MCS51单片机的定时器PPT课件
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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
▪
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 。
单片机原理及其接口技术--第6章 MCS-51单片机定时器计数器
单片机原理及其接口技术
T/C方式2的逻辑结构图
1
TH1/TH0
T8
T7
T6
T5
T4
T3
T2
T1
寄存器 计数器
束
TL1/TL0
T8
T7
T6
T5
T4
T3
T2
T1
主目录
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结
单片机原理及其接口技术
4、方式3 M1M0=11 T0和T1有不同的工作方式
C/T0：
TH0和TL0被拆成2个独立的8位计数器。
28)，向CPU申请中断，标志位TF1自动置位，若中
断是开放的，则CPU响应定时器中断。当CPU响应
中断转向中断服务程序时，由硬件自动将该位清0。
&
加1计数器 & 1
主目录
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结
束
EA
ET1
单片机原理及其接口技术
2个模拟的位开关，前者决定了T/C的工作状态：当1单片机有2个特殊功能寄存器TCON和TMOD: TCON：用于控制定时器的启动与停止，中断标志。 TMOD：用于设置T/C的工作方式。
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结
束
单片机原理及其接口技术
1.定时器控制寄存器TCON
88H TCON
位地址
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88
过实时计算求得对应的转速。
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单片机原理及其接口技术 对于定时/计数器来说，不管是独立的定时器芯片还是单
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
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
第六章 MCS-51单片机内部定时器
6.3.1 模式0及应用
在这种模式下，16位寄存器只用了13位。 其中，TL0的高3位未用，TH0占8位。当 TL0的低5位溢出时，向TH0进位。当TH0 溢出时，向中断标志位TF0进位，并申请中 断。 因此，可通过查询TF0 是否置位或考 察中断是否发生来判断定时器/计数器0的 操作完成与否。
（2）计算1ms定时T0的初值：
机器周期为(1/fOSC)×12=[1/(12×106)]×12=1μs, 设T0的 计数初值为X，则 (213-X)×1×10-6=1×10-3ms
X=213-1×10-3/(1×10) -6 =8192-1000=7192D=1110000011000
高8位: E0H 低5位: 18H
fosc=12MHz, 采用查询方式。
解：方波周期 T=1/100Hz=0.01s=10ms 用T1定时5ms 计数初值 X为： X=216-12×5×103/12=60536=EC78H 程序如下：
MOV TMOD， #10H ；T1模式1，定时方式
SETB TR1 LOOP：MOV TH1，#0ECH
例：晶振为12MHZ ，则计数周期为
T=12/(12*106)Hz =1微秒
最短的定时 周期
计数器工作方式：
当定时器/计数器为计数工作方式时，通过
引脚T0和T1对外部信号计数，外部脉冲的下降
沿触发计数
在每个机器周期的
采样过程：
S5P2期间采样引脚
当输入脉冲信号从1到0的负跳变时，计数器就 自动加1。 由于检测一个由1到0的跳变需要两 个机器周期，所以 计数的最高频率为振荡频 率的1/24。为了确保给定电平在变化前至少被 采样一次，外部计数脉冲的高低电平均需保持 一个机器周期以上。（占空比没有限制）
MCS-51的定时计数器
第六章MCS-51的定时/计数器1．如果采用晶振的频率为3MHz，定时器/计数器工作方式0、1、2下，其最大的定时时间为多少？解答：因为机器周期，所以定时器/计数器工作方式0下，其最大定时时间为；同样可以求得方式1下的最大定时时间为262.144ms；方式2下的最大定时时间为1024ms。
2．定时/计数器用作定时器时，其计数脉冲由谁提供？定时时间与哪些因素有关？答：定时/计数器作定时时，其计数脉冲由系统振荡器产生的内部时钟信号12分频后提供。
定时时间与时钟频率和定时初值有关。
3．定时/计数器用作定时器时，对外界计数频率有何限制？答：由于确认1次负跳变要花2个机器周期，即24个振荡周期，因此外部输入的计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24。
