第六章 mcs-51单片机内部定时器

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1、第6章MCS-51单片机内部定时器/计数器及其应用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.在单片机应用和控制系统中，经常需要对某个控制参数和控制对象进行定时或延时控制。这种定时一般可采用两种方法。一是利用延时程序来实现，但这样会降低CPU的工作效率；另外一种方法就是通过一个可编程的实时时钟或可编程的时钟接口芯片来实现。这种方法可以使CPU与时钟并行工作，并且不会影响CPU的效率。除了定时外，还有一些控制是按对某种事件的计数结果来进行的，因此，单片机内部均设有可编程的定时器/计数器。MCS-51系列单

2、片机内有两个16位定时/计数器，即定时器0（T0）和定时器1（T1）它们都具有定时和事件计数的功能，可用于定时控制延时，对外部事件计数和检测等场合。本章主要介绍MCS-51单片机的定时器/计数器的内部结构、工作原理及工作方式，最后通过具体的实例介绍定时器/计数器的应用。6.1定时器的结构及工作原理定时器结构：16位定时器T0由8位特殊功能寄存器TH0和TL0构成，16位定时器T1由8位特殊功能寄存器TH1和TL1构成。定时器工作方式定时器的工作方式由寄存器TMOD设置，定时器控制寄存器TCON（TR0、TR1位）用于启动和停止定时器的计数

3、，并控制定时器的状态。T0和T1实际上都是16位加1计数器，可由编程来设置它工作状态。当定时器/计数器为定时工作方式时，加1信号由振荡器的12分频产生，即每过一个机器周期，计数值增1，直至计满溢出为止。显然，定时器的定时时间与系统的振荡频率有关。由于一个机器周期等于12个振荡周期，所以计数频率fcount=1/12fosc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定时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采样过程：在每个机器周期的S

4、5P2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）计数器工作方式：结论：单片机中的定时器和计数器是同一个东西，只不过计数器用来记录外界发生的事情，而定时器则是由单片机提供的一个非常稳定的计数源。综上所述，我们已知定时器/计数器是一种可编程部件，所以在其开始工作之前，CPU必须将一些命令（控制字）写入定时器/计数器。这个过程称为定时器

5、/计数器的初始化。当CPU用软件给定时器设置了某种工作方式之后，定时器就会按设定的工作方式独立运行，不再占用CPU的操作时间，除非定时器计数溢出，才可能中断CPU当前操作。6.2定时器的控制8051单片机的定时器/计数器主要由T0，T1和方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON等组成。可以通过软件对这些寄存器进行设置来实现不同的控制目的。其中，TH0和TL0用来存放定时器T0的计数初值，TH1和TL1用来存放定时器T1的计数初值，TMOD用来控制定时器的工作方式，TCON用作中断溢出标志并控制定时器的启、停。C/T：功能选择位。C/T=0为

6、选择定时方式。在定时方式中，以振荡输出时钟脉冲的12分频信号作为计数信号，也就是每一个机器周期定时器加“1”，若晶振为12MHz，则定时器的计数频率位1MHz；当C/T=1时，为计数功能，采用外部引脚T0(P3.4)，T1(P3.5)的输入脉冲作为计数脉冲,当外部输入脉冲发生1到0的负跳变时，计数器加1，最高计数频率为时钟频率的1/24。GATE：门控位。GATE=0，允许软件控制位TR0或TR1启动定时器；GATE=1，允许外中断引脚INT0(或INT1)为高电平，且由软件使TR0(或TR1)置1时，才能启动定时器工作。TMOD不能位寻

7、址，只能用字节指令设置定时器工作方式。复位时，TMOD所有位均为零。6.3定时器的工作模式及其应用.8051单片机的定时器/计数器T0和T1可由软件对TMOD的M1，M0位进行四种工作模式设置，即模式0，模式1，模式2和模式3。在模式0、模式1和模式2时，T0与T1的工作模式相同；在模式3时，两个定时器的工作模式不同。6.3.1模式0及应用模式0是选择定时器的高8位和低5位组成的一个13位定时器/计数器，图6.4是T0在模式0时的逻辑电路结构。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、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。当C/T=