第9章MCS-51單片機的定時器計數(shù)器

1、1第第9 9章章 MCS-51MCS-51單片機的單片機的 定時器定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器12 2本章教學(xué)基本要求本章教學(xué)基本要求1掌握掌握MCS-51單片機定時器單片機定時器/計數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、計數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作方式以及相關(guān)寄存器的控制方法。工作方式以及相關(guān)寄存器的控制方法。2掌握掌握MCS-51單片機定時器單片機定時器/計數(shù)器的匯編語言和計數(shù)器的匯編語言和C語言編程方法。語言編程方法。重點與難點重點與難點1定時器定時器/計數(shù)器的中斷控制與編程技巧。計數(shù)器的中斷控制與編程技巧。2定時器定時器/計數(shù)器作為波特率發(fā)生器時的控制與編計數(shù)器作為波特率發(fā)生器時的控制與編程技巧。程技巧。3 3第第9

2、章章 目錄目錄9.1 定時器定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)計數(shù)器的結(jié)構(gòu) 9.1.1 工作方式控制寄存器TMOD 9.1.2 定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON9.2 定時器定時器/計數(shù)器的工作方式計數(shù)器的工作方式 9.2.1 方式0 9.2.2 方式1 9.2.3 方式2 9.2.4 方式3 9.2.5 8052單片機定時器/計數(shù)器249.3 定時器定時器/計數(shù)器的編程和應(yīng)用計數(shù)器的編程和應(yīng)用 9.3.1 毫秒級定時 9.3.2 超出最大范圍定時/計數(shù) 9.3.3 8052單片機Timer2的應(yīng)用 5內(nèi)容概要內(nèi)容概要工業(yè)檢測與控制，許多場合都要用到計數(shù)計數(shù)或定時定時功能。例如，對外部脈沖進行計數(shù)，產(chǎn)生精確

3、的定時時間等。C51片內(nèi)有兩個可編程的定時器/計數(shù)器T1、T0，可滿足需要。本章介紹定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與功能功能，2種工作模式工作模式和4種工作方式工作方式，以及相關(guān)的2個特殊功能寄存器個特殊功能寄存器TMOD和TCON各位的定義及其編程，最后介紹定時器/計數(shù)器的編程及應(yīng)用實例。69.1 定時器定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)計數(shù)器的結(jié)構(gòu)定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖圖9-1所示所示，定時器/計數(shù)器T0由特殊功能寄存器TH0、TL0構(gòu)成，定時器/計數(shù)器T1由特殊功能寄存器TH1、TL1構(gòu)成。 6圖9-1 AT89C51單片機的定時器/計數(shù)器結(jié)構(gòu)框圖7具有定時器和計數(shù)器2種工作模式種工作模式，4種工作方式

4、（種工作方式（方式0、方式1、方式2和方式3）。屬于增計數(shù)器增計數(shù)器。TMOD用于選擇定時器/計數(shù)器T0、T1的工作模式和工作方式。TCON用于控制T0、T1的啟動和停止計數(shù)，同時包含了T0、T1的狀態(tài)。T0、T1不論是工作在定時器模式還是計數(shù)器模式，都是對脈沖信號進行計數(shù)，只是計數(shù)信號的來源不同。計數(shù)器模式計數(shù)器模式是對加在T0（P3.4）和T1（P3.5）兩個引腳上的外部脈沖進行計數(shù)（見圖9-1）。定時器工作模式定時器工作模式是對單片機的時鐘振蕩器信號經(jīng)片內(nèi)7812分頻后的內(nèi)部脈沖信號計數(shù)。由于時鐘頻率是定值，所以可根據(jù)計數(shù)值根據(jù)計數(shù)值可計算出定時時間計算出定時時間。計數(shù)器的起始計數(shù)都是從

5、計數(shù)器初值開始從計數(shù)器初值開始的的。單片機復(fù)位時計數(shù)器的初值為0，也可用指令給計數(shù)器裝入一個新的初值。AT89C51的定時器/計數(shù)器屬于增1計數(shù)器。9.1.1 工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器TMOD用于選擇定時器/計數(shù)器的工作模式和工作方式，字節(jié)地字節(jié)地址址為89H，不能位尋址，格式如圖圖9-2所示所示。9圖圖9-2 TMOD格式格式8位分為兩組，高高4位位控制T1，低低4位位控制T0。TMOD各位的功能。（1）GATE門控位門控位。 0：僅由運行控制位TRx（x = 0,1）來控制定時器/計數(shù)器運行。 1：用外中斷引腳（ 或 ）上的電平與運行控制位TRx共同來控制定時器/計數(shù)器運行。9

6、10（2）M1、M0工作方式選擇位工作方式選擇位M1、M0共有4種編碼，對應(yīng)于4種工作方式種工作方式的選擇，如表9-1所示。（3）C/ 計數(shù)器模式和定時器模式選擇位計數(shù)器模式和定時器模式選擇位10T11 0：為定時器工作模式，對單片機的晶體振蕩器12分頻后的脈沖進行計數(shù)。1：為計數(shù)器工作模式，計數(shù)器對外部輸入引腳T0（P3.4）或T1（P3.5）的外部脈沖（負跳變）計數(shù)。9.1.2 定時器定時器/計數(shù)器控制寄存器計數(shù)器控制寄存器TCON 字節(jié)地址為88H，可位尋址，位地址為88H8FH。格式如圖9-3所示所示。圖圖9-3 TCON格式格式12在第8章已介紹與外部中斷有關(guān)的低4位。這里僅介紹與定

