定时计数器结构及工作原理ppt课件.ppt

定定定定时时：：：：对对片片片片内内内内振振振振荡荡器器器器的的的的f0/12f0/12〔〔〔〔机器周期〕机器周期〕机器周期〕机器周期〕进进展展展展计计数定定定定时时间时时间= =〔〔〔〔2n2n－初－初－初－初值值〕〕〕〕× ×机器机器机器机器 周期周期周期周期 特点：定时或计数时，都不占用CPU时间除非定时/计数器溢出，才能够中断CPU的当前操作89C5189C51片内有两个片内有两个片内有两个片内有两个1616位可位可位可位可编编程定程定程定程定时时/ /计计数器数器数器数器T0T0、、、、T1T1一、定一、定一、定一、定时时/ /计计数器构造及任数器构造及任数器构造及任数器构造及任务务原理原理原理原理计计数：数：数：数：计计T0/T1T0/T1端下降沿端下降沿端下降沿端下降沿 检检测测一个一个一个一个1 1至至至至0 0的跳的跳的跳的跳变变需求两个机需求两个机需求两个机需求两个机器周期，故最高器周期，故最高器周期，故最高器周期，故最高计计数数数数频频率率率率为为振振振振荡频荡频率的率的率的率的1/241/24。

同同时时，高，高，高，高电电平平平平至少至少至少至少坚坚持持持持 一个完好的机器周期一个完好的机器周期一个完好的机器周期一个完好的机器周期 4.4 定时定时/计数器计数器定时/计数器任务方式由控制字TMOD、TCON来决议〔留意：〔留意：〔留意：〔留意：TMODTMOD不能以位不能以位不能以位不能以位寻寻址址址址〕〕〕〕1. TMOD(89H)——任务方式存放器二、控制字和任二、控制字和任二、控制字和任二、控制字和任务务方式方式方式方式 注： GATE决议对定时器的启动控制 1－外部INT选通 0－内选通 INT0、INT1引脚“1〞且TR0、TR1置1，那么启动定时器 只需TR0、TR1置1就启动定时器2. TCON〔88H〕——控制和标志存放器 〔留意：除了可字〔留意：除了可字〔留意：除了可字〔留意：除了可字节节寻寻址外，址外，址外，址外，还还可位可位可位可位寻寻址址址址〕〕〕〕SETB TR0SETB TR1IT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1TCON〔〔88H〕〕定时/计数器0 可以任务在方式 0～3定时/计数器1 可以任务在方式 0～2图6-7 ① 按13位加法计数器任务TL0TH0TF0 当加至TH0溢出，那么TF0置位，并恳求中断。

8 5TL0TL0高高高高3 3位未用位未用位未用位未用1. 方式0三、任三、任三、任三、任务务方式方式方式方式M1 M0 0 0 ③ GATE普通不用，但是当GATE＝0时，制止INTi2. 方式1：16位 ， 其他同方式0 〔初值=216－t / 机器周期〕3. 方式2：8位 ，时间常数可以自动装载 ， 其他同方式0 初始化时，TH0TL0，具有一样的初值 t = (28－TH0初值〕×机器周期 P，例6-2，方式2的运用C/T=0C/T=0，，，，T0T0对对对对机器周期机器周期机器周期机器周期计计计计数，定数，定数，定数，定时时时时任任任任务务务务定时时间时时间时时间时时间：：：： t t ＝＝＝＝〔 〔 〔 〔213213－－－－T0T0初初初初值值值值〕 〕 〕 〕× ×振振振振荡荡荡荡周期周期周期周期×12×12C/T=1C/T=1，，，，T0T0对对对对外部事件外部事件外部事件外部事件(P3.4)(P3.4)计计计计数，下降沿到来那么数，下降沿到来那么数，下降沿到来那么数，下降沿到来那么计计计计数器加数器加数器加数器加1 1。

