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51单片机定时器_计数器

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第06章 MCS-51单片机定时计数器

第06章 MCS-51单片机定时计数器

10
2 8位计数初值自动重装，TL（7 ~ 0）
TH（7 ~ 0）
11
3 T0运行，而T1停止工作，8位定时/计数。
▪ ２．定时/计数器控制寄存器（TCON)
位
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
TR0：定时 / 计数器0运行控制位。软件置位，软件复位。与GATE有关， 分两种情况：
GATE = 0 时：若TR0 = 1，开启T0计数工作；若TR0 = 0，停止T0计 数。
GATE = 1 时：若TR0 = 1 且/INT0 = 1时，开启T0计数； 若TR0 = 1 但 /INT0 = 0，则不能开启T0计数。 若TR0 = 0， 停止T0计数。
TR1：定时 / 计数器1运行控制位。用法与TR0类似。
▪ (1)计算计数初值。欲产生周期为1000μs的等宽方波脉冲， 只需在P1.7端交替输出500μs的高低电平即可，因此定时 时间应为500μs。设计数初值为X，则有：
▪ （216-X）×1×10-6=500×10-6
▪ X=65536-500=65036＝FE0CH
▪ 将X的低8位0CH写入TL1，将X的高8位FEH写入TH1。
;清TCON，定时器中断标志清
▪
MOV TMOD,#10H
;工作方式1设定
▪
MOV TH1,#0FEH
;计数1初值设定
▪
MOV TL1,#0CH
▪
MOV IE,#00H
;关中断
▪
SETB TR1
;启动计数器1
▪ LOOP0:JBC TF1,LOOP1 ;查询是否溢出
▪

第6章MCS-51的定时器

第6章MCS-51的定时器

• 28×12×1/12MHz＝28us=256us=0.256ms
工作方式2_补充说明
8位计数器 TL0作计数器，TH0作预置寄存器使用，计数溢出时 ，TH0中的计数初值自动装入TL0，即TL0是一个自动 恢复初值的8位计数器。 在使用时，要把计数初值同时装入TL0和TH0中。 优点是提高定时精度，减少了程序的复杂程度。
工作方式1_应用分析
定时和计数的应用 计数范围：1～216 计数计算公式：计数值＝216－计数初值 机器周期（MC）：=12/Fosc=12/时钟频率 定时范围：1机器周期～216机器周期 定时计算公式：定时时间＝（216－定时初值）×
机器周期 如果晶振频率为6MHz ，则最大定时时间为： 216×12×1/6MHz＝217us=131072us=131.072ms 如果晶振频率为12MHz ，则最大定时时间为： 216×12×1/12MHz＝216us=65536us=65.536ms 工作方式１的定时计数功能切换模式，与工作方式
０完全一样；而启动定时计数器的模式，也与工作方式 ０完全一样。计数量方式１更大，可完全取代方式０。
6.2.3 方式2
方式2为自动重装初值的8位计数方式。
TCON
TF1 D7
申请 中断
TR1
溢出8位计数器
1
TF0
TL0
TR0
0 &
TH1重TH装0 单元 ≥1 8位
D0
T0引脚
机器周期 1
INT0引脚
6.1.1 工作方式控制寄存器TMOD TMOD（工作方式寄存器）：选择定时器/计数器T0、T1的工作 模式和工作方式，字节地址为89H，不能位寻址。
8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。 （1）GATE——门控位

51单片机定时器计数器详解

51单片机定时器计数器详解

51单⽚机定时器计数器详解第六章定时器/计数器6.1 定时器的结构及⼯作原理6.2 定时器的控制6.3 定时器的⼯作模式及其应⽤第六章定时器/计数器实现定时⼀般有多种⽅法：1. 利⽤软件实现（延时程序）优点：简单，控制⽅便；缺点：CPU效率低。

2. 外部硬件实现：单稳态定时器、计数定时器优点：CPU效率⾼；缺点：修改参数⿇烦。

3. 利⽤计数器实现输⼊脉冲定时器／计数器作⽤主要包括产⽣各种时标间隔、记录外部事件的数量等，是单⽚机中最常⽤、最基本的部件之⼀。

外来脉冲定时计数定时器/计数器功能⽰意图6.1 定时器/计数器的结构及⼯作原理6.1.1 定时器/计数器的基本结构MCS-51单⽚机有⼆个定时器/计数器，每个定时器/计数器由⼏个专⽤寄存器组成。

TMOD(89H ）⾼四位TMOD(89H ）低四位⽅式寄存器TCON(88H)TCON(88H)控制寄存器*8DH 8BH 8CH 8AH TH1 TL1TH0 TL0数据寄存器(16位）定时器T1定时器T0定时器/计数器的结构如下图所⽰。