7、時器/計數(shù)器相關(guān)的高4位功能。（1）TF1、TF0計數(shù)溢出標(biāo)志位。當(dāng)計數(shù)器計數(shù)溢出時，該位置“1”。使用查詢方式時，此位作為狀態(tài)位供CPU查詢，但應(yīng)注意查詢有效后，應(yīng)使用軟件及時將該位清“0”。使用中斷方式時，此位作為中斷請求標(biāo)志位，進入中斷服務(wù)程序后由硬件自動清“0”。（2）TR1、TR0計數(shù)運行控制位。TR1位（或TR0位）= 1，啟動定時器/計數(shù)器工作的必要條件。1213TR1位（或TR0位） = 0，停止定時器/計數(shù)器工作。該位可由軟件置“1”或清“0”。9.2 定時器定時器/計數(shù)器的計數(shù)器的4種工作方式種工作方式4種工作方式分別介紹如下。9.2.1 方式方式0M1、M0=00時，被設(shè)

8、置為工作方式0，等效邏輯結(jié)構(gòu)框圖如圖圖9-4所示所示（以定時器/計數(shù)器T1為例，TMOD.5、TMOD.4 = 00）。1314圖圖9-4 定時器定時器/計數(shù)器方式計數(shù)器方式0邏輯結(jié)構(gòu)框圖邏輯結(jié)構(gòu)框圖13位位計數(shù)器，由TLx x（x = 0,1）低低5位位和THx高高8位位構(gòu)成。TLx低5位溢出則向THx進位，THx計數(shù)溢出則把TCON中的溢出標(biāo)志位TFx置“1”。1415圖圖9-4的的C/ 位位控制的電子開關(guān)決定了定時器/計數(shù)器的兩種工作模式。（1）C/ =0，電子開關(guān)打在上面位置，T1（或T0）為定時器工作模式，把時鐘振蕩器12分頻后的脈沖作為計數(shù)信號。（2）C/ =1，電子開關(guān)打在下面位

9、置，T1（或T0）為計數(shù)器工作模式，計數(shù)脈沖為P3.4（或P3.5）引腳上的外部輸入脈沖，當(dāng)引腳上發(fā)生負跳變時，計數(shù)器加1。GATE位狀態(tài)位狀態(tài)決定定時器/計數(shù)器的運行控制取決TRx一個條件還是TRx和 x（x = 0,1）引腳狀態(tài)兩個條件兩個條件。15TTTINT16（1） GATE = 0，A點（見圖9-4）電位恒為1，B點電位僅取決于TRx狀態(tài)。TRx = 1，B點為高電平，控制端控制電子開關(guān)閉合，允許T1（或T0）對脈沖計數(shù)。TRx = 0，B點為低電平，電子開關(guān)斷開，禁止T1（或T0）計數(shù)。（2） GATE = 1，B點電位由 （x = 0,1）的輸入電平和TRx的狀態(tài)這兩個條件來確

10、定。當(dāng)TRx = 1，且 =1時，B點才為1，控制端控制電子開關(guān)閉合，允許T1（或T0）計數(shù)。故這種情況下計數(shù)器是否計數(shù)是由TRx和 兩個兩個條件條件來共同控制的。INTxxINT17在工作方式在工作方式0下，計數(shù)器的計數(shù)值下，計數(shù)器的計數(shù)值X范圍為范圍為18192（213）。）。由于由于MCS-51單片機的單片機的T0和和T1采用加計數(shù)，因此采用加計數(shù)，因此TH0（TH1），），TL0（TL1）的初值）的初值N=8192-X。如當(dāng)計數(shù)值。如當(dāng)計數(shù)值X=1000，則計數(shù)初，則計數(shù)初值值N=7192=1C18H，那么，那么TH0（TH1），），TL0（TL1）的值分別）的值分別為為0E0H和和1

11、8H。由于。由于TL0（TL1）為低）為低5為有效，所以該計數(shù)初為有效，所以該計數(shù)初值值N不能簡單地分成高不能簡單地分成高8位和低位和低8位賦值給位賦值給TH0（TH1），），TL0（TL1）。當(dāng)計數(shù)初值）。當(dāng)計數(shù)初值N=7192=1C18H，其二進制編碼如下：，其二進制編碼如下： 1C18H=0001 1100 0001 1000B 再將再將16位的二進制編碼去除最高的位的二進制編碼去除最高的3位，保留后面位，保留后面13位，并位，并取低取低5位寫入到位寫入到TL0（TL1），高），高8位寫入到位寫入到TH0（TH1），具體），具體操作如下：操作如下：1C18H=0001 1100 0001

12、 1000 = 1110 0000 11000B 其中：其中：11000B是是TL0（TL1）對應(yīng)的低）對應(yīng)的低5位，其位，其16進制編碼進制編碼為為18H，而，而1110 0000這這8位為位為TH0（TH1）的內(nèi)容，其）的內(nèi)容，其16進制進制編碼為編碼為0E0H。1718當(dāng)定時器當(dāng)定時器/計數(shù)器工作于方式計數(shù)器工作于方式0且確定了定時時間且確定了定時時間T1后，其后，其計數(shù)初值計數(shù)初值N的計算公式為：的計算公式為：N=8192-T1fosc/12 （9-1）其中其中fosc為系統(tǒng)時鐘振蕩頻率。假設(shè)單片機的晶振選為為系統(tǒng)時鐘振蕩頻率。假設(shè)單片機的晶振選為12MHz，需要用，需要用T0進行進行