T1 T1对对对对外部事件外部事件外部事件外部事件(P3.5)(P3.5)计计计计数，下降沿到来那么数，下降沿到来那么数，下降沿到来那么数，下降沿到来那么计计计计数器加数器加数器加数器加1 1② C/ TSTART：MOVTMOD,#06H；设置T0为方式2，外部计数方式 MOV TH0,#0FFH；T0计数器初值255 MOV TL0,#0FFH SETB TR0；启动T0计数LOOP1：JBCTF0,PTF01；查询T0溢出标志,TF0＝1转移,且TF0=0. SJMP LOOP1PTF01： CLRTR0；停顿计数 MOV TMOD,#02H；设置T0为方式2，定时方式 MOV TH0,#06H；T0定时500us MOV TL0,#06H CLRP1.0；p1.0清0 SETB TR0；启动定时500usLOOP2：JBCTF0,PTF02；查询溢出标志,定时到TF0＝1转移,且TF0=0. SJMP LOOP2PTF02： SETB P1.0；P1.0置1 CLRTR0；停顿计数 SJMP START 外部计数方式 定时方式 外部计数方式 定时方式P3.4P1.0500us500usP，例6-24.方式3：仅对定时/计数器0有效 T0TH0+TL05. 对定时/计数器1，停顿计数。

② TH0占用T1的控制位TR1和中断标志位TF1，仅能任务在定时方式，其启动和封锁仅受TR1的控制将定将定将定将定时时/ /计计数器数器数器数器0 0分成两个独立的分成两个独立的分成两个独立的分成两个独立的8 8位位位位计计数器数器数器数器TH0TH0、、、、TL0TL0③定时/计数器1不能任务在方式3，假设要其任务在方式3，就会立刻停顿计数，即坚持住原有的计数值 ① TL0除仅用8位Reg外，其他同方式0、 1可任务在定时或计数方式 这时，TL0用原来T0的各控制位、引脚和中断源：C/T, GATE, TR0, TF0和T0(P3.4)、INT0(P3.2) 但T1仍可任务在方式 0～2 这时：由于TR1、TF1被T0占用，仅用T1控制位C/T切换其定时器或计数器任务方式就可使T1任务 计数器溢出时(13、 16或 8 bit时〕，只能将输出送入串口或用于不需求中断的场所 当T1需求用作串行口波特率发生器时，T0才设置为任务方式3，这时，常将T1设置为任务方式2 通常，写入控制字的次序为： 1. 把任务方式控制字写入TMOD 2. 把定时、计数初值装入TLx、THx〔x＝0、1〕 3. 置位EA使CPU开放中断 4. 置位ETx允许定时/计数器中断〔需求时〕 5. 置位TRx以启动计数四、四、四、四、举举例例例例定时/计数器的运用编程需留意能正确设置会计算时间常数TMODTCON 当任务于定时形状时，由于定时/计数器是计数机器周期，每个机器周期包括12个振荡周期，那么有： 1个机器周期 = 2us〔6MHz〕 或 = 1us〔12MHz〕u 由于是加1计数器，所以当计数值为X时，装入定时/计数器的初值应为 2n－X： 方式0，n=13u 方式1，n=16u 方式2、3， n=8例例例例1 1：：：：设单设单片机的片机的片机的片机的foscfosc＝＝＝＝6MHz 6MHz ，，，，T0T0任任任任务务在方式在方式在方式在方式0 0 ：：：： ①①①① 求求求求T0T0的最大定的最大定的最大定的最大定时时间时时间T T；；；； ②②②②产产生生生生1ms1ms定定定定时时的的的的T0T0初初初初值值；；；； ③③③③ 1ms 1ms定定定定时时在在在在P1.0P1.0引脚引脚引脚引脚输输出周期出周期出周期出周期为为2ms2ms的方波。