定时器/计数器的基本结构框图申请P3.5or P3.4or 8DH 8BH8CH 8AH6.1.2 定时器/计数器的⼯作原理定时器/计数器结构原理图INTx P3.YGATE ：门控制位：定时/计数控制位TC/x=0,1Y=2,3Z=4,5⼀. 对外部输⼊信号的计数功能当T0或T1设置为计数⼯作⽅式时，计数器对来⾃输⼊引脚P3.4(T0)和P3.5(T1)的外部信号计数。

若前⼀个机器周期采样值为1，后⼀个机器周期采样值为0，则计数器加1。

所以计数器计数的频率最⾼为fosc 的1/24。

BDEHT H >1个机器周期T L >1个机器周期L⼆. 定时功能：定时器/计数器的定时功能也是通过计数实现的，它的计数脉冲是由单⽚机的⽚内振荡器输出经12分频后产⽣的信号，即为对机器周期计数。

INTx P3.Y例如：晶振频率=12MHz 机器周期=1us ，计数1次=1us ，计数频为=1MHz 。

MCS-51单片机的定时器计数器

MCS-51单片机的定时器计数器

1. 定时器T0/T1 中断申请过程
（1）在已经开放T0/T1中断允许且已被启动的前提下， T0/T1加1计满溢出时 TF0/TF1标志位自动置“1” ；
（2）CPU 检测到TCON中TF0/TF1变“1”后,将产生指 令：LCALL 000BH/LCALL 001BH 执行中断服务程序；
（3）TF0/TF1标志位由硬件自动清“0”,以备下次中断申
郑州大学
docin/sundae_meng
（3）工作方式寄存器TMOD
T1
T2
GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0
M1,M0：工作方式选择位 。
=00：13位定时器/计数器； =01：16位定时器/计数器（常用）； =10：可自动重装的8位定时器/计数器（常用）； =11：T0 分为2个8位定时器/计数器；仅适用于T0。 C/T ：定时方式/计数方式选择位。 = 1：选择计数器工作方式，对T0/T1引脚输入的外部事件 的负脉冲计数； = 0 ：选择定时器工作方式，对机器周期脉冲计数定时。 如下页图所示。
CPL P1.0 MOV TH0，#15H MOV TL0，#0A0H
START:MOV SP,#60H MOV P1，#0FFH
SETB TR0 POP PSW
MOV TMOD,#01H MOV TH0，#15H MOV TL0，#0A0H
POP ACC RETI END
SETB EA
Байду номын сангаас
SETB ET0
定时器/计数器0采用工作方式1，其初值为：
21650ms/1s=6553650000=15536=3CB0H
电路图如下：
郑州大学
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51单片机定时-计数器结构和计数器工作原理

51单片机定时-计数器结构和计数器工作原理
使用中断方式时对IE寄存器赋值开发中断
使TR0或TR1置位，启动定时/计数器
晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端输入到片内的时钟发生器上，时钟发
生器是一个二分频触发器电路，它将振荡器的信号频率除以2，向CPU提供
了两相时钟信号P1和P2。时钟信号的周期称为机器状态时间S，它是振荡
周期的2倍。在每个时钟周期（即机器状态时间S）的前半周期，相位1（即
P1信号）有效，在每个时钟周期的后半周期，相位2（即P2信号）有效。
提供
用途：定时器和计数器
核心：加1计数器
原理：每来一个脉冲则加1计数器加1，当加到全1时再来一个脉冲使加
1计数器归零，同时加1计数器的溢出使TCON寄存器中的TF0（或TF1）
置1，向CPU发出中断请求
脉冲来
补充：
计数器工作原理：
用作计数器时，对T0或T1引脚的外部脉冲计数，如果前一个机器周期
采样值为1，后一个机器周期采样值为0，则说明有一个脉冲，计数器加
1。
在每个机器周期的S5P2期间采样引脚输入电平。新的计数初值于下一个
机器周期的S3P1期间装入计数器。
此种方式需要两个机器周期来检测一个1->0负跳变信号，因此最高的计
数频率为时钟频率的1/24。
S5P2：
S5P2指的是第5个时钟周期的相位2。
工作原理：13位计数器，使用TL0的低5位和TH0的高8位组成，TL0
的低5位溢出时向TH0进位。TH0溢出时发出中断请求。
方式1
计算公式：
最大计数：65536个机器周期
工作原理：16位计数器，TL0作为低8位，TH0作为高8位
方式2：自动重装初值的8位计数方式
计算公式：p.s.晶振频率必须选择12的整数倍，因为定时器的频率是晶振