13、2ms定時控制，則定時控制，則T0的初值的初值N計算為：計算為：N=8192-T1fosc/12=8192-210-312106/12=6192=1830H=0001 1000 0011 0000B，則對應(yīng)的，則對應(yīng)的13位二進制編碼為：位二進制編碼為：1100 0001 1 0000則則TH0=0C1H，TL0=10H 18199.2.2 方式方式1 當(dāng)M1、M0=01時，定時器/計數(shù)器工作于方式方式1，這時定時器/計數(shù)器的等效電路邏輯結(jié)構(gòu)如圖圖9-5所示。 方式方式1和方式和方式0的差別的差別僅僅在于計數(shù)器的位數(shù)計數(shù)器的位數(shù)不同，方式1為16位計數(shù)器位計數(shù)器，由THx高8位和TLx低8位構(gòu)

14、成（x = 0,1），方式0則為13位計數(shù)器，有關(guān)控制狀態(tài)位的含義（GATE、 、TFx、TRx）與方式0相同。TC/TC/20 20圖圖9-5 定時器定時器/計數(shù)器方式計數(shù)器方式1邏輯結(jié)構(gòu)框圖邏輯結(jié)構(gòu)框圖21在工作方式在工作方式1下，計數(shù)器的計數(shù)值下，計數(shù)器的計數(shù)值X范圍是：范圍是：165536（216）當(dāng)定時器當(dāng)定時器/計數(shù)器工作于方式計數(shù)器工作于方式1且確定了定時時間且確定了定時時間T1后，其計后，其計數(shù)初值數(shù)初值N的計算公式為：的計算公式為：N=65536-T1fosc/12 （9-2）則寫入到則寫入到8位寄存器位寄存器TH0（TH1），），TL0（TL1）值分別為：）值分別為：TH0

15、（TH1）N/256TL0（TL1）=N%25621229.2.3 方式方式2 方式0和方式1的最大特點是計數(shù)溢出后，計數(shù)器為全0。因此在循環(huán)定時或循環(huán)計數(shù)應(yīng)用時就存在用指令反復(fù)存在用指令反復(fù)裝入計數(shù)初值的裝入計數(shù)初值的問題問題。這不僅影響定時精度，也給程序設(shè)計帶來麻煩。方式2就是針對此問題而設(shè)置的。 當(dāng)M1、M0為10時，定時器/計數(shù)器處于工作方式2，這時定時器/計數(shù)器的等效邏輯結(jié)構(gòu)如圖圖9-6所示所示（以定時器T1為例，x= 1）。2323圖9-6 定時器/計數(shù)器方式2邏輯結(jié)構(gòu)框圖24 定時器/計數(shù)器的方式方式2為自動為自動恢復(fù)初值恢復(fù)初值（初值自動裝入）的8位位定時器定時器/計數(shù)器計數(shù)器

16、。 TLx（x = 0,1）作為常數(shù)緩沖器，當(dāng)TLx計數(shù)溢出時，在溢出標(biāo)志TFx置“1”的同時，還自動將自動將THx中的初值送至中的初值送至TLx，使TLx從初值開始重新計數(shù)。定時器/計數(shù)器的方式2工作過程如圖9-7所示。圖圖9-7 方式方式2工作過程工作過程25該方式可省去用戶軟件中重裝初值的指令執(zhí)行時間，簡化定時初值的計算方法，可以相當(dāng)精確地確定相當(dāng)精確地確定定時時間定時時間。缺點：計數(shù)結(jié)構(gòu)只有計數(shù)結(jié)構(gòu)只有8位，計數(shù)值有限，最大只能計數(shù)位，計數(shù)值有限，最大只能計數(shù)到到255。所以這種工作方式很適合于適合于那些重復(fù)計數(shù)重復(fù)計數(shù)的應(yīng)用場合，也可以當(dāng)作串行數(shù)據(jù)通信的波特率發(fā)生器串行數(shù)據(jù)通信的波特

17、率發(fā)生器使用。 25269.2.4 方式方式3是為增加一個增加一個8位定時器位定時器/計數(shù)器計數(shù)器而設(shè)，使AT89S51單片機具有3個個定時器/計數(shù)器。方式方式3只適用于只適用于T0，T1不能工作在方式不能工作在方式3。T1處于方式3時相當(dāng)于TR1= 0，停止計數(shù)（此時T1可用來作為串行口波特率產(chǎn)生器）。1工作方式工作方式3下的下的T0TMOD的低的低2位為位為11時，T0的工作方式被選為方式3，各引腳與T0的邏輯關(guān)系如圖圖9-8所示所示。定時器/計數(shù)器T0分為分為兩個獨立的兩個獨立的8位計數(shù)器位計數(shù)器TL0和和TH0，TL0既可以作為計數(shù)器使用，也可以作為定時器使用，定時器/計數(shù)器0的各控制

18、位和引腳信號全歸它使用。2627 27圖圖9-8 定時器/計數(shù)器T0方式3的邏輯結(jié)構(gòu)框圖28 TF0 ，而TH0被固定為一個固定為一個8位定時器位定時器（不能作為外部計數(shù)模式），并借用定時器T1的狀態(tài)控制位TR1和TF1，同時占用定時器T1的中斷請求源TF1。實際上此時T1只能作為波特率發(fā)生器使用。2T0工作在方式工作在方式3時時T1的各種工作方式的各種工作方式 一般情況下，當(dāng)當(dāng)T1用作串行口的波特率發(fā)生器時，用作串行口的波特率發(fā)生器時，T0才工作在方式才工作在方式3。T0處于工作方式3時，T1可定為方式0、方式1和方式2，用來作為串行口的波特率發(fā)生器，或不需要中斷的場合。29（1 1）T1T

