MCS-51定时器(计数器)

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1、第6章定时器/计数器在测控系统中，常常需要有实时时钟和计数器，以实现定时控制以及对外界事件进行计数。MCS-51内部的两个16位定时器/计数器就具有这两种功能。本章将介绍他们的结构、原理、工作方式及使用方法。5.1定时器/计数器结构5.2定时器/计数器的四种工作方式5.3定时器/计数器对输入信号的要求5.4定时器/计数器编程和应用5.1定时/计数器结构5.1.1定时/计数器的结构与原理重点：定时的实质，定时与计数的关系5.1.2定时/计数器方式寄存器TMOD5.1.3定时/计数器控制寄存器TCON5

2、.1.4定时/计数器的初始化返回本章首页5.1.1定时/计数器结构与原理定时器/计数器简称定时器，8051单片机内部有2个16位的可编程定时/计数器：定时器0（T0）和定时器1（T1）。可编程是指其功能（如工作方式、定时时间、启动方式等）可以由指令来确定和改变。在定时器/计数器中除了有两个16位的计数器之外，还有2个特殊功能寄存器（控制寄存器TCON和方式寄存器TMOD）。定时器/计数器的结构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。.从结构图可以看出:16位的定时器/计数器分别由两个专

3、用寄存器组成，即T0由TH0和TL0构成；T1由TH1和TL1构成。这些寄存器由于存放定时和计数初值。此外，内部还有一个8位的TMOD和一个8位的TCON。TMOD主要用于选定定时器的工作方式；TCON主要用于控制定时器的启动与停止。定时器/计数器的原理16位的定时器/计数器的实质上是一个加1的计数器,其控制电路受软件控制、切换。计数的次数和时间之间是相关的。只要计数脉冲的间隔相等，计数值就代表时间的流逝当定时器/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

4、，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=1/(12*106)Hz*1/12=1微秒最短的定时周期当定时器/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：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

5、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）在每个机器周期的S5P2期间采样引脚。结论：单片机中的定时器和计数器是一个东西，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/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

6、，除非定时器计数溢出，才可能中断CPU当前操作。返回本节5.1.2定时器/计数器方式寄存器TMOD(89H)GATEC/TM10MGATEC/T1M0M控制T1控制T089H和T类同01M0M00011011方式方式013位方式116位方式2自动重装方式3适用T001定时器模式计数器模式01与INT无关00与INT有关图5-2定时器工作模式寄存器TMODM1M0：方式选择位C/T:功能选择位GATE:门控位返回本节GATE=1时，若TR1=1，并且INT1=1,允许T0计数若TR1=0，或INT1=

7、0,都禁止T0计数GATE=0,若TR1=1,允许计数；若TR1=0，禁止计数返回由于在不同方式下计数器位数不同，因而最大计数值（量程）也不同。方式0：M=213=8192方式1：M=216=65536方式2：M=28=256方式3：定时器分成两个8位计数器，两个M均256返回TR1(0):运行控制位5.1.3定时器/计数器控制寄存器—TCON（88H）图5-3定时器工作模式寄存器TCONTF1(0):溢出标志返回本节5.1.4定时器/计数器的初始化初始化的步骤如下：确定工作方式----------

8、对TMOD赋值置定时或计数的初值---------可直接写入TH0(1),TL0(1)根据需要开放定时器/计数器的中断启动定时器/计数器。当实现了启动要求之后，定时器就按规定的工作方式和初值开始计数或定时。因为定时器/计数器是作“加1”计数，并在计满溢出时产生中断，初值X可以这样计算：X=M-计数值(计数次数）例：在6MHZ主频下，要求产生1ms的定时,计算初值分析：因为定时器每“加1”一次所需的时间为2μs,如果要产生1ms的定时，需加500次，500即为计数值。方