MCS-51单片机的定时器-计数器

MCS-51单片机的定时器-计数器
1.3 工方式
MCS-51的定时器/计数器共有四种工作方式。工作在方式0、方 式1和方式2时，定时器/计数器0和定时器/计数器1的工作原理完全 一样，现以定时器/计数器0为例介绍前三种工作方式。
1. 方式0（M1M0=00） （1）电路逻辑结构
方式0是13位计数结构的工作方式，其计数器由TH0全部8位 和TL0的低5位构成。TL0高三位弃之不用。图6.4 是定时器/计数 器0工作在方式0的逻辑结构。
分析：题目的要求可用下图来表示。
。
P1.0
8051 250 s 250 s
由上图可以看出只要使 的电位每隔250 取一次反即可。所 以定时时间应取250 。
1)计算计数初值 设计数初值为x，由定时计算公式知：
2)专用寄存器的初始化
D7
D6 D5 D4
D3
D2 D1
D0
GATE
GATE
所以，TMOD应设置为：10H 开放定时器/计数器1中断，所以IE应设置为：88H
当GATE=1时，只有TR0和 同时为高电平，定时器/计数 器 才工作，否则，定时器/计数器不工作。
（2）定时和计数的应用 计数范围：1～213 计数计算公式：计数值＝213－计数初值 定时范围：1机器周期～213机器周期 定时计算公式：定时时间＝（213－定时初值）×机器周期 如果晶振频率为6MHz ，则最大定时时间为： 213×1/6MHz×12＝214（ ）
单片机原理及应用
MCS-5单片机内部共有两个16位可编程的定时器/计数器，即 定时器T0和定时器T1它们既有定时功能又有计数功能。
1.1 结构
定时器/计数器的基本结构如图6.3所示。基本部件是两个8位计 数器（其中TH1和TL1是T1的计数器，TH0和TL0是T0的计数器）。

MCS-51单片机内部定时器计数器

MCS-51单片机内部定时器计数器
•MCS-51单片机内部定时器计数器
二、 方式1
方式 1（16位计数器）
•MCS-51单片机内部定时器计数器
方式1和方式0的工作原理基本相同，唯一 不同是T0和T1工作在方式1时是16位的计数/定 时器。
方式1时的计数长度M是2的16次方。16位 的初值直接拆成高低字节，分别送入TH和TL 即可。
•MCS-51单片机内部定时器计数器
M1 M0：四种工作方式的选择位 工作方式选择表
M1 M0 方式
说明
0 0 0 13 位定时器(TH的 8 位和TL的低 5 位）
0 1 1 16 位定时器/计数器
1 0 2 自动重装入初值的 8 位计数器 T0 分成两个独立的 8 位计数器,
1 1 3 T1 在方式 3 时停止工作
定时 1 ms的初值:
因为 机器周期=12÷6 MHz= 2 μs
所以 1 ms内T0 需要计数N次:
•MCS-51单片机内部定时器计数器
N= 1 ms÷2 μs = 500
由此可知: 使用方式 0 的 13 位计数器即可, T0 的初值X为 X=M－N=8 192－500=7 692=1E0CH 但是, 因为 13 位计数器中, 低 8 位 TL0 只使用了 5 位, 其 余码均计入高 8 位TH0 的初值, 则 T0
0。TF产生的中断申请是否被接受, 还需要由中断计数器T1、 T0 的运行控制位,
通过软件置 1 后, 定时器 /计数器才开始工作, 在系统复位时
被清 0。
•MCS-51单片机内部定时器计数器
定时器的工作方式
一、 方式 0
方式 0（13位计数器）
•MCS-51单片机内部定时器计数器
•MCS-51单片机内部定时器计数器

单片机课件5MCS-51单片机定时器计数器

单片机课件5MCS-51单片机定时器计数器

定时器的示例代码
基于MCS-51单片机和定时器 计数器，实现控制蜂鸣器的 状态或LED的闪烁频率。
实践演示
控制蜂鸣器的状态
借助定时器计数器，设置蜂鸣器的开关状态以及背 景灯。
控制LED的闪烁频率
基于定时器计数器，利用MCS-51单片机来控制LED 灯的闪烁速率。
总结
1
重要性和应用
定时器计数器是单片机非常重要的组件之一，其应用非常广泛。
5MCS-51单片机定时器计 数器
本课件将介绍单片机中定时器计数器的作用、类型、寄存器、应用以及示例 代码，展现出单片机学习与应用的魅力。
什么是定时器计数器
1 时间的记录器
定时器计数器是一种可编 程的时间计算器，可用于 各种计时和计数任务。
2 核心组件
作为单片机的核心之一， 定时器计数器可以用来控 制其它模块的工作。
3 可编程
可以通过设置定时器的各 个寄存器来控制计时或计 数的周期、频率和模式。
MCS-51单片机的定时器计数器
定时器模块的功能
以MCS-51单片机为例，定时器计数器可以控制脉 冲的发生和周期、计数等。
定时器的类型
MCS-51单片机的定时器分为两种类型：定时器0和 定时器1，每种定时器都具有其特定的应用场景。
2
对单片机的学习和应用的帮助
通过学习单片机和定时器计数器，可以帮助我们更好地理解单片机的工作原理和应用场景。
3
接下来的拓展用，如机器人、智能家居等领域。
定时器的寄存器
MCS-51单片机的定时器计数器有多个寄存器，包 括计数器寄存器、模式寄存器和数据寄存器。
定时器的应用
定时器的使用方法
通过编程初始化各个寄存器， 设置定时器的模式、计数周 期和计数方式等，以达到所 需的计时或计数效果。