19、1工作在方式工作在方式0 0T1的控制字中M1、M0 = 00時，T1工作在方式0，工作示意圖如圖圖9-9所示所示。 29圖9-9 T0工作在方式3時T1為方式0的工作示意圖30（2）T1工作在方式工作在方式1當(dāng)T1的控制字中M1、M0 = 01時，T1工作在方式1，工作示意圖如圖9-10所示。 30圖圖9-10 T0工作在方式3時T1為方式1的工作示意圖31（3）T1工作在方式工作在方式2當(dāng)T1的控制字中M1、M0 = 10時，T1的工作方式為方式2，工作示意圖如圖9-11所示。 31圖圖9-11 T0工作在方式3時T1為方式2的工作示意圖32（4）T1設(shè)置在方式設(shè)置在方式3 當(dāng)T0設(shè)置在方

20、式3，再把T1也設(shè)成方式3，此時T1停止計數(shù)停止計數(shù)。注意事項：對外部輸入的計數(shù)信號的要求注意事項：對外部輸入的計數(shù)信號的要求當(dāng)定時器/計數(shù)器工作在計數(shù)器模式時，計數(shù)脈沖來自外部輸入引腳T0或T1。當(dāng)輸入信號產(chǎn)生負跳變時，計數(shù)器的值增1。每個機器周期的S5P2期間，都對外部輸入引腳T0或T1進行采樣。如在第一個機器周期中采得的值為1，而在下一個機器周期中采得的值為0，則在緊跟著的再下一個機器周期S3P1期間，計數(shù)器加1。由于確認一次負跳變要花2個機器周期，因此外部輸入的計數(shù)脈沖的最高頻率為系統(tǒng)振蕩器頻率的1/24。 33例如，選用6MHz頻率的晶體，允許輸入的脈沖頻率最高為250kHz。如果選

21、用12MHz頻率的晶體，則可輸入最高頻率為500kHz的外部脈沖。對于外部輸入信號的占空比占空比并沒有什么限制并沒有什么限制，但為了確保某一給定電平在變化之前能被采樣一次，則這一電平至少要保持一個機器周期至少要保持一個機器周期。34故對外部輸入信號的要求如圖圖6-12所示，圖中，Tcy為機器周期。圖圖 對外部計數(shù)輸入信號的要求對外部計數(shù)輸入信號的要求369.3 9.3 定時器定時器/ /計數(shù)器的編程和應(yīng)用計數(shù)器的編程和應(yīng)用在使用單片機定時器在使用單片機定時器/計數(shù)器功能時，可以按照以下步驟進行：計數(shù)器功能時，可以按照以下步驟進行：1定時器定時器/計數(shù)器初始化計數(shù)器初始化在初始化階段，根據(jù)需要設(shè)

22、置寄存器在初始化階段，根據(jù)需要設(shè)置寄存器TMOD內(nèi)容。內(nèi)容。2計算計數(shù)計算計數(shù)/定時器的計數(shù)初值定時器的計數(shù)初值N在定時器方式下，其時鐘源為系統(tǒng)振蕩時鐘經(jīng)在定時器方式下，其時鐘源為系統(tǒng)振蕩時鐘經(jīng)12分頻后計數(shù)，分頻后計數(shù)，計數(shù)初值的計算公式可參考式計數(shù)初值的計算公式可參考式(9-2)。3啟動計數(shù)啟動計數(shù)/定時器定時器在進行計數(shù)過程中，啟動計數(shù)器還受到在進行計數(shù)過程中，啟動計數(shù)器還受到GATE的影響，這在前的影響，這在前面已經(jīng)介紹過。如果激活為面已經(jīng)介紹過。如果激活為GATE=1的方式，則啟動定時的方式，則啟動定時/計數(shù)器計數(shù)器還與還與GATE相關(guān)的外部管腳（相關(guān)的外部管腳（P3.3、P3.4管

23、腳）上的電平變化有關(guān)管腳）上的電平變化有關(guān)；如果；如果GATE=0，啟動定時器，則只需控制，啟動定時器，則只需控制TR0或或TR1，將其置，將其置“1”，則啟動相應(yīng)的定時器。，則啟動相應(yīng)的定時器。 36374 4種方式，方式種方式，方式0 0與方式與方式1 1基本相同，只是計數(shù)位數(shù)不同。方基本相同，只是計數(shù)位數(shù)不同。方式式0 0初值計算復(fù)雜，初值計算復(fù)雜，一般不用方式一般不用方式0 0，而，而用方式用方式1 1。9.3.1 9.3.1 方式方式1 1的應(yīng)用的應(yīng)用【例例1 1】假設(shè)系統(tǒng)時鐘頻率采用假設(shè)系統(tǒng)時鐘頻率采用6MHz6MHz，在在P1.0P1.0引腳上輸出一引腳上輸出一個個周期為周期為2

24、ms2ms的的方波方波，如，如圖圖所示。所示。3737圖圖 P1.0引腳上輸出周期為引腳上輸出周期為2ms的方波的方波38基本思想基本思想：方波周期：方波周期T0T0確定，確定，T0T0每隔每隔1ms1ms計數(shù)溢出計數(shù)溢出1 1次，次，即即T0T0每隔每隔1ms1ms產(chǎn)生一次中斷，產(chǎn)生一次中斷，CPUCPU響應(yīng)中斷后，在中斷服務(wù)響應(yīng)中斷后，在中斷服務(wù)子程序中對子程序中對P1.0P1.0取反取反, ,如如圖圖所示。為此要做如下幾步工作。所示。為此要做如下幾步工作。 （1 1）計算計數(shù)初值）計算計數(shù)初值X X機器周期機器周期 = 2= 2 s = 2s = 2 10 106 6s s設(shè)需要設(shè)需要裝

