51单片机第六章 定时器与计数器

51单片机第六章 定时器与计数器

第六章 定时器/计数器

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6.1 定时器/计数器概述

51子系列有2个可编程的定时器/计数器

52子系列有3个这样的定时器/计数器。

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8051单片机内有两个 16位定时器/计数器：TL0:T0低8位

定时器/计数器0(T0):TH0:T0高8位 定时器/计数器1(T1): TL1 : T1低8位 TH1:T1高8位

T0/T1均可由软件设置为定时工作方式和计数工作方式。

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一、定时工作方式当通过软件编程将T0(或T1)设置为定时器时，T0(或 T1)工作在定时方式。此时， T0或T1对片内的机器周期进 行计数(即片内振荡器输出经12分频后的脉冲)。每个机 器周期使定时器(T0 或T1)的数值增1直至计满溢出。 f计数 = fosc/12 当8051采用12MHZ晶体时(即：fosc=12MHZ),一个机 器周期为lµ s,计数频率为1MHZ。

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二、计数工作方式当通过软件编程将T0(或T1)设置为计数器时，T0(或T1)工作在 计数方式。此时，T0或T1对外部相应引脚P3.4(T0)和P3.5(T1) 输入的脉冲信号计数。每个下降沿计数器的值增加 1。 CPU在每个机器周期的 S5P2期间采样T0和T1引脚的输入电平， 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。 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1/24。 虽然对输入信号的占空比无特殊要求，但为了确保某个电平在 变化之前至少被采样一次，要求电平保持时间至少是一个完整的机 器周期。对输入脉冲信号的基本要求如图：

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对T0、T1来讲，除了可以通过软件编程 选择定时器或计数器工作方式外，每个定时 器/计数器还有四种工作方式，也就是每个 定时器可构成四种电路结构方式。其中，0~2方式对T0和T1都是一样的， 方式3对两者是不同的。

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6.2 定时器的控制字MCS-51对内部定时器/计数器的控制主要是通过TCON和TMOD两个特殊功能寄存器实现的。当系统复位

时，两个寄存器均被清0。即：复位时，TCON = 00H TMOD = 00H

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6.2.1 工作方式寄存器 TMOD(89H)TMOD用于控制T0和T1的操作方式，不能位寻址，只能 按字节设置。其各位定义如下图所示：

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M1和M0:操作方式控制位。M0与M1的不同组合对应 4种工作方式，见下表：

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6.2.2 控制寄存器TCON(88H)定时器控制寄存器TCON除可字节寻址外，各位还可位寻 址，各位定义及格式如下图所示：

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TCON各位的作用如下：TF1:T1中断溢出标志位。 当T1溢出时，由硬件自动使TF1置1,并向 CPU申请 中断。当 CPU响应中断服务程序后，TF1又被硬件自 动清 0。TF1也可以用软件清0(如：CLR TF1) TF0:T0 中断溢出标志位。其功能和操作同TF1 TR1:T1 运行控制位。可由软件置 1或清 0。 TR0:T0 运行控制位。其功能和操作同 TR1。

TCON的低四位用于

外部中断控制，这四位的功能将在 相应章节中讲述。

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6.3

定时器的4种工作方式

8051单片机内部有T0和 T1两个定时器/计数器。 每个定时器/计数器都可通过软件编程选择为定时器 或计数器工作方式，并且在每种方式下还各有四种工 作方式：方式0、方式1、方式2和方式3。对于方式0 、1、2,T0 与T1的工作模式相同；对于方式3,只有 T0才能设置。

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方式0:13为定时器/计数器

方式1:16为定时器/计数器 定时器/计数器的工作方式 方式2:可自动赋值的8位定时器/计数器

方式3: T0:两个独立的8为计数器。 T1:相当于TR1=0,T1不工作。

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6.3.1

方式0

方式0是一个13位的定时器/计数器，由TH中的8位和TL中低5 位组成，其中TL中的高3位是弃之不用的。其逻辑电路结构如下图 所示(以T0为例)。

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在定时器/计数器启动工作前，必须先初始化： 先为它装入方式控制字以设定其工作方式(即：给TMOD赋值) 装入定时器/计数器初值(即：给TH和TL赋初值) 通过指令启动定时器/计数器工作(SETB TR0 或 SETB TR1

)

13位计数器按加 1计数器计数，计满为零时能自动向CPU 发出溢出中断请求，但若要它再次计数，CPU必须在程序中为

它重装初值。

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6.3.2 方式1 方式1与方式0基本相同，只是方式1改用了16位计数器，即寄 存器TH的8位和TL的8位全部参与了操作。其逻辑电路结构如下图 所示(以T0为例)。