第6章-MCS-51定时计数器

第6章-MCS-51定时计数器
TMOD用于设置其工作方式、选择定时或计数功能； TCON用于控制其启动、中断申请以及作为运行状态的 标志等。
1．定时/计数器工作方式寄存器TMOD TMOD为T0、T1的工作方式寄存器，主要用于控制定
时/计数器T0和T1的工作模式和4种工作方式。低4位用于 控制T0，高4位用于控制T1。
门控 位
在单片机应用中，定时和计数的需求比较多，为了使用 方便并增加单片机的功能，就把定时电路集成到芯片中，称 之为定时/计数器。目前，几乎所有的单片机都集成了可编 程定时/计数器，为单片机提供定时和计数功能。
6.1.1 定时/计数器的结构 MCS-51 单片机内部有两个16位的可编程定时/计数器，称为
定时器0（T0）和定时器1（T1），都具有定时和计数的功能，可 编程选择其作为定时器或作为计数器用。 TMOD：选择定时器/计数器T0、T1的工作模式和工作方式。 TCON：控制T0、T1的启动和停止计数，同时包含了T0、T1的状态。
Hale Waihona Puke ⑵ 工作方式1： T0初值 =216-500s/2s=65536–250=65286=FF06H TH0=FFH；TL0=06H。
⑶ 工作方式2： T0初值 =28-500s/2s=256-250=6 TH0=06H；TL0=06H。
⑷ 工作方式3： T0方式3时，被拆成两个8位定时器，定时初值可分别计
定时器:对片内机器时钟(周期方波)进行计数 计数器:对Tx引脚输入的负脉冲进行计数
6.1.2 定时/计数器的工作原理
单片机内部有两个定时/计数器T0和T1，其核心是计数器， 基本功能是加1。
对外部事件脉冲（下降沿）计数，是计数器；对片内机周 脉冲计数，是定时器。
计数器由二个8位计数器组成。

单片机原理第5章定时、计数器

单片机原理第5章定时、计数器

5.2.2 控制寄存器 控制寄存器TCON
5,控制寄存器TCON初始化设置 ,控制寄存器 初始化设置
0
0 1
0
1 0 1
0
0
0
0
复位时, 的所有位被清0. 复位时,TCON的所有位被清 的所有位被清 要启动,关闭 , 要启动,关闭TI, T0,需对 ,需对TR1,TR0用 , 用 软件设置: 软件设置: SETB TRx;启动 ; CRL TRx;关闭 ; 也可以用传送指令 MOV TCON,#50H , 同时启动T0, 同时 同时启动 ,T1同时 使用电平触发方式. 使用电平触发方式.
时钟 振荡 ÷12
2,脉冲计数 , 每来1个脉冲,计 每来 个脉冲, 个脉冲 数器加1. 数器加 .
C P U
T0 TL0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
溢 出 启动 TH0 工作 方式
TCON
TMOD
中断
5.1 定时器的结构及工作原理
1,计数脉冲来源 ,
(P3.4)
INT0(INTI)=1 指令 SETB TR0(TR1) 启动定时/计数器 启动定时 计数器T0(T1) 计数器
1
5.2.2 控制寄存器 控制寄存器TCON
1,溢出标志位 TFx
0 1
TFl(TCON.7):T1溢出标志位.当T1溢出时由硬 : 溢出标志位 溢出标志位. 溢出时由硬 件自动使中断触发器TFl置1,并向 申请中断. 件自动使中断触发器 置 ,并向CPU申请中断. 申请中断 响应进入中断服务程序后, 当CPU响应进入中断服务程序后,TFl又被硬件 响应进入中断服务程序后 又被硬件 自动清0. TFl也可以用软件清 . 自动清 . 也可以用软件清0. 也可以用软件清 TF0(TCON.5):T0溢出标志位.其功能和操作同 : 溢出标志位 其功能和操作同TFl 溢出标志位.