25、入裝入T0T0的的初值為初值為X X，則有，則有(2(21616X X) ) 2 2 10106 6=1=1 10 103 3，2 21616X X=500=500，X X=65036=65036。X X化為十六進制數(shù)，即：化為十六進制數(shù)，即： 65036 = FE0CH 65036 = FE0CH 。T0T0的的初值初值為為TH0 =FEHTH0 =FEH，TL0 = 0CHTL0 = 0CH。383839（2）初始化程序設(shè)計）初始化程序設(shè)計采用定時器中斷方式中斷方式工作。包括定時器初始化和中斷系統(tǒng)初始化，主要是對寄存器寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相應(yīng)位進行正確的設(shè)置，并將計數(shù)初值

26、送入定時器中。（3）程序設(shè)計）程序設(shè)計中斷服務(wù)子程序除了完成所要求的產(chǎn)生方波產(chǎn)生方波的工作之外，還要注意將計數(shù)初值重新裝入定時器初值重新裝入定時器，為下一次產(chǎn)生中斷做準(zhǔn)備。本例，主程序主程序用一條轉(zhuǎn)至自身的短跳轉(zhuǎn)指令來代替。393940參考程序如下：參考程序如下： ORG0000H；程序入口RESET：AJMP MAIN ；轉(zhuǎn)主程序 ORG 000BH ；T0中斷入口 AJMP IT0P；轉(zhuǎn)T0中斷處理程序IT0P ORG 0100H；主程序入口MAIN： MOV SP，#60H；設(shè)堆棧指針 MOV TMOD，#01H；設(shè)置T0為方式1定時 ACALL PT0M0；調(diào)用初始化子程序PT0M0H

27、ERE： AJMP HERE ；原地循環(huán)，等待中斷404041PT0M0： MOV TL0，#0CH；T0初始化，裝初值的低8位 MOV TH0，#0FEH；裝初值的高8位 SETB ET0；允許T0中斷 SETB EA ；總中斷允許 SETB TR0；啟動T0 RETIT0P： MOV TL0，#0CH；中斷子程序，T0重裝初值 MOV TH0，#0FEH CPL P1.0 ；P1.0的狀態(tài)取反 RETI程序說明：程序說明：當(dāng)單片機復(fù)位時，從程序入口0000H跳向主程序MAIN處執(zhí)行。其中調(diào)用了T0初始化子程序PT0M0。414142子程序返回后，程序執(zhí)行程序執(zhí)行“AJMP HERE”指令，

28、則指令，則循環(huán)等待。循環(huán)等待。當(dāng)響應(yīng)響應(yīng)T0定時中斷定時中斷時，則跳向T0中斷入口，再從T0中斷入口跳向IT0P標(biāo)號處執(zhí)行T0中斷服務(wù)子程序。當(dāng)執(zhí)行完中斷返回的指令執(zhí)行完中斷返回的指令“RETI”后，又返回斷點處繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)指令“AJMP HERE”。在實際的程序中，“AJMP HERE” 實際上是一段主程序。當(dāng)下一次定時器T0的1ms定時中斷發(fā)生時，再跳向T0中斷入口，從而重復(fù)執(zhí)行上述過程。如CPU不做其他工作，也可用查詢方式也可用查詢方式進行控制，程序要簡單得多。424243查詢方式參考程序：查詢方式參考程序： MOVTMOD，#01H；設(shè)置T0為方式1LOOP： MOVTH0，#0FEH

29、 ；T0置初值 MOVTL0，# 0CH SETBTR0 ；接通T0LOOP1：JNB TF0，LOOP1 ；查TF0，TF0 =0， T0未溢出； ；TF0 =1， T0溢出， CLRTR0 ；T0溢出， 關(guān)斷T0 CPLP1.0 ；P1.0的狀態(tài)求反 SJMPLOOP查詢程序雖簡單程序雖簡單，但CPU必須要不斷查詢TF0標(biāo)志，工作效率低效率低。434344【例例2】系統(tǒng)時鐘為6MHz，編寫定時器T0產(chǎn)生1s定時的程序?；舅枷耄夯舅枷耄翰捎枚〞r器模式。因定時時間較長，首先確定采用哪一種工作方式采用哪一種工作方式。時鐘為6MHz的條件下，定時器各種工作方式最長可定時時間：方式方式0最長可定

30、時16.384ms；方式方式1最長可定時131.072ms；方式方式2最長可定時512 s。由上可見，可選選方式方式1，每隔，每隔100ms中斷一次中斷一次，中斷中斷10次次為1s。444445（1）計算計數(shù)初值）計算計數(shù)初值X因為(216 X) 2 106 = 101，所以X = 15536 = 3CB0H。因此TH0 = 3CH，TL0 = B0H。（2）10次計數(shù)的實現(xiàn)次計數(shù)的實現(xiàn)對于中斷10次的計數(shù)，采用B寄存器寄存器作為中斷次數(shù)計數(shù)器中斷次數(shù)計數(shù)器。（3）程序設(shè)計）程序設(shè)計參考程序如下： ORG0000H；程序運行入口RESET：LJMP MAIN ；跳向主程序入口MAIN ORG0

31、00BH ；T0的中斷入口 LJMPIT0P；轉(zhuǎn)T0中斷處理子程序IT0P ORG1000H；主程序入口454546MAIN：MOVSP，#60H；設(shè)堆棧指針 MOVB，#0AH；設(shè)循環(huán)次數(shù)10次 MOVTMOD，#01H；設(shè)置T0工作在方式1定時 MOV TL0，#0B0H；給T0設(shè)初值 MOV TH0，#3CH SETBET0；允許T0中斷 SETBEA ；總中斷允許 SETBTR0；啟動T0HERE： SJMPHERE；原地循環(huán)，等待中斷464647IT0P： MOVTL0，#0B0H ；T0中斷子程序，T0重裝初值 MOVTH0，#3CH DJNZB，RTURN；B中斷次數(shù)計數(shù)，減1非