4．采用定时器/计数器T0对外部脉冲进行计数，每计数100个脉冲后，T0转为定时工作方式。
定时1ms后，又转为计数方式，如此循环不止。
假定MCS-51单片机的晶体振荡器的频率为6MHz，请使用方式1实现，要求编写出程序。
解答：定时器/计数器T0在计数和定时工作完成后，均采用中断方式工作。
除了第一次计数工作方式设置在主程序完成外，后面的定时或计数工作方式分别在中断程序完成，用一标志位识别下一轮定时器/计数器T0的工作方式。
编写程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP IT0PMAIN: MOV TMOD,#06H ；定时器/计数器T0为计数方式2MOV TL0,#156 ；计数100个脉冲的初值赋值MOV TH0,#156SETB GATE ；打开计数门SETB TR0 ；启动T0，开始计数SETB ET0 ；允许T0中断SETB EA ；CPU开中断CLR F0 ；设置下一轮为定时方式的标志位WAIT: AJMP WAITIT0P: CLR EA ；关中断JB F0,COUNT ；F0=1，转计数方式设置MOV TMOD,#00H ；定时器/计数器T0为定时方式0MOV TH0,#0FEH ；定时1ms初值赋值MOV TL0,#0CHSETB EARETICOUNT: MOV TMOD,#06HMOV TL0,#156SETB EARETI5. 定时器/计数器的工作方式2有什么特点？适用于哪些应用场合？答：定时器/计数器的工作方式2具有自动恢复初值的特点，适用于精确定时，比如波特率的产生。
51单片机的功能单元(中断定时器等)
P30
1 1
D C Q Q
D0
1
端口锁存器应为“ 。 端口锁存器应为“1”。 3、替代功能 、
P3.0 TXD RXD INT0 INT1 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 T0 T1 WR RD P3.1 P3.2 P3.3
P3W P3R2
பைடு நூலகம்
变异输入 图3、P3口内部结构
10
5.1.5 P0～P3端口功能总结 P0～P3端口功能总结 使用中应注意的问题： 使用中应注意的问题： P0 ～ P3 口都是并行 I/O 口 ， 但 P0 口和 P2 口 还可用来构建数 口都是并行I/O I/O口 口和P 电路中有一个MUX 据总线和地址总线，所以电路中有一个MUX，进行转换。 据总线和地址总线，所以电路中有一个MUX，进行转换。 而P1口和P3口无构建系统的数据总线和地址总线的功能， 口和P 无构建系统的数据总线和地址总线的功能， 因此，无需转接开关MUX MUX。 因此，无需转接开关MUX。 只有P 只有P0口是一个真正的双向口，P1～P3口都是准双向口。 是一个真正的双向口 双向口， 都是准双向口 准双向口。 原因: 口作数据总线使用时， 为保证数据正确传送， 原因 :P0 口作数据总线使用时 ， 为保证数据正确传送 ， 需 解决芯片内外的隔离问题， 解决芯片内外的隔离问题 ， 即只有在数据传送时芯片内外 才接通； 否则应处于隔离状态。 为此， 才接通 ； 否则应处于隔离状态 。 为此 ， P0 口的输出缓冲器 应为三态门。 应为三态门。 P3 口具有第二功能 。 因此在 P3 口电路增加了第二功能控制 口具有第二功能。因此在P 逻辑。这是P 口与其它各口的不同之处。 逻辑。这是P3口与其它各口的不同之处。
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5.1.6
1 1
D C Q Q
D0
1
端口锁存器应为“ 。 端口锁存器应为“1”。 3、替代功能 、
P3.0 TXD RXD INT0 INT1 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 T0 T1 WR RD P3.1 P3.2 P3.3
P3W P3R2
பைடு நூலகம்
变异输入 图3、P3口内部结构
10
5.1.5 P0～P3端口功能总结 P0～P3端口功能总结 使用中应注意的问题： 使用中应注意的问题： P0 ～ P3 口都是并行 I/O 口 ， 但 P0 口和 P2 口 还可用来构建数 口都是并行I/O I/O口 口和P 电路中有一个MUX 据总线和地址总线，所以电路中有一个MUX，进行转换。 据总线和地址总线，所以电路中有一个MUX，进行转换。 而P1口和P3口无构建系统的数据总线和地址总线的功能， 口和P 无构建系统的数据总线和地址总线的功能， 因此，无需转接开关MUX MUX。 因此，无需转接开关MUX。 只有P 只有P0口是一个真正的双向口，P1～P3口都是准双向口。 是一个真正的双向口 双向口， 都是准双向口 准双向口。 原因: 口作数据总线使用时， 为保证数据正确传送， 原因 :P0 口作数据总线使用时 ， 为保证数据正确传送 ， 需 解决芯片内外的隔离问题， 解决芯片内外的隔离问题 ， 即只有在数据传送时芯片内外 才接通； 否则应处于隔离状态。 为此， 才接通 ； 否则应处于隔离状态 。 为此 ， P0 口的输出缓冲器 应为三态门。 应为三态门。 P3 口具有第二功能 。 因此在 P3 口电路增加了第二功能控制 口具有第二功能。因此在P 逻辑。这是P 口与其它各口的不同之处。 逻辑。这是P3口与其它各口的不同之处。
