1、第五章 MCS-51单片机的 定时/计数器,定时/计数器概述,89C51单片机的内部集成了两个独立的16位定时/计数器，常用于需要精确定时或者高速计数的场合。,定时/计数器具备以下特点：,可设定为两种工作模式（定时器模式和计数器模式），每种模式下又可从四种工作方式中任选其一；,定时器模式的定时时间、计数器模式的计数值均可由程序设定，但不能超过各自的最大值；,定时器和计数器实质上是同一个物理部件，即二进制加1计数器，不同的是计数脉冲的来源。计数器计满回零时自动产生溢出中断，表示定时时间到或者计数完成。,定时/计数器的基本原理,5.1 定时/计数器的控制 相关特殊功能寄存器,定时/计数器的相关寄存
2、器包括：TCON、TMOD、TLO、THO、TL1、TH1。,一、定时器控制寄存器（TCON）,作用：定时/计数器溢出中断标志位； 控制定时/计数器的启动或停止工作。,5.1 定时/计数器的控制 相关特殊功能寄存器,二、定时器方式寄存器（TMOD）,作用：指定定时/计数器的工作模式和工作方式； 确定定时/计数器的启停是否需要引脚参与控制。,5.1 定时/计数器的控制 相关特殊功能寄存器,三、其他寄存器：TL0、TH0，TL1、TH1,作用：存储定时/计数器的计数中间值。,与T0对应：TH0、TL0；,与T1对应：TH1、TL1；,说明：TH存储高8位，TL存储低8位，组成16位二进制寄存器。定
3、时/计数器开始工作前，存储计数初值；定时/计数器工作中，存储计数中间值。,5.2 定时/计数器的工作方式,“工作模式”与“工作方式”的区别,工作模式有两种：定时器模式、计数器模式；,工作方式有四种：方式0、方式1、方式2和方式3；,工作模式实质上指定了计数器硬件的功能（定时/计数），选择了计数脉冲的来源；,工作方式实质上指定了计数器硬件的计数能力（计数器的位数）；,5.2 定时/计数器的工作方式,一、方式013位加1计数器,说明：,13位计数器由TH的8位和TL的低5位组成；,13位计数器计满回零时自动产生溢出中断，若要再次计数，必须在中断服务程序中重装初值，并启动计数；,5.2 定时/计数器
4、的工作方式,二、方式116位加1计数器,说明：,16位计数器由TH作高8位和TL作低8位组成；,工作过程与方式0相同，但最大计数值是方式0的8倍；,5.2 定时/计数器的工作方式,三、方式28位自动重装加1计数器,说明：,TL作为计数器，TH作为寄存器，且初始化时必须给TH、TL送相同的计数初值；,TL计满回零时，自动向CPU申请溢出中断，同时自动从TH中复制重装计数初值，实现自动连续计数；,可用于实现波特率发生器；,以上三种方式定时/计数器0和1完全相同!,5.2 定时/计数器的工作方式,四、方式3,1、定时/计数器 0- 两个独立的软件重装的8位加1计数器,说明（1）：,方式3下，TL0可
5、设定为定时器模式或计数器模式，由TR0启动/停止计数，由TF0指示中断状态；TH0只能工作在定时器模式，借用TR1启动/停止计数，TF1指示中断状态；,5.2 定时/计数器的工作方式,四、方式3,2、定时/计数器 1- 一个硬件自动重装的8位加1计数器,说明（2）：,方式3下，T1没有控制位（因为被T0占用），不会产生中断，常用作串行口的可变波特率发生器；,5.3 定时/计数器的初值计算及其初始化,一、定时/计数器的初值计算,两句话：,定时器、计数器本质上都是加1计数器，仅计数脉冲的来源不同；,加1计数器在计数脉冲的作用下，从计数初值开始计数，当计满回零时自动产生溢出中断请求。,计数初值、计数
6、值与最大值的关系：,计数初值：从多少开始计？,计数值：计了多少次？,计数最大值：最多计到多少？,模值：最多可以计多少？,计数值 = 模值 - 计数初值,1. 计数器初值计算,5.3 定时/计数器的初值计算及其初始化,一、定时/计数器的初值计算,计数初值 TC,模值 M,计数值 C,TC = M - C,计数值，取决于实际需要，是已知量。,模值，取决于定时/计数器的工作方式（方式0：M=213；方式1：M=216；方式2和方式3：M=28；），是已知量。,计数初值，定时/计数器初始化的重要数据，是未知量，存储于TH、TL。,重要公式：,2. 定时器初值计算,5.3 定时/计数器的初值计算及其初始
7、化,一、定时/计数器的初值计算,设定时时间为T，机器周期为Tm，则：,C=T/Tm,TC = M - C,若计数初值TC=0，则定时时间达最大值。若系统使用12MHz晶振，则各工作方式的最大定时时间为：,方式0： Tmax = 2131s = 8.192ms,方式1： Tmax = 2161s = 65.536ms,方式2和方式3： Tmax = 281s = 0.256ms,5.3 定时/计数器的初值计算及其初始化,二、定时/计数器的初始化步骤,根据需要给定时方式寄存器(TMOD)送方式控制字，以设定定时/计数器的工作模式和工作方式；,根据需要给定时/计数器送定时器初值（或计数器初值），以确
8、定定时长度（或计数次数）；,根据需要给中断允许寄存器(IE)送中断控制字，给中断优先级寄存器(IP)送优先级控制字，以开放相应中断、设定中断优先级；,给定时器控制寄存器(TCON)送命令字，以启动或禁止定时/计数器工作。,5.4 定时/计数器应用程序设计,二、定时/计数器的初始化举例,与中断系统应用程序类似，定时/计数器应用程序，也包括两大部分：初始化程序和中断服务程序。,一、定时/计数器的中断服务程序,定时/计数器是中断源之一，因此定时/计数器中断服务程序的编写规则与中断系统相同。,1、对外部输入脉冲计数,2、特定时间长度的精确定时,1、对外部输入脉冲计数,关键有两点：根据计数值选择工作方式
9、（计数器位数不同）；根据计数值求出计数初值。,例1 某产品生产线，每300件产品装一个包装箱。试用定时/计数器实现计数部分功能，并写出初始化程序。,说明：计数初值=213-300=7892=1ED4 H程序清单：MOV TMOD,#04H ；使用T0（方式0/计数模式/门控位无效）MOV TL0,#0D4H ；写计数初值低8位MOV TH0,#1EH ；写计数初值高8位SETB ET0 ；开放T0中断SETB PT0 ；设T0中断为高优先级SETB EA ；开放总中断SETB TR0 ；启动计数,2、特定时间长度的精确定时,关键有三点：根据定时时间求出计数值；根据计数值选择工作方式；根据计数值求出计数器计数初值；,例2某89C51单片机系统，系统主频为12MHz，要实现20mS的精确定时，试确定定时/计数器初值，并编写初始化程序。,说明：计数器初值=216-20103=45536=B1E0 H程序清单：MOV TMOD,#01H ；使用T0（方式0/定时模式/门控位无效）MOV TL0,#0E0H ；写计数初值低8位MOV TH0,#0B1H ；写计数初值高8位SETB ET0 ；开放T0中断SETB PT0 ；设T0中断为高优先级SETB EA ；开放总中断SETB TR0 ；启动计数,