的方波 t = (213 t = (213－初－初－初－初值值)×)×机器周期机器周期机器周期机器周期 〔〔〔〔12 / (6×106)12 / (6×106)〕〕〕〕 t = (213 t = (213－初－初－初－初值值)×2us )×2us ①①①① T0 T0最大定最大定最大定最大定时时间对应时时间对应于初于初于初于初值值0 0，所以有：，所以有：，所以有：，所以有：tmaxtmax＝＝＝＝213×12 / (6×106)213×12 / (6×106)＝＝＝＝16384 us 16384 us ＝＝＝＝16 16 .384ms.384ms③ ③ ③ ③ 对对对对以上要求以上要求以上要求以上要求编编编编程如下程如下程如下程如下〔 〔 〔 〔以定以定以定以定时时时时1ms1ms1ms1ms中断方式控制中断方式控制中断方式控制中断方式控制P1.0P1.0P1.0P1.0输输输输出方波出方波出方波出方波〕 〕 〕 〕：：：： ORG 0000H ORG 0000H ORG 0000H ORG 0000HRESET: AJMP MAIN RESET: AJMP MAIN RESET: AJMP MAIN RESET: AJMP MAIN ORG 000BH ORG 000BH ORG 000BH ORG 000BH AJMP IT0P AJMP IT0P AJMP IT0P AJMP IT0P ORG 0100H ORG 0100H ORG 0100H ORG 0100HMAIN:MAIN:MAIN:MAIN: MOV SP,#60H MOV SP,#60H MOV SP,#60H MOV SP,#60H ACALL PT0MD ACALL PT0MD ACALL PT0MD ACALL PT0MDHERE: AJMP HEREHERE: AJMP HEREHERE: AJMP HEREHERE: AJMP HEREPT0MD: MOV TMOD, #00HPT0MD: MOV TMOD, #00HPT0MD: MOV TMOD, #00HPT0MD: MOV TMOD, #00H MOV TL0, #0CH MOV TL0, #0CH MOV TL0, #0CH MOV TL0, #0CH MOV TH0, #0F0H MOV TH0, #0F0H MOV TH0, #0F0H MOV TH0, #0F0H SETB EA SETB ET0 SETB TR0 RET ORG 0120HIT0P: MOV TL0, #0CH MOV TH0, #0F0H CPL P1.0 RETI当 t ＝ 1ms 时，有：1000＝2×( 213－初值〕 ② 初值＝ 213-500＝7692＝00011110000 01100 B TH0TL0例例例例2: 2: 用方式用方式用方式用方式1 1在在在在P1.0P1.0输输出脉冲出脉冲出脉冲出脉冲 1ms1ms1ms程序： ① 以中断方式：ORG 0000H AJMP MAIN ；转主程序 ORG 000BH ；到中断效力程序 AJMP TOINT 设fosc＝6MHz， 可经过定时/计数器定时1ms恳求中断， 在中断程序中让 P1.0 输出1 或 0实现。

当fosc＝6MHz时，振荡周期＝1/6 us 机器周期＝12×1/6 us＝2us 所以，定时时间常数为：1ms/2us＝500 方式0时计数器为13位， 计数常数＝213－500＝7692＝1E0CH 假设用方式1，计数器为16位，计数常数＝216－500＝65036 ＝FE0CHORG 0100HMAIN: MOV SP ，#60H MOV TMOD ,#00； MOV TL0，#0CH ；MOV TH0 ，#0F0H ；SETB EA ；CPU开中断 SETB ET0 ；允许定时器0中断SETB TR0 ；启动定时器0任务HERE : AJMP HERE ；或用 SJMP $ ORG 0200H ；中断效力程序 TOINT : MOV TL0 , #0CH ；重新装入时间常数 MOV TH0 , #0F0H CPL P1.0 ；在P1.0脚得到方波 RETIMOV TM0D ,#01HMOV TL0 , #0CHMOV TH0 , #0FEH方式1方式0 ② 以查询方式 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 2000HMAIN: MOV TMOD, #01 ；定时器0任务在方式1 MOV TL0 , #0CH MOV TH0, #0FEH SETB TR0 ；启动定时器0任务LOOP： JNB TF0 ,$ ；查询TF0,假设计数器未溢出,原地等待 CLR TF0 CPL P1.0 ；得到方波 MOV TL0，#0CH MOV TH0，#0FEH ；装入16位时间常数 SJMP LOOP ③ 用方式2做。