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5.1.6
MCS-51中断系统教学课件PPT
5.2 MCS-51单片机的中断系统 有5个中断请求源，两个中断优先级，可两级嵌套。 MCS-51单片机的中断系统结构示意图，如图5-3所示。
5.2.1 中断源及中断入口
中断源是指能发出中断请求，引起中断的装置或事件。 MCS-51单片机共有5个中断源，其中2个为外部中断源，3 个为内部中断源：
CPU处理事件的过程，称为CPU的中断响应过程。
图5-1中断流程图所示。 对事件的整个处理过程， 称为中断处理（或中断 服务）。
能够实现中断处理功能的部件称为中断系统；产生中断 的请求源称为中断请求源。中断源向CPU提出的处理请 求，称为中断请求(或中断申请)。进入中断→保护现场 →中断处理恢复现场 →中断返回
MOV IP，#00010100B；
需要指出的是，若置5个中断源全部为高优先级，就等于 不分优先级。
MCS-51单片机响应中断的基本原则如下： 1）低优先级中断可被高优先级中断请求所中断，反之则不 能。 2）在同一优先级中（不管是高优先级或低优先级），某个 中断一旦得到响应，与它同级的中断请求就不能再中断它。 CPU同时接收到几个中断时，首先响应优先级最高的中断请 求。如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次序 确定的中断优先权排队来响应，其确定的查询次序见表5.6。 由此可见，各中断源在同一个优先级的条件下，外部中断0 的中断优先权最高，串行口中断优先权最低。
5.3.1 中断响应 1．CPU的中断响应条件 CPU响应中断的条件主要有以下几点： 1）由中断源发出中断申请。 2）中断总允许位EA＝1，即CPU允许所有中断源申请中断。 3）申请中断的中断源的中断允许位为1，即此中断源没有被屏
蔽，可以向CPU申请中断。 以上是CPU响应中断的基本条件。若满足，CPU一般会响应中 断，但如果有下列任一种情况存在，中断响应即被封锁。
第5章_MCS-51单片机中断定时器
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5.1.4 P3口
P3口第二功能
第二功能状态
15:12
14
返回目录
5.1.4 P3口
P3口使用
P3口使用
P3口的每一位都可独立地定义为第一功能 I/O或第二功能使 用。P3的第二功能涉及到串行口、外部中断、定时器，与 特殊功能寄存器有关，它们的结构、功能等在后面章节中 再作进一步介绍。
P3 口 的 地 址 为 B0H ， 对 应 P3.0~P3.7 的位地址为 B0H~B7H。
15:12 15
返回目录
5.1.4 小结
4个并行口使用注意事项
P0、P1、P2、P3并行端口使用注意事项
（1）4个端口的电路结构均不完全相同，并且性能和用途 也各有所侧重； （2）4个口均为“准双向口”，每个并行口都有两种读入 方法：一个是读锁存器，另一个是读取引脚状态； （3）P0口作为I/O口使用时应外接上拉电阻，其它口则可 不必； （4）P2口某几根口线作地址使用时，剩下的口线不能作为 I/O口线使用； （5）P3口的某些口线作第二功能时，剩下的口线可以单独 作为I/O口线使用。
15:12 26
返回目录
5.2.1 CPU与外设的输入/输出方式
2．异步传送方式
异步 传送又称为有条
-----异步传送方式
件传送，或查询方式，
通常 把 通过 程 序 对外 设状 态 的检 测 称 之为 “查 询”， 所 以 这种 有条 件 的传 送 方 式又 叫做 程 序查 询 方 式。 查询 的 流程 图 如 图所 示。
15:12 27
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5.2.1 CPU与外设的输入/输出方式
3．直接存储器存取（DMA）方式
---DMA方式
DMA （ Direct Memory Access ） 方 式 是
5.1.4 P3口
P3口第二功能
第二功能状态
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5.1.4 P3口
P3口使用
P3口使用
P3口的每一位都可独立地定义为第一功能 I/O或第二功能使 用。P3的第二功能涉及到串行口、外部中断、定时器，与 特殊功能寄存器有关，它们的结构、功能等在后面章节中 再作进一步介绍。
P3 口 的 地 址 为 B0H ， 对 应 P3.0~P3.7 的位地址为 B0H~B7H。
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5.1.4 小结
4个并行口使用注意事项
P0、P1、P2、P3并行端口使用注意事项