第5章 MCS-51单片单片机内部 定时器计数器

第5章 MCS-51单片单片机内部 定时器计数器

LOOP:
例：由P1.0输出方波信号，周 期为2ms，设fosc=12MHz。 (中断方式)
2ms
解：每隔1ms改变一次P1.0的输出状态，即形成方波， 用T0非门控方式1定时。 计算时间常数：X = 216 - t/T = 216 –(1/1000)/10-6 = 65536-1000 = 64536 = FC18H
3 工作模式2 • 模式2把TL0（或TL1）设置成一个可以自动重 装载的8位定时器/计数器 。 用于需要重复定时和计数的场合。 最大计数值：256 (28) 最大定时时间(晶振12MHz时 T=1s)： 256s 自动恢复初值8位定时/计数器。TLx为8位加1计 数器，THx为8位初值暂存器。
复位时，TMOD所有位均置0。 确定定时器工作方式指令： MOV TMOD，#方式字 例：设T0用方式2非门控定时，T1用方式1门控计数。 MOV TMOD，#0D2H ; 1101 0010 B
定时器控制寄存器TCON除可字节寻址外，各 位还可以位寻址。
位地址 位符号 8FH TF1 8EH 8DH 8CH TR1 TF0 TR0 8BH IE1 8AH 89H 88H IT1 IE0 IT0
解得：T0初值=7096=11011101 11000B，其中将高8位 11011101 B=DDH 赋给 TH0 ，低 5 位 11000B=18H 赋 给 TL0。

方法一：
采用查询工作方式，编程如下：
ORG AJMP 0000H MAIN
LOOP:JNB TF0，$；$为当前指令指 针地址 CLR SETB CLR MOV MOV TF0 P1.0 P1.0 TH0 , #0DDH ；重装载 ；产生2µ s正脉冲
ORG AJMP ORG AJMP ORG MAIN：MOV MOV MOV SETB SETB SETB HERE：SJMP PT0INT：MOV MOV CPL RETI

单片机原理及应用教程c语言版第6章mcs51单片机的定时器计数器

单片机原理及应用教程c语言版第6章mcs51单片机的定时器计数器

方波周期T
定时时间t：
周期为1000µs的方波要求 t =周期/2 = 1000/2 = 500(µs)
定时时间t
对应计数值：N = t/机器周期 = 500/1 = 500
N=500>256，所以选择模式1。
模式字：
TMOD=0000 0001B = 0x01 （3）计算初值X
X = 65536 – N = 65036 = 0xfe0c
6.1.2 MCS-51单片机定时器/计数器的工作原理
• 控制信号TRx=1时，定时器启动。 • 当定时器由全1加到全0时计满溢出，TFx=1，
向CPU申请中断；同时，定时器从0开始继续 计数。
6.2 定时器/计数器T0、T1
主要内容
6.2.1 T0、T1的特殊功能寄存器 6.2.2 T0、T1的工作模式 6.2.3 T0、T1的使用方法
计数信号由片内振荡电路提供，振荡脉冲n分 频送给计数器，每个机器周期计数器值增1。 • C/T =1 ，为计数器
计数信号由Tx引脚、和P1.0)输入，每输入一有 效信号，相应的计数器中的内容进行加1
计数器的最高计数频率为：fosc/24 1）每1个输入脉冲的下降沿使计数器计1个数 2）每1个机器周期对引脚采样1次，当上1个机器 周期采样为高、本机器周期采样为低为1个下降沿。
6.2.2 T0、T1的工作模式
信号源
振荡器 12分频 C/T=0
0
T0(P3.4)
TR0 GATE (P3.2)
C/T=1 1
＆ +
运行控制
TL0 TH0 (8位) (8位)
计数器
TF0 中断
溢出中断
图6-6 T0模式1原理结构
6.2.2 T0、T1的工作模式

MCS-51单片机的定时器计数器

MCS-51单片机的定时器计数器
器工作方式。 （2）预置定时计数器中计数的初值——直接写入TH和
TL； 如：任务中的MOV TH0,#00H 两条指令，设定计数初
值。 MOV TL0,#00H
Copyright 2006
（3）根据需要开放定时器/计数器的中断——对IE位赋值； （4）启动定时器/计数器； 如：任务中的SETB TR0 指令 初值的计算方法 X=M-计数值 M是定时器的最大计数值。视工作方式不同而不同。
判断中 断的次 数
程
CPL P1.0
；定时到，输出取反
序
NO:RETI
；中断返回
END
注意：此程序的#20和#60这两个立即数后面没 有加H表示是十进制数。
思考：能否利用定时器来实现一个电子钟？
Copyright 2006
测量每1秒钟之内的按键按下次数
工作方式0： 13位定时/计数方式，因此，最多可以计到2的13 次方，也就是8192次。
工作方式1： 16位定时/计数方式，因此，最多可以计到2的16 次方，也就是65536次。
工作方式2和工作方式3：都是8位的定时/计数方式，因此， 最多可以计到2的8次方，也说是256次。
Copyright 2006
；开中断 ；开T0中断 ；运行T0 ；等待中断 ；定时到，输出取反 ；重新加载初战值
；中断返回
中断程序的主 程序和中断服 务程序的布局
定时器初始化
开定时器中断
Copyright 2006
实例二：利用方式1定时
题目：用定时器T1，使用工作方式1，在单片机的P1.0输出一个周期为2分钟、占 空比为1:1的方波信号。
Copyright 2006
MCS-51单片机的定时器/计数器(二）