32、0則；中斷返回 CLRTR0 ；1s定時時間到，停止T0工作SETBF0；1s定時時間到標(biāo)志F0置1RTURN：RETI程序說明：程序說明：不論1s定時時間是否已到，都返回到“SJMP HERE”指令處。“SJMP HERE”指令實際是一段主程序。在這段主程序中再通過對再通過對F0標(biāo)志標(biāo)志的的判定判定，可知1s定時是否到，再進行具體處理。4747489.3.2 方式方式2的應(yīng)用的應(yīng)用方式2是一個可以自動重新裝載初值自動重新裝載初值的8位計數(shù)器/定時器。可省去省去重裝初值指令。當(dāng)某個定時器/計數(shù)器不使用時，可擴展一個擴展一個負跳沿觸負跳沿觸發(fā)發(fā)的的外中斷源外中斷源。【例例3 3】擴展一個負跳沿觸

33、發(fā)的外部中斷源負跳沿觸發(fā)的外部中斷源，把定時器/計數(shù)器T0腳腳作為外部中斷請求輸入端外部中斷請求輸入端，溢出標(biāo)志TF0作為外中斷請求標(biāo)志?；舅枷耄夯舅枷耄涸O(shè)為方式2（自動裝入常數(shù)方式）計數(shù)模式，TH0、TL0初值初值均為0FFH。當(dāng)T0腳發(fā)生負跳變時，T0計數(shù)溢出，TF0置“1”，單片機發(fā)出中斷請求。484849初始化程序： ORG0000H AJMPIINI；跳到初始化程序 ORG000BH AJMPIT0P；跳到外中斷處理程序IINI：MOV TMOD，#06H；設(shè)置T0為方式2 MOV TL0，#0FFH；設(shè)T0初值 MOV TH0，#0FFH SETB ET0；允許T0中斷 SET

34、B EA；總中斷允許 SETBTR0；啟動T0 IT0P： 外中斷處理程序段外中斷處理程序段 494950程序說明：程序說明：當(dāng)連接在P3.4（T0腳）的外部中斷請求輸入腳電平發(fā)生負跳變時，TL0加1，產(chǎn)生溢出，TF0置“1”，向單片機發(fā)出中斷請求，同時TH0的內(nèi)容的內(nèi)容0FFH送TL0，即TL0恢復(fù)初值0FFH。P3.4腳相當(dāng)于一個腳相當(dāng)于一個負跳沿負跳沿觸發(fā)的觸發(fā)的外中斷請求源外中斷請求源輸入輸入。對P3.5也可做類似的處理?！纠?】 當(dāng)T0（P3.4）引腳上發(fā)生負跳變時，作為P1.0引腳產(chǎn)生方波的啟動信號。開始從P1.0腳腳上輸出一個周期周期為為1ms的方波方波，如圖圖所示所示（系統(tǒng)時

35、鐘6MHz）。505051基本思想：基本思想：T0設(shè)為方式方式1計數(shù)計數(shù)，初值初值為FFFFH。當(dāng)外部計數(shù)輸入端T0（P3.4）發(fā)生一次負跳變發(fā)生一次負跳變時，T0加1且溢出溢出，溢出標(biāo)志TF0置“1”，向CPU發(fā)出中斷請求，此時T0相當(dāng)于一個負跳沿觸發(fā)的外部中斷源。進入T0中斷程序后，F(xiàn)0標(biāo)志置“1”，說明T0引腳上已接收過負跳變信號。T1定義為方式方式2定時定時。在T0引腳產(chǎn)生一次負跳變后，啟動T1每每500 s產(chǎn)生一次中斷產(chǎn)生一次中斷，在中斷服中斷服務(wù)子程序務(wù)子程序中對P1.0求反求反，使P1.0產(chǎn)生周期周期1ms的方波。由于省去重新裝初值指令，所以可產(chǎn)生精確精確的定時時間。515152

36、 5252圖圖 負跳變觸發(fā)輸出一個周期為負跳變觸發(fā)輸出一個周期為1ms1ms的方波的方波53（2）計算）計算T1的初值的初值設(shè)T1的初值為x，則(28 x) 2 106 = 5 104x = 28 250 = 6 = 06H（3）程序設(shè)計）程序設(shè)計參考程序參考程序： ORG 0000H；程序入口RESET：LJMP MAIN ；跳向主程序MAIN ORG 000BH ；T0的中斷入口 LJMP IT0P ；轉(zhuǎn)T0中斷服務(wù)程序 ORG 001BH；T1的中斷入口 535354LJMP IT1P ；轉(zhuǎn)T1中斷服務(wù)程序 ORG 0100H；主程序入口MAIN： MOV SP，#60H；設(shè)堆棧指針 A

37、CALL PT0M2；調(diào)用對T0，T1初始化子程序LOOP： MOV C，F(xiàn)0 ；T0是否是否產(chǎn)產(chǎn)生過中斷，若產(chǎn)生；過，F(xiàn)0置1 JNC LOOP；T0未產(chǎn)生中斷，C=0，則跳；到LOOP，等待T0中斷 SETB ET1 ；允許T1產(chǎn)生定時中斷SETB TR1 ；啟動T1HERE： AJMP HERE545455PT0M2： MOV TMOD，#26H ；對T0，T1初始化，T0方式1；計數(shù)，T1方式2定時 MOV TL0，#0FFH ；T0置初值 MOV TH0，#0FFH SETB ET0；允許T0中斷 MOV TL1，#06H；T1置初值 MOV TH1，#06H CLR F0；把T0已