（1）4个端口的电路结构均不完全相同，并且性能和用途 也各有所侧重； （2）4个口均为“准双向口”，每个并行口都有两种读入 方法：一个是读锁存器，另一个是读取引脚状态； （3）P0口作为I/O口使用时应外接上拉电阻，其它口则可 不必； （4）P2口某几根口线作地址使用时，剩下的口线不能作为 I/O口线使用； （5）P3口的某些口线作第二功能时，剩下的口线可以单独 作为I/O口线使用。
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5.2.1 CPU与外设的输入/输出方式
2．异步传送方式
异步 传送又称为有条
-----异步传送方式
件传送，或查询方式，
通常 把 通过 程 序 对外 设状 态 的检 测 称 之为 “查 询”， 所 以 这种 有条 件 的传 送 方 式又 叫做 程 序查 询 方 式。 查询 的 流程 图 如 图所 示。
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5.2.1 CPU与外设的输入/输出方式
3．直接存储器存取（DMA）方式
---DMA方式
DMA （ Direct Memory Access ） 方 式 是
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）
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）
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
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
单片机定时计数器PPT课件
需要注意：每个机器周期的S5P2期间，对外部输入进行采 样。如在第一个周期中采得的值为1，而在下一个周期 中采得的值为0，则计数器加1。由于确认一次下跳变至 少要用两个机器周期，即24个振荡周期，因此外部输入 的计数脉冲的最高频率为振荡器频率的1/24，同时输入 信号的高、低电平保持一个机器周期以上。 例如：选用6MHz频率的晶体，允许输入的脉冲频率为
此时，定时/计数器T1可为方式0、方式1 和方式2，作为串行口的波特率发生器。
14
工作于方式3的T0
15
T0工作于方式3时的T1
16
定时器的工作方式（总结）
方式0：13位定时计数器
• 注意：TLx的低5位和THx共同组成
方式1： 16位定时计数器 方式2： 自动重装入的8位定时计数器
• 溢出后TFx=1，同时由THx→TLx
5
6.2.1 TMOD：工作方式控制寄存器
GATE：门控位 GATE＝1，T0、T1是否工作受外部引脚输入电平的控制，INT0
引脚控制T0运行，INT1引脚控制T1运行。可用于测量在INT0或 INT1引脚出现的正脉冲的宽度。
GATE=0，定时/计数器的运行不受外部引脚INT0或INT1的控制。 C/T位：计数器模式和定时器模式的选择位 C/T=0，为定时器模式。内部计数器对晶振频率12分频后的脉冲
6
工作方式控制寄存器TMOD
M1、M0工作方式选择位
7
6.2.2 定时/计数器控制寄存器TCON
TF1位：T1计数溢出标志位。当T1计数溢出时，由硬件置 1，申请中断。进入中断服务程序后被硬件自动清0。 TR1位：T1计数运行控制位。由软件置1或清0。当GATE 位（TMOD.7）＝0时，若TR1=1，允许T1计数；TR1=0时， 禁止T1计数。当GATE位=1时，TR1＝1且INT1=1时， 允许T1计数。 TF0位：T0计数溢出标志位，功能同TF1。 TR0位：T0计数运行控制位，由软件置1或清0。当GATE 位（TMOD.3）＝0时，若TR0=1，允许T0计数；TR0=0时， 禁止T0计数。当GATE位=1时，TR0＝1且INT0=1时，允许 T重装入)
此时，定时/计数器T1可为方式0、方式1 和方式2，作为串行口的波特率发生器。
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工作于方式3的T0
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T0工作于方式3时的T1
16
定时器的工作方式（总结）
方式0：13位定时计数器
• 注意：TLx的低5位和THx共同组成
方式1： 16位定时计数器 方式2： 自动重装入的8位定时计数器
• 溢出后TFx=1，同时由THx→TLx
5
6.2.1 TMOD：工作方式控制寄存器
GATE：门控位 GATE＝1，T0、T1是否工作受外部引脚输入电平的控制，INT0
引脚控制T0运行，INT1引脚控制T1运行。可用于测量在INT0或 INT1引脚出现的正脉冲的宽度。
GATE=0，定时/计数器的运行不受外部引脚INT0或INT1的控制。 C/T位：计数器模式和定时器模式的选择位 C/T=0，为定时器模式。内部计数器对晶振频率12分频后的脉冲
6
工作方式控制寄存器TMOD
M1、M0工作方式选择位
7
6.2.2 定时/计数器控制寄存器TCON