定时时间为：t＝〔28－TL0初值〕×机器周期 所以，仅当定时时间不超越tmax方可用方式2 这时，TL0、TH0赋予一样的值，一旦TL0溢出，置位TF0,并将TH0中的初值自动装入TL0，继续计数，循环往复例例例例3 3：：：：设设定定定定时时/ /计计数数数数器器器器T0T0任任任任务务于于于于方方方方式式式式2 2要要要要求求求求其其其其500us500us定定定定时时中中中中断断断断，，，， 在在在在中中中中断断断断效效效效力力力力程程程程序序序序中中中中把把把把累累累累加加加加器器器器A A的的的的内内内内容容容容减减减减1 1，，，，然然然然后后后后送送送送P1P1口口口口设设晶晶晶晶 振振振振频频率率率率为为6MHz6MHz，程序如下：，程序如下：，程序如下：，程序如下： ORG 0000H ORG 0000H AJMP MN AJMP MN ORG 000BH ORG 000BH DEC A DEC A MOV P1 , A MOV P1 , A RETI RETIMNMN：：：： MOV SP MOV SP ，，，，#53H#53HMOV TMOD , #02HMOV TMOD , #02HMOV TL0 , #06H ; 送500usMOV TH0 , #06H ; 时间常数SETB EA ; CPU开中断SETB ET0 ; 允许T0中断SETB TR0 ; 启动T0计数 SJMP $ ; 等待  例4：脉冲宽度的丈量——TMOD中GATE =1的一个运用 当GATE=1时，假设TRX=1，只需INTX引脚输入高电平常，TX才被允许计数。

利用GATE的这一功能，可测试INTX 引脚上正脉冲的宽度〔机器周期数〕其方法如下图：对T0初始化编程GATE=1.T0从0开场计数 T0停顿计数 读T0的值XINTX①①①①②②②②③③③③④④④④程序: ORG 4000H ; T0 初始化MOV TMOD,#09H ; T0任务于方式1, 定时, GATE=1MOV TL0 , # 00HMOV TH0 , # 00H ; 置最大时间常数JNB P3.2 , $ ; ① P3.2低电平，原地不动SETB TR0 ; ② P3.2高，设置TR0JB P3.2 ,$ ; ③ P3.2高，原地不动CLR TR0 ; ④ P3.2低，清TR0 ,读TL0, TH0MOV A , TL0MOV B , TH0 脉脉脉脉宽宽＝＝＝＝计计数数数数值值×Tp(×Tp(机器周期机器周期机器周期机器周期) ) 设晶振频率为6MHZ，程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ；转主程序 ORG 000BH ；T0中断首地址 MOV TL0 , #131 ；TL0装入时间常数(256-125) CPL P1.1 ；P1.1口得到方波 RETI ORG 001BH ；T1中断处置程序首地址 MOV TH0 , #06H ；TH0装入时间常数(256-250) CPL P1.2 ；P1.2口得到方波 RETIMAIN： MOV TMOD , #03H ；T0任务于方式3、定时 MOV TL0 , #131例例例例5 5：：：：设设定定定定时时/ /计计数器数器数器数器T0T0任任任任务务于方式于方式于方式于方式3 3，，，，TL0TL0和和和和TH0TH0作作作作为为两个独立两个独立两个独立两个独立 的的的的8 8位定位定位定位定时时/ /计计数器分数器分数器分数器分别产别产生生生生250us250us和和和和500us500us的定的定的定的定时时中断，使中断，使中断，使中断，使 P1.1 P1.1和和和和P1.2 P1.2 产产生生生生500us500us和和和和1000us1000us的方波的方波的方波的方波( (晶振晶振晶振晶振频频率率率率为为6MHz )6MHz )。