38、發(fā)生中斷標(biāo)志F0清0 SETB EA；總中斷允許 SETB TR0；啟動T0 RET555556IT0P： CLRTR0 ；T0中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序，停止T0計數(shù) SETBF0 ；把T0引腳接收過負脈沖標(biāo)志F0置1，；即接收過負跳變 RETIIT1P： CPL P1.0；T1中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序，P1.0位取反 RETI程序說明：程序說明：當(dāng)單片機復(fù)位時，從0000H跳向主程序MAIN處執(zhí)行程序。其中調(diào)用了對T0，T1初始化子程序PT0M2。子程序返回后執(zhí)行標(biāo)號LOOP處指令，循環(huán)等待T0引腳上負脈沖的到來。由于負脈沖到來的標(biāo)志位F0的復(fù)位初始值為0，所以程序就在標(biāo)號LOOP處循環(huán)等待

39、。565657當(dāng)T0（P3.4）腳）腳發(fā)生負跳變發(fā)生負跳變時，由于T0計數(shù)溢出，則跳向T0中斷服務(wù)子程序。此時停止T0計數(shù)，并把T0引腳接收過負脈沖的標(biāo)志F0置1。當(dāng)中斷返回中斷返回時，由于F0已被置已被置1，則程序跳出LOOP處的循環(huán)等待。此時執(zhí)行指令來允許T1中斷，并啟動T1定時，然后執(zhí)行“AJMP HERE”指令，循環(huán)等待，等待等待T1的的500 s定時中斷定時中斷到來。當(dāng)T1的500s定時中斷產(chǎn)生時，則進入則進入T1的中斷服務(wù)子的中斷服務(wù)子程序程序IT1P，把P1.0腳電平取反。由于是自動裝初值，省去對T1重裝初值指令。中斷返回后，到“AJMP HERE” 處等待T1的500s定時中斷

40、。如此重復(fù)，即得到圖波形。575758【例例5】 利用定時器T1的方式方式2計數(shù)計數(shù)，每計滿計滿100個個數(shù)，將P1.0取反。本例是方式方式2計數(shù)模式計數(shù)模式的應(yīng)用舉例。（1）選擇工作方式）選擇工作方式外部信號由T1（P3.5）引腳輸入，每發(fā)生一次負跳變計數(shù)器便加1，每輸入100個脈沖，計數(shù)器將產(chǎn)生溢出中斷，在中斷服務(wù)程序中將P1.0取反一次。T1工作在方式方式2的控制字TMOD = 60H。不使用T0時，TMOD低4位任取，但不能使T0為方式3，這里取全0。（2）計算）計算T1的初值的初值X = 28 100 = 156 = 9CHTL1的初值為9CH，重裝初值寄存器TH1 = 9CH。58

41、5859（3）參考程序：）參考程序： ORG0000H；程序運行入口 LJMP MAIN；跳向主程序MAIN ORG001BH；T1中斷服務(wù)程序入口 CPLP1.0；P1.0位取反 RETI ORG0100H；主程序入口MAIN： MOV TMOD，#60H；設(shè)置T1為方式2計數(shù) MOVTL0，#9CH ；T0置初值 MOVTH0，#9CH SETBTR1 ；啟動T1HERE： AJMPHEREEND 5959609.3.3 方式方式3的應(yīng)用的應(yīng)用方式方式3下的下的T0和和T1大不相同大不相同。T0工作在方式3，TL0和TH0被分成兩個獨立的8位定時器/計數(shù)器。其中，TL0可作為8位的定時器/

42、計數(shù)器，而TH0只能作為8位的定時器。此時T1只能工作在方式0、1或2。一般情況下，當(dāng)T1用作串行口波特率發(fā)生器串行口波特率發(fā)生器時，T0才設(shè)置為方式方式3。此時，常把定時器T1設(shè)置為方式方式2，用作波特率發(fā)生器。606061【例例6】假設(shè)某AT89S51單片機應(yīng)用系統(tǒng)的兩個外部中斷源已被占用，設(shè)置T1工作在方式工作在方式2，用作波特率發(fā)生器，用作波特率發(fā)生器?，F(xiàn)要求增加一個要求增加一個外部中斷源外部中斷源，并控制控制P1.0引腳輸出一個引腳輸出一個5kHz（周期為（周期為200 s）的）的方波方波。設(shè)時鐘為12MHz。基本思想：基本思想：設(shè)置TL0工作在方式3計數(shù)模式，TL0的初值設(shè)為0FF

43、H，當(dāng)檢測到檢測到T0腳信號出現(xiàn)腳信號出現(xiàn)負跳變負跳變時，TL0溢出，同時向CPU申請中斷，這里T0腳作為一個負跳沿觸發(fā)的腳作為一個負跳沿觸發(fā)的外部中斷請求輸入端外部中斷請求輸入端。在中斷處理子程序中，啟動TH0，TH0事先被設(shè)置為方式方式3的的100 s定時定時，從而控制控制P1.0輸輸出周期為出周期為200 s的方波信號的方波信號，如圖圖所示所示。6161626262圖圖 定時器定時器P1.0P1.0輸出的方波信號輸出的方波信號63（1）初值）初值X計算計算TL0的初值設(shè)為0FFH。5kHz方波方波的周期為周期為200 s，因此TH0的定時時間為100 s。 初值X計算：(28 X) 1