TF1位：T1计数溢出标志位。当T1计数溢出时，由硬件置 1，申请中断。进入中断服务程序后被硬件自动清0。 TR1位：T1计数运行控制位。由软件置1或清0。当GATE 位（TMOD.7）＝0时，若TR1=1，允许T1计数；TR1=0时， 禁止T1计数。当GATE位=1时，TR1＝1且INT1=1时， 允许T1计数。 TF0位：T0计数溢出标志位，功能同TF1。 TR0位：T0计数运行控制位，由软件置1或清0。当GATE 位（TMOD.3）＝0时，若TR0=1，允许T0计数；TR0=0时， 禁止T0计数。当GATE位=1时，TR0＝1且INT0=1时，允许 T重装入)
MCS-51定时计数器的应用
4
TMOD——方式控制字 方式控制字 由于LED的亮 灭是持续不断的 所以可以将 的亮/灭是持续不断的 所以可以将T1 由于 的亮 灭是持续不断的,所以可以将 计数器设成方式2,自动装入初值 重复进行计数 计数器设成方式 自动装入初值,重复进行计数， 自动装入初值 重复进行计数， T0计数器设成定时方式 、按这种方案考虑： 计数器设成定时方式1 按这种方案考虑： 计数器设成定时方式 TMOD的初值应该是 61H 的初值应该是: 的初值应该是 0 1 1 0 0 0 0 1
第四章 MCS-51定时/计数器的应用 定时/计数器是单片机应用中的重要部件， 其工作方式的灵活应用对提高编程技巧， 减轻CPU的负担和简化外围电路有很大益 处。本章通过两个实验说明定时/计数器的 基本用法，通过应用实例，使读者掌握定 时/计数器的软件设计技巧。
1
一、定时/计数器的基本用法 定时 计数器的基本用法
11
T1的定时初值应按下式计算(方式0为13位计数器) 的定时初值应按下式计算(方式0 13位计数器) 位计数器 10ms （213-X）·2μs=10ms 2μs=10 ∴X=3192=0110001111000B ∴X=3192=0110001111000B 3192 由于TL1 只装5 其余8 位装入TH 因此0 78H TH1 由于 TL1 只装 5 位 , 其余 8 位装入 TH1, 因此 0C78H TL 装入TH 时应特别小心。 装入TH1和TL1时应特别小心。 11000B 01100011 11000B I-TH1—-I I-TL1-I 实际装入情况是:63H装入TH 18H 实际装入情况是:63H装入TH1,18H 入TL1。 软件计数200= 软件计数200=0C8H 200
12
第4章 MCS-51单片机中断、定时系统及串行数据通信
表4-2 中断源入口地址表 中断源 外部中断0 中断服务程序入口地址 0003H
定时器/计数器T0 外部中断1 定时器/计数器T1 串行口中断
000BH 0013H 001BH 0023H
单片机的两个相邻中断源中断服务程序入口地址 相距只有8个单元，一般中断服务程序容纳不下，因此 在该中断的入口地址处放一条长跳转指令LJMP，这 样就可以转到64KB的任何可用区域了。在2KB范围内 转移可用短跳转AJMP指令。
表4-1 同级中断源优先级排列顺序
中断源
外部中断0（IE0） 定时器/计数器T0中断（TF0） 外部中断1（IE1） 定时器/计数器T1中断（TF1）
同级内的优先级
最低级
串行口中断（RI+TI）
最高级
当单片机系统复位后，IE中各位均被清0，所有 中断源禁止；IP中各位均被清0，5个中断源均为低优 先级。
SET SET
SET
ET0 ET1
EA
；定时器/计数器0允许中断 ；定时器/计数器1允许中断
；CPU开中断
用字节操作指令 MOV IE，#8AH 或 MOV A8H，#8AH
（2）中断优先级控制寄存器（IP） MCS-51单片机系统的中断源有两个优先级，每 个中断源均可由中断优先级寄存器IP来设置优先级别。 IP的字节地址为0B8H，位地址为0B8H～0BFH。与 中断有关的控制位如下： 位地址 0BFH 0BEH 0BDH 0BCH 0BBH 0BAH 0B9H 0B8H
TMOD是定时器的工作方式寄存器，TCON是控制 寄存器，用于对T0和T1的管理和控制。
2．定时器/计数器的结构的工作原理 16位定时器/计数器的核心是一个加1计数器，如图 4-4所示。
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（2）T1作串行口波特率发生器时，其计数溢出直接送至 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。
（3）如果要停止T1，只需编程将TMOD中T1的M1、M0位设 置为1、1即可。
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振荡器
振荡器
12分 频
12分 频
T 1(P 3.5)
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第五章 MCS-51单片机的定时器/计数器
5.1 定时器/计数器的工作原理 5.2 定时器/计数器的工作方式 5.3 定时器/计数器的应用
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5.1 定时器/计数器的工作原理