MCS51单片机中的定时器

MCS51单片机中的定时器

7
1.3
定时器/计数器的功能
定时器/计数器具有定时和计数两种功能，应用范围如下。 1. 定时与延时控制方面 可产生定时中断信号，以设计出各种不同频率的信号源； 产生定时扫描信号，对键盘进行扫描以获得控制信号，对 显示器进行扫描以不间断地显示数据。 2. 测量外部脉冲方面 对外部脉冲信号进行计数可测量脉冲信号的宽度、周期， 也可实现自动计数。 3. 监控系统工作方面 对系统进行定时扫描，当系统工作异常时，使系统自动复 位，重新启动以恢复正常工作。
振荡器 12 分频
TC/ =0 C/T TC/ =1 C/T
&
TH0 (8 位)
TL0 (5 位)
TF0
中断
T0(P3.4) TR0 GATE INT0(P3.2)
1
≥1
定时器/计数器0方式0逻辑结构
17
3.1 定时器/计数器的初始化
【例1】 用定时器0方式0，定时5ms，以中断方式工作，进行 程序初始化设计，晶振频率为6MHz。 解：用定时器0方式0时，定时器/计数器方式寄存器TMOD低4 位中的M1M0应取00；可设定为软件启动定时器，故 GATE取0；因用定时功能，C/T取0；定时器方式寄存器 TMOD高4位为无关位，一般都取0，所以TMOD应为00H。 晶振频率为6MHz，T机=12/fosc=12/(6106)=2s 定时初值X=213-T/T机=213-51000/2=8192-2500=5692 =163CH=1011000111100B 因TL0的高3位未用，对计算出的定时初值X要进行修正， 即在低5位前插入3个0，修正后的定时初值 X=1011000100011100B=B11CH
005DH
0060H 0062H 0065H 0068H