留意：留意：留意：留意： 当一个定当一个定当一个定当一个定时时器的最大定器的最大定器的最大定器的最大定时时间时时间仍不能仍不能仍不能仍不能满满足定足定足定足定时时要求，如：要求，如：要求，如：要求，如： 6MHZ 6MHZ时钟时时钟时，，，， 一个机器周期一个机器周期一个机器周期一个机器周期为为2us2us，，，， 最大定最大定最大定最大定时时间时时间 65536×2 65536×2＝＝＝＝131072us131072us＝＝＝＝131ms131ms＝＝＝＝0.13s0.13s 假假假假设设希希希希望望望望定定定定时时 0.2s0.2s＝＝＝＝200ms200ms，，，，那那那那么么么么不不不不能能能能够够用用用用一一一一个个个个定定定定时时器器器器来来来来完成 这时这时可以可以可以可以对对定定定定时时器器器器进进展展展展级联级联。

MOV TH0 , #06H ；送时间常数SETB EA ；CPU开中断SETB ET0 ；允许中断 SETB ET1 SETB TR0 ；启动定时 SETB TR1SJMP $ ；等待 方式方式方式方式3 3时时，由于只能是，由于只能是，由于只能是，由于只能是8 8位位位位计计数器，所以可以在中断程序中数器，所以可以在中断程序中数器，所以可以在中断程序中数器，所以可以在中断程序中辅辅以以以以软软件件件件计计数，数，数，数，实现较长时间实现较长时间定定定定时时例例例例6 6：如上述：如上述：如上述：如上述, ,希望定希望定希望定希望定时时200ms200ms时间时间到到到到时时，，，，发发光二极管或明或暗光二极管或明或暗光二极管或明或暗光二极管或明或暗设设定定定定时时器器器器0 0 定定定定时时 20ms 20ms，，，， 在在在在软软件件件件中中中中查查询询定定定定时时器器器器0 0定定定定时时能能能能否否否否到到到到20ms20ms？？？？假假假假设设到到到到，，，，用用用用一一一一个个个个口口口口位位位位(P1.0)(P1.0)输输出出出出方方方方波波波波，，，，周周周周期期期期为为40ms40ms，，，，将将将将此此此此方方方方波波波波加加加加到到到到T1T1〔〔〔〔定定定定时时器器器器T1T1的的的的外部外部外部外部输输入〕，并入〕，并入〕，并入〕，并设设置置置置T1T1的的的的计计数常数数常数数常数数常数为为5 5，那么可，那么可，那么可，那么可实现实现200ms200ms定定定定时时：：：： 时钟 6MHZ 时, 20ms/2us＝10000，时间常数： 65536-10000=555365V300ΩP1.7P1.0P3.5CTC0定时CTC1计数40ms定时器0 ：方式1，定时定时器1 ：方式2，计数〔5个〕例例例例: P 6-4 : P 6-4 要求：要求：要求：要求：①①①①用用用用T0T0扩扩展外部中断源；展外部中断源；展外部中断源；展外部中断源； ②②②② P1.0 P1.0引脚引脚引脚引脚输输出一个出一个出一个出一个5KHz(5KHz(周期周期周期周期200us)200us)的方波。