一、定时器/计数器的概念
定时/计数器
内部计数器 外部计数器
当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：（28 一计数初值）×晶振周期×12或（28－计数初值）× 机器周期。其时间单位分别与晶振周期或机器周期相 同。
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4、方式3
振荡器 12分频 C/T=0
T0（P3.4）
C/T=1
TR0 GATE
＆
+
P3.2 振荡器
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2、方式1
定时器／计数器T0工作方式1的逻辑结构
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在方式1下，当为计数工作方式时，计数值的范围是： 1～65536（216）；
当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：（216 一计数初值）×晶振周期×12或（216－计数初值）× 机器周期。其时间单位分别与晶振周期或机器周期相 同。
P3.4
溢 出
单片机
CPU
TH1
启 动
TL1
溢 方出 式
TH0
启 动
TL0
方Байду номын сангаас式
单片机内部总线
TCON
溢出中断请求
TMOD
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定时/计数器的工作方式寄存器（TMOD，89H）
定时/计数器T1
定时/计数器T0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TMOD GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：（213 一计数初值）×晶振周期×12或（213－计数初值）× 机器周期。其时间单位分别与晶振周期或机器周期相 同。
例 单片机晶振频率为12MHz，使用定时器T0以方式0 产生周期为1ms的等宽正方波连续脉冲，并由P1.0输出 ，以查询方式完成。
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5.2 定时器/计数器的工作方式
一、定时器/计数器的工作方式选择
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二、定时器/计数器的工作方式 1、方式0
计数器的高八位 计数器的低五位
TH0
定时器／计数器T0工作方式0的逻辑结构
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TL0
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在方式0下，当为计数工作方式时，计数值的范围是： 1～8192（213）；
T 1(P 3 .5)
振 荡振器荡 器 1 2 分1 2频分 频 T 1 (TP 13(.P5 )3 .5 )
振荡器
振荡器
1 2 分1 2频分 频
T 1(P 3 .5)
T 1(P 3.5)
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C /T = 0
C /T = 0
C /T = 1
C /T = 1
（ （a ）a ）T 1T方1 方式式0 0
定时器 计数器
定时器计数频率：晶振频率的1/12 计数器最大计数频率：晶振频率的1/24
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二、MCS-51的定时器/计数器简介
2个16位的定时/计数器，有多种工作方式。
定时/计数器工作在定时模式时，计数脉冲信号来自单 片机的内部，计数速率是晶振频率的1/12，当计数器 启动后，每个机器周期计数器自动加1。
门控位 定时器和计数器模式选择
定时/计数器工作方式 定时器和计数器模式选择
定时/计数器工作方式 门控位
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定时/计数器控制寄存器（TCON，88H）
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
定时器/计数器1 的溢出标志
定时器/计数器1 的起停控制位 定时器/计数器0
的溢出标志
定时器/计数器0 的起停控制位
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TR0 =1 启动定时/计数器T0 TR0 =0 定时/计数器T0停止计数
TR1 =1 启动定时/计数器T1
TR1 =0 定时/计数器T1停止计数
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12分频
TR1
TL0 （8位）
TH0 （8位）
