位定时器TH0 。T1停止计数。 TL0：8位定时器计数器，它占用了T0的GATE、INT0、启动 停止控制位TR0、T0引脚 以及计数溢出标志位TF0和T0的中断矢量等。,TH0：作为8位定时器用，此时的外部引脚T0已为定时器 计数器TL0所占用。这时它占用了定时器计数器T1的启动停止控制位TR1、计数溢出标志位TF1及T1中断矢量(地址为001BH) 。,图65 定时器/计数器T0方式3时的逻辑结构图,图66 定时器/计数器T0方式3时，T1的逻辑结构图,工作方式3下 T1 T1的结构如图66所示， T1只能选方式0、1或2。作串行口波特率发生器时，T1的计数输出直接去串行口，只需设置好工作方式，串行口波特率发生器自动开始运行，如要停止工作，只需向T1送一个设为工作方式3的控制字即可。,定时器计数器的应用编程：,如果采用中断方式,应进行中断程序入口地址设置 设置定时器计数器工作方式

7、（） 设置定时常数（和） 如果采用中断方式，应允许定时器中断和中断 定时器启动（） 如果采用中断方式：编写中断服务子程序 如果查询方式：需要用指令清除溢出标志,已知晶体振荡器的频率为fosc=6MHz。使用T0作定时器，设为方式0，设定1ms的定时，每隔1ms使P1.0引脚上的电平变反。,例要求在 P1.0引脚上产生周期为2 ms的方波输出。,应用举例,(1) 解：定时常数计算 振荡器的频率fosc6MHz，机器周期为2s，方式0计数器长度L13(2138192)，定时时间 t1ms0.001s 定时常数：X=213- *106*1*10-3=1E0CH,X为76921E0CH， 二进制数TCB0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 B，取低13位，其中高8位THF0H，低5位为TL0CH. 计数长度：1E0CH=7692，TH=0F0H,TL=0CH 定时：(81927692)2s=0.001S TMOD的设定:T0:方式，定时,( 2) 编 程 :（中断方式）ORG 0000HAJMP MAINORG 000BH ；T0中断矢量AJMP INQP ORG 0

8、030HMAIN： MOV TMOD，00H ；设T0为定时器方式0 MOV TH0，0F0H ；写定时常数(定时1ms)MOV TL0，0CH SETB ET0 ；允许T0中断SETB EA ；开放CPU中断SETB TR0 ；启动 T0SJMP $ ；定时中断等待,ORG 2000 H ；T0中断服务程序INQP： MOV TH0，0F0H ；重写定时常数MOV TL0，0CHCPL P10 ；P10变反输出RETI ；中断返回,ORG 0100H ST: MOV TMOD,#00HMOV TH0，0F0H MOV TL0，0CHSETB P1.0SETB TR0 L0: JBC TF0,L1 ；时间到，清除溢出标志AJMP L0 L1: CPL P1.0MOV TH0，0F0H ；重写定时常数MOV TL0，0CHAJMP L0END,查询方式：,【例】已知晶振12MHZ，要求利用定时器T0使图中发光二极管D进行秒闪烁。,解：发光二极管进行秒闪烁。即亮500ms，暗500 ms。晶振12MHz，机器周期1s，T0方式1最大定时只能65ms余。方法:取T0方式，定时50ms，计数1

9、0次，即可实现500ms定时。, 计算定时初值 T0初值X=216-fosc*t/12=216-50*103=65536-50000=15536=3CB0TH0=3CH；TL0=B0H。, 设置TMOD：0000 0 0 01 B = 01HT0方式1T0 定时与 无关T1控制位, 编制程序如下：ORG 0000H ;复位地址LJMP MAIN ;转主程序ORG 000BH ;T0中断入口地址LJMP IT0 ;转T0中断服务程序ORG 0100H ;主程序首地址 MAIN:MOV TMOD,#01H ;置T0定时器方式1MOV TH0,#3CH ;置T0初值50msMOV TL0,#0B0HSETB EA ;SETB ET0 ;MOV R7,#0AH ;置50ms计数器初值SETB TR0 ;T0运行SJMP $ ;等待中断,ORG 0200H ITO：MOV TH0，#3CH ；重置T0初值50msMOV TLO，#0BOHDJNZ R7，GORET ；判500ms到否?CPL P1.7 ；500ms到，输出取反MOV R7，#0AH ；恢复50ms计数器初值GORET：RETI,

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