的方波u 使T0任务在方式3，此时，TL0、TH0为两个独立的8位计数器 TH0 仅可用于定时，且占据了T1的TR1和TF1 TL0 可任务在定时或计数方式，运用原T0的各控制位、引脚和中断源 这时，T1可任务在方式 0～2，仅用C/T即可切换其运转在定时或计数任务方式〔此题中要求T1用于串行口波特率发生器〕11100100TMOD10101010TCONT0T0：：：：TL0TL0作作作作计计计计数用，初数用，初数用，初数用，初值值值值FFHFFH，当，当，当，当T0T0引脚引脚引脚引脚电电电电平有平有平有平有变变变变化那么化那么化那么化那么产产产产生中生中生中生中断断断断 TH0 TH0作作作作为为为为8 8位定位定位定位定时时时时器，控制器，控制器，控制器，控制P1.0P1.0输输输输出出出出5KHz5KHz的方波T1T1：：：： 任任任任务务务务在方式在方式在方式在方式2 2，定，定，定，定时时时时，溢出信号作串行口波特率，溢出信号作串行口波特率，溢出信号作串行口波特率，溢出信号作串行口波特率发发发发生器设置INT0INT1 恳求中断启动T0、T1 MOV TMOD,#27H ；T0为方式3，T1为方式2， MOV TL0,#0FFH；置TL0计数初值。

MOV TH0,#156；置TH0计数初值 (定时100us)MOV TH1,#data；data是根据波特率要求设；置的常数〔即初值〕MOV TL1,#dataMOV TCON,#55H；外中断0，外中断1边沿触；发，启动T0，T1MOV IE , #9FH；开放全部中断……TL0INT: MOV TL0,#0FFH；TL0重赋初值……RETITH0INT：MOV TH0,#156；TH0重赋初值CPL P1.0；P1.0取反输出RETI程序：程序：例例例例：：：：P141 P141 6-6 6-6 设设计计实实时时钟钟程程程程序序序序. . ( ( fosc=6MHzfosc=6MHz，，，，一一一一个个个个机机机机器器器器周周周周期期期期2us)2us) 定定定定时时器各种任器各种任器各种任器各种任务务方式的最大定方式的最大定方式的最大定方式的最大定时时间见时时间见P140P140 用用用用T1T1产产生生生生1s1s定定定定时时( (方方方方式式式式1 1，，，，100ms100ms定定定定时时中中中中断断断断，，，，每每每每中中中中断断断断一一一一次次次次软软件件件件计计数数数数器器器器＋＋＋＋1 1，，，，1010次次次次那那那那么么么么1s1s。

) )，，，，分分分分与与与与时时那那那那么么么么经经过过对对秒秒秒秒的的的的软软件件件件计计数数数数来来来来实实现现源程序： ORG0000HAJMP MAIN；上电，转向主程序ORG001BH；T1的中断入口地址AJMP SERVE；转向中断效力程序MAIN：MOV TMOD，#10H ；设T1任务于方式1MOV 20H，#0AH；装入中断次数CLRAMOV 30H，A；时单元清0MOV 31H，A；分单元清0MOV 32H，A；秒单元清0SETB ET1；允许T1中断SETB EA；允许CPU中断MOV TH1，#3CHMOV TL1，#0B0H ；赋计数初值SETB TR1；启动定时器T1SJMP $；等待中断(可反复调用显示〕SERVE：PUSH PSWPUSH ACC；维护现场MOV TH0，#3CHMOV TL0，#0B0H ；重新赋计数初值DJNZ 20H，RETUNT；1s未到，前往MOV 20H，#0AH；重置中断次数MOV A，#01HADDA，32H；秒位加1DAAMOV 32H，A；转换为BCD码CJNE A，#60H，RETURN；未满60秒，前往 MOV 32H，#00H；记满60秒，秒位清0MOV A，#01HADDA，31H；分位加1DAAMOV 31H，A；转换为BCD码CJNE A，#60H，RETUNT；未记满60min，前往MOV 31H，#00H；记满60min，分位清0MOV A，#01HADDA，30H；时位加1DAAMOV 30H，A；转换为BCD码CJNE A，#24H，RETUNT；未记满24小时，前往MOV 30H，#00H ；记满24小时，时位清0RETUNT：POP ACCPOPPSW；恢复现场RETI；中断前往END。