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TF0
中断
TF1
中断
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T0方式3情况下的T1 （1）T1可以选择方式0、1或2。 此时计数溢出标志位
TF1及T1中断矢量(地址为001BH)已被TH0所占用，所以 T1仅能作为波特率发生器或其它不用中断的地方。
定时/计数器工作在计数模式时，计数器对外部脉冲进 行计数，计数器计P3.4(T0脚）P3.5(T1脚）负跳变次 数。每产生一次负跳变，计数器自动加1。
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MCS-51定时器/计数器的逻辑结构
T1外部计数脉冲
定时/计数器T1
P3.5
T0外部计数脉冲
定时/计数器T0
例 单片机晶振频率为12MHz，使用定时器T1以方式1 产生频率为500Hz的等宽正方波连续脉冲，并由P1.0输 出，以中断方式完成。
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3、方式2
定时器／计数器0在工作方式2的逻辑结构
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在方式1下，当为计数工作方式时，计数值的范围是： 1～256（28）；
TL1
TH1
（ 5T位L ）1 （ 8T位H 1）
（ 5位 ） （ 8位 ）
串行口
串行口
CC/ T/ T==00 C C/ T/T= =1 1 （ （b ）b ）T 1T方1 方式式1 1
－－以MCS-51单片机为例讲解
通信工程学院自动化系 主讲人：张志成
课程安排
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
MCS-51单片机概述 MCS-51单片机的硬件结构 单片机C语言程序设计 MCS-51单片机的中断系统 MCS-51单片机的定时器/计数器 MCS-51单片机的串行通信 MCS-51单片机的外围器件及扩展
（3）如果要停止T1，只需编程将TMOD中T1的M1、M0位设 置为1、1即可。
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振荡器
振荡器
12分 频
12分 频
T 1(P 3.5)
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第五章 MCS-51单片机的定时器/计数器
5.1 定时器/计数器的工作原理 5.2 定时器/计数器的工作方式 5.3 定时器/计数器的应用
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5.1 定时器/计数器的工作原理
一、定时器/计数器的概念
定时/计数器
内部计数器 外部计数器
当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：（28 一计数初值）×晶振周期×12或（28－计数初值）× 机器周期。其时间单位分别与晶振周期或机器周期相 同。
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4、方式3
振荡器 12分频 C/T=0
T0（P3.4）
C/T=1
TR0 GATE
＆
+
P3.2 振荡器
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2、方式1
定时器／计数器T0工作方式1的逻辑结构
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在方式1下，当为计数工作方式时，计数值的范围是： 1～65536（216）；
当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：（216 一计数初值）×晶振周期×12或（216－计数初值）× 机器周期。其时间单位分别与晶振周期或机器周期相 同。
P3.4
溢 出
单片机
CPU
TH1
启 动
TL1
溢 方出 式
TH0
启 动
TL0
方Байду номын сангаас式
单片机内部总线
TCON
溢出中断请求
TMOD
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定时/计数器的工作方式寄存器（TMOD，89H）
定时/计数器T1
定时/计数器T0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TMOD GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为：（213 一计数初值）×晶振周期×12或（213－计数初值）× 机器周期。其时间单位分别与晶振周期或机器周期相 同。
例 单片机晶振频率为12MHz，使用定时器T0以方式0 产生周期为1ms的等宽正方波连续脉冲，并由P1.0输出 ，以查询方式完成。