51单片机定时时钟工作原理

51单片机定时时钟工作原理

51单片机定时时钟工作原理51单片机（也被称为8051微控制器）的定时器/计数器是一个非常有用的功能，它允许用户在特定的时间间隔内执行任务。

下面是其基本工作原理：1. 结构：8051单片机通常包含两个定时器/计数器，称为Timer0和Timer1。

每个定时器都有一个16位的计数器，可以用来跟踪经过的时间或事件。

2. 时钟源：定时器的核心是一个振荡器或外部时钟源，为计数器提供脉冲。

通常，这个时钟源可以是内部的，也可以是外部的。

内部时钟源通常基于系统时钟，而外部时钟源则直接从外部硬件输入。

3. 计数过程：每当振荡器产生一个脉冲，计数器就会增加（对于向上计数的定时器）或减少（对于向下计数的定时器）一个单位。

这取决于定时器的模式。

4. 溢出：当计数器达到其最大值（对于向上计数的定时器）或达到0（对于向下计数的定时器）时，会发生溢出事件。

这会导致一个中断，可以用来执行特定的任务或操作。

5. 分频：在某些模式下，计数器的输出可以用来分频系统时钟，从而产生更精确的定时器时钟。

6. 预分频器：预分频器允许用户设置一个值，该值决定了振荡器的输入脉冲被分频的次数。

这有助于控制计数器的速度，从而控制定时器的精度。

7. 工作模式：8051微控制器支持多种定时器模式，包括正常模式、自动重装载模式和比较模式。

每种模式都有其特定的应用和行为。

8. 中断：当定时器溢出时，可以产生一个中断。

这意味着微控制器可以暂时停止当前的任务，转而处理与定时器相关的特定任务。

通过合理配置和使用这些定时器/计数器，开发人员可以在8051单片机上实现精确的时间控制和事件调度。

这对于实现诸如延时、精确计时和脉冲生成等功能非常有用。

MCS-51系列单片机的定时器

MCS-51系列单片机的定时器
存器存放定时或计数初值，每个定时器都可以由软
件设置成定时工作方式或计数工作方式，工作方式 的设定由工作方式寄存器TMOD设置，由控制寄存 器TCON控制。
寄存器TMOD的字节地址为89H，其不可以进行位寻址，各位定义如 表6-1。
1、GATE-选通控制位（门控位） GATE=0，只要用软件对TR0（或TR1）置1就启动定 时器; GATE=l，只有外部中断INT1（或INT0）引脚为高电 平，且用软件对TR0（或TR1）置1才启动定时器。 2、C/ -工作方式选择位
时器计数器都具有计数和定时两种功能，并具有 3~4种工作方式。
51单片机定时器/计数器的逻辑结构如图6-1，可以看出，16位 的定时/计数器分别由两个8位专用寄存器组成，即：T0由TH0和 TL0构成；T1由TH1和TL1构成，访问地址依次为8AH-8DH。 这些寄存器用于存放定时或计数初值，均可单独访问。此外，其 内部还有一个8位的定时器方式寄存器TMOD和一个8位的定时控 制寄存器TCON。这些寄存器之间是通过内部总线和控制逻辑电 路连接起来的。TMOD主要是用于选定定时器的工作方式， TCON主要是用于控制定时器的启动停止，此外TCON还可以保 存T0、T1的溢出和中断标志。当定时器工作在计数方式时，外部 事件通过引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）输入。
对定时器/计数器的工作方式寄存器TMOD中的M1 M0位进行设置，可以 使得定时器/计数器工作在4种工作方式下，下面对这4种方式做一下介绍。
6.3.1定时器/计数器的工作方式0
（1）计数结构 在工作方式0下，定时器/计数器采用13位计数结构。
（2）工作方式0的特点 ①两个定时器/计数器T0、T1均可在方式0下工作； ②13位计数结构，其计数器由THx全部8位和TLx的低5位构成（高3位不
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(1)计算初值X 设初值为X，则有:
(216-X)×2×10-6=1×10-3 216-X=500 X=65036
M1
M0
工作方式
方式说明
0
0
0
13位定时/计数器
0
1
1
16位定时/计数器
1
0
2
8位自动重置定时/计数器
1
1
3
两个8位定时/计数器（只有T0有）
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。
0
1
方式1，1
11
方式3，仅适用于T0，T0分成
两个8 位计数器，T1停止计数。
(3) C/T*——计数器模式和定时器模式选择 位
0：定时器模式。 1：计数器模式。
定时/计数器的工作方式
一．方式0
方式0是13位的定时/计数方式，因而最大计数值为 2的13次幂，等 于8192。如计数值为N，则置入的初值X为：
要装入的计数器初值 CI= 2n －T·fosc/12。 例如：已知晶振的频率为 6 MHz，要求定时为2 ms，则 当为方式0时，应装入的计数初值为； 8192－2×3 10 ×6×6 10 /12 = 8192-1000 = 7192
定时时间常数初值X：
方式0
X=8192-T(fosc/12)
定时器/计数器的编程和应用
4种工作方式中，方式0与方式1基本相同，由于方式0是为 兼容MCS-48而设，初值计算复杂，在实际应用中，一般不用 方式0，而采用方式1。
方式1应用
例1 假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出一个周 期为2ms的方波，如图所示。
方波的周期用T0来确定，让T0每隔1ms计数溢出1次(每 1ms产生一次中断)，CPU响应中断后，在中断服务程序中对 P1.0取反。
对于方式 0，n= 13；即初值=8192-X 对于方式 1，n= 16；即初值=65536-X 对于方式 2和方式 3，n=8；即初值= 256-X
2）定时初值计算
定时就是定时间，假设晶振频率为f，定时时间为T，对 应的计数值为X，此时计数器是将系统时钟12分频后作为 计数脉冲，则以下等式成立。
定时／计数器的结构
１.定时和计数的原理
（1）计数
单片机是对脉冲个数计数，计数器
定时／计数器的实质是在处置每基接收础到上一个的脉加冲，１计数计值数加1，
器（１６位），
当接收满65535个脉冲后，再 来一个脉冲，计数值清0表明 这一轮计数结束，同时将标
志位TF0或TF1置1。
16位定时/计数器的计数容量是65536
方式。 TCON：控制T0、T1的启动和停止计数，同时包含了
T0、T1的状态。
单片机复位时，两个寄存器的所有位都被清0。
定时器/计数器控制寄存器TCON
低4位与外部中断有关，已介绍。高4位的功能如下： (1) TF1、TF0——计数溢出标志位 (2) TR1、TR0——计数运行控制位 1：启动定时器/计数器工作 0：停止定时器/计数器工作