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5.2 定时器/计数器的工作方式
一、定时器/计数器的工作方式选择
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二、定时器/计数器的工作方式 1、方式0
计数器的高八位 计数器的低五位
TH0
定时器／计数器T0工作方式0的逻辑结构
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TL0
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在方式0下，当为计数工作方式时，计数值的范围是： 1～8192（213）；
T 1(P 3 .5)
振 荡振器荡 器 1 2 分1 2频分 频 T 1 (TP 13(.P5 )3 .5 )
振荡器
振荡器
1 2 分1 2频分 频
T 1(P 3 .5)
T 1(P 3.5)
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C /T = 0
C /T = 0
C /T = 1
C /T = 1
（ （a ）a ）T 1T方1 方式式0 0
定时器 计数器
定时器计数频率：晶振频率的1/12 计数器最大计数频率：晶振频率的1/24
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二、MCS-51的定时器/计数器简介
2个16位的定时/计数器，有多种工作方式。
定时/计数器工作在定时模式时，计数脉冲信号来自单 片机的内部，计数速率是晶振频率的1/12，当计数器 启动后，每个机器周期计数器自动加1。
门控位 定时器和计数器模式选择
定时/计数器工作方式 定时器和计数器模式选择
定时/计数器工作方式 门控位
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定时/计数器控制寄存器（TCON，88H）
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
定时器/计数器1 的溢出标志
定时器/计数器1 的起停控制位 定时器/计数器0
的溢出标志
定时器/计数器0 的起停控制位
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TR0 =1 启动定时/计数器T0 TR0 =0 定时/计数器T0停止计数
TR1 =1 启动定时/计数器T1
TR1 =0 定时/计数器T1停止计数
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12分频
TR1
TL0 （8位）
TH0 （8位）
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TF0
中断
TF1
中断
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T0方式3情况下的T1 （1）T1可以选择方式0、1或2。 此时计数溢出标志位
TF1及T1中断矢量(地址为001BH)已被TH0所占用，所以 T1仅能作为波特率发生器或其它不用中断的地方。
定时/计数器工作在计数模式时，计数器对外部脉冲进 行计数，计数器计P3.4(T0脚）P3.5(T1脚）负跳变次 数。每产生一次负跳变，计数器自动加1。
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MCS-51定时器/计数器的逻辑结构
T1外部计数脉冲
定时/计数器T1
P3.5
T0外部计数脉冲
定时/计数器T0
例 单片机晶振频率为12MHz，使用定时器T1以方式1 产生频率为500Hz的等宽正方波连续脉冲，并由P1.0输 出，以中断方式完成。
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3、方式2
定时器／计数器0在工作方式2的逻辑结构
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在方式1下，当为计数工作方式时，计数值的范围是： 1～256（28）；
TL1
TH1
（ 5T位L ）1 （ 8T位H 1）
（ 5位 ） （ 8位 ）
串行口
串行口
CC/ T/ T==00 C C/ T/T= =1 1 （ （b ）b ）T 1T方1 方式式1 1
－－以MCS-51单片机为例讲解
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课程安排
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
MCS-51单片机概述 MCS-51单片机的硬件结构 单片机C语言程序设计 MCS-51单片机的中断系统 MCS-51单片机的定时器/计数器 MCS-51单片机的串行通信 MCS-51单片机的外围器件及扩展