（2）定时 单片机内部的计数器用作定时器时，是对标准的 时钟进行了计数，每来一个时钟脉冲，计数器加1， 只要保证计数脉计冲数的器如间何隔能作相为等定，时 则计数值就代表了 时间的流逝。 器使用呢？
单片机中的定时器和计数器其实是一个器件： 计数器：是对外部发生的事件进行计数， 定时器：是对单片机内部的标准时钟脉冲进行 计数。
方式1
X=65536-T(fosc/12)
方式2、方式3 X=256-T(fosc/12)
其中T是需要定时的时间，单位是微秒；fosc是晶振
计数时间常数X：
方式0
X=8192-S
方式1
X=65536-S
方式2、方式3 X=256-S
说明：式中S是需要计数的次数
定财器／计数器初始化步骤
1）确定工作方式：把工作方式控制字写入到TMOD中； 2）设置定时或计数的初值：根据问题要求，求出定时或计 数的初值，写入到寄存器THO、TLO或THI、TLI中。 3）如果需要中断，使定时器中断允许位ET0或ETI置位， 如果要求中断嵌套，还应设置相应的中断优先级，然后置 位EA，使CPU开放中断；如果不需要中断，仅以软件方式 对计数器溢出标志TFO或TFI进行查询，则可略去此步骤； 4）启动定时器／计数器：将 TRO或 TRI置 1即可启动定时 器／计数器。
定时器／计数器初值计算
定时器／计数器用于定时或计数时，必须按照需要给计数 器设置初值。定时器／计数器在计数初值的基础上以加1 的方式进行计数，在计数器从全1变为全0时，将自动产生 溢出中断请求。
（1）计数初值计算 假设要计数的值为X，由于计数器是加工计数器，所以
定时器／计数器的初值为 2n －X： 其中n的值依赖于工作方式，
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，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的全部控制位：GATE、C/T、 TR0和TF0；而TH0固定只能作定时器使用，对机器周期进行计数， 这时它占用定时/计数器T1的TR1位、TF1位和T1的中断资源。
定时/计数器的控制寄存器TCON
TCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 (88H) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
其中： TF1：定时/计数器T1的溢出标志位，当定时/计数器T1计满时，由 硬件使它置位，如中断允许则触发T1中断。进入中断处理后由内部硬 件电路自动清除。 TR1：定时/计数器T1的启动位，可由软件置位或清零，当TR1=1时 启动；TR1=0时停止。
2．T0工作在方式3下T1的各种工作方式
当T1用作串行口的波特率发生器时， T0才工作 在方式3。
T0处于方式3时， T1可定为方式0、方式1和方 式2，用来作为串行口的波特率发生器，或不需要 中断的场合。
定时器/计数器对输入信号的要求 外部计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24，
例如选用12MHz频率的晶体，则可输入500KHz的外部脉冲。 输入信号的高、低电平至少要保持一个机器周期。
工作方式控制寄存器TMOD
8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。
（1）GATE——门控位
0：以TRX（X=0,1）来启动定时器/计数器运行。
1：用外中断引脚(INT0*或INT1*)上的高电平和TRX来启动 定时器/计数器运行。
（2）M1、M0——工作方式选择位
M1 M0
工作方式
00
方式0，13位定时器/计数器。
计数器的道理是一样的，只要用预置数的方法先在计数 容器内存入一个初值 ，如我们要计100，那就存入65436， 只要再来100个脉冲，就刚好会溢出，引发中断。
定时器初值的设置
在时钟频率为12MHz的情况下，每个时钟脉冲是1微 秒，则计满65536个脉冲需65.536毫秒，如要定时10毫秒 则存入初值55536，（10毫秒是10000微秒，需计数 10000个脉冲）。可见，
X=8192-N 例如定时/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。
工作方式0为13位的计数器 ，C/T* 位决定工作模式：
0：开关打在上面，为定时器工作模式；
1：开关打在下面，为计数器工作模式，计数脉冲为P3.4 、P3.5引脚上的外部输入脉冲，当引脚上发生负跳变时， 计数器加1。
获得标准时间
由单片机的晶振经过12分频后得到。由于晶振的频率很准， 所以这个时钟脉冲的时间间隔也很准。当单片机采用12ＭＨ ｚ的晶振时，它提供给计数器的脉冲频率是１２ＭＨｚ／１ ２＝１ＭＨｚ，脉冲单脉周片 冲期机 是就内 如是部 何的 获１标 得微准 的秒时 呢。钟 ？
定时/计数器T0的结构示意图
工作方式3相当于增加一个附加的8位定时器/计数器，从 而具有3个定时器/计数器。
只适用于定时器/计数器T0。T1不能工作在方式3，
T1方式3时相当于TR1=0，停止计数（此时T1可用来作串 行口波特率产生器）。
1．工作方式3下的T0
T0分为两个独立的8位计数器:TL0和TH0 。TL0使用T0的状态 控制位C/T*、GATE、TR0、，而TH0被固定为一个8位定时器 （不能作外部计数模式），并使用定时器T1的状态控制位 TR1和TF1，同时占用定时器T1的中断请求源TF1。
定时/计数值的设置
16位定时／计数器计满65536个脉冲时，也会发生溢出。
定时／计数器溢出后标志位TF0（或TF1）由0变1，由此能 够引发定时中断（在中断定时方式下），这就像定时的时间一 到，闹钟就会响一样。
如果采用12ＭＨｚ的晶振，对应的脉冲周期是１微秒，计 满65536个脉冲所对应的时间就是65.536ms。
如图所示，图中Tcy为机器周期。
定时器/计数器的初始化
定时/计数器的方式寄存器TMOD
TMOD
D7
D6 D5 D4 D3
D2 D1 D0
(89H)
GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
←
定时器1
→←
定时器0
→
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
GATE位：决定定时器/计数器的运行取决于TRx一个条件还是 TRx和INTx*引脚两个条件。
（1）0：A点是否计数,仅取决于TRx的状态。
（2）1：B点电位由INTX*的输入电平和TRX的状态这两个条件 来确定。是否计数是由TRx和INTx*二个条件来控制的。