44、106 = 1 104 X = 28 100 = 156 = 9CH（2）程序設(shè)計）程序設(shè)計ORG0000H LJMPMAIN ORG 000BH ；TL0中斷入口，TL0使用T0的中斷 LJMP TL0INT ；跳向TL0中斷服務(wù)程序， TL0占用T0中斷 636364ORG 001BH；TH0中斷入口，T1為方式3時，TH0；使用了T1的中斷LJMP TH0INT ；跳向TH0中斷服務(wù)程序ORG 0100H；主程序入口MAIN： MOVTMOD，#27H ；T0方式3，T1方式2定時作串；行口波特率發(fā)生器 MOVTL0，#0FFH ；置TL0初值 MOVTH0，#9CH；置TH0初值 MO

45、VTL1，#datal ；TL1裝入串口波特率常數(shù)MOV TH1，#datah；TH1裝入串口波特率常數(shù) MOV TCON，#55H；允許T0中斷 646465MOVIE，#9FH；設(shè)置中斷允許，總中斷允許，；TH0、TL0中斷允許HERE： AJMP HERE；循環(huán)等待TL0INT： MOV TL0，#0FFH；TL0中斷服務(wù)處理子程序，TL0；重新裝入初值 SETB TR1；開始啟動TH0定時 RETITH0INT：MOV TH0，#9CH；TH0中斷服務(wù)程序，TH0重新；裝入初值 CPLP1.0；P1.0位取反輸出 RETI 6565669.3.4 門控制位門控制位GATEx的應(yīng)用的應(yīng)用

46、測量脈沖寬度測量脈沖寬度介紹門控制位GATE的具體應(yīng)用，測量 （P3.3）引腳上正脈沖的寬度?！纠?】 門控位GATE1可使T1的啟動計數(shù)受 的控制，當(dāng)GATE1 = 1，TR1=1時，時，只有只有 INT1*引腳輸入高電引腳輸入高電平時平時，T1才被允許計數(shù)才被允許計數(shù)?？蓽y量 引腳 （P3.3）上正脈沖的寬度。其方法如圖圖所示所示。6666INT1INT1INT1圖圖 利用利用GATE位測量正脈沖的寬度位測量正脈沖的寬度67參考程序： ORG0000HRESET： AJMP MAIN ；復(fù)位入口轉(zhuǎn)主程序 ORG 0100H；主程序入口MAIN： MOV SP，#60H MOVTMOD，#

47、90H；向TMOD寫控制字，T1為方；式1定時，GATE1 = 1 MOV TL1，#00H MOV TH1，#00HLOOP0： JB P3.3，LOOP0；等待 低 SETB TR1；如 為低，啟動T16767INT1INT168LOOP1：JNB P3.3，LOOP1；等待 升高LOOP2：JB P3.3，LOOP2 ； 為高， 此時計數(shù)器計數(shù)， ；等待 降低 CLR TR1 ；停止T1計數(shù) MOV A，TL1 ；T1計數(shù)值送A ；將T1計數(shù)值送顯示器 END執(zhí)行以上程序，使 引腳上出現(xiàn)的正脈沖寬度正脈沖寬度以機機器周期數(shù)器周期數(shù)的形式顯示在顯示器上。6868將將A中的中的T1計數(shù)值送計

48、數(shù)值送到顯示器顯示到顯示器顯示INT1INT1INT1INT169綜合應(yīng)用案例綜合應(yīng)用案例1應(yīng)用定時器實現(xiàn)應(yīng)用定時器實現(xiàn)8個個LED燈循環(huán)閃爍，每個燈的間隔閃爍時間燈循環(huán)閃爍，每個燈的間隔閃爍時間為為50ms（如果間隔時間太短，某些（如果間隔時間太短，某些LED可能常亮或常滅），單可能常亮或常滅），單片機時鐘頻率片機時鐘頻率fosc為為6MHz，采用定時器，采用定時器0以中斷方式進行控制以中斷方式進行控制各個各個LED。LED與單片機連接電路圖如圖與單片機連接電路圖如圖9-6所示。所示。在圖在圖9-6中，中，8個個LED分別連接在分別連接在P1.0P1.7口上。當(dāng)口上。當(dāng)P1.X（X=07）相

49、應(yīng)端口為高電平時，則相應(yīng)的）相應(yīng)端口為高電平時，則相應(yīng)的LED燈點亮；反之，燈點亮；反之，LED燈滅，燈滅，P1.X端口的值按照端口的值按照50ms變化一次就可以實現(xiàn)所有的變化一次就可以實現(xiàn)所有的LED閃爍了。由于閃爍了。由于8個個LED循環(huán)閃爍，則定時器計數(shù)完畢后，循環(huán)閃爍，則定時器計數(shù)完畢后，P1的狀態(tài)需要進行切換，表的狀態(tài)需要進行切換，表9-4給出給出LED閃爍與閃爍與P1口狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系口狀態(tài)對應(yīng)關(guān)系。697070圖圖9-6 LED 硬件接線圖硬件接線圖7171表表9-3 LED燈閃爍燈閃爍P1口狀態(tài)說明口狀態(tài)說明狀態(tài)順序狀態(tài)順序LED閃爍過程閃爍過程P1口值口值16進制值進制值初狀態(tài)初

50、狀態(tài)L1-L8滅滅0000000000H第一次第一次L1燈亮，其他燈滅燈亮，其他燈滅0000000101H第二次第二次L2燈亮，其他燈滅燈亮，其他燈滅0000001002H第三次第三次L3燈亮，其他燈滅燈亮，其他燈滅0000010004H第四次第四次L4燈亮，其他燈滅燈亮，其他燈滅0000100008H第五次第五次L5燈亮，其他燈滅燈亮，其他燈滅0001000010H第六次第六次L6燈亮，其他燈滅燈亮，其他燈滅0010000020H第七次第七次L7燈亮，其他燈滅燈亮，其他燈滅0100000040H第八次第八次L8燈亮，其他燈滅燈亮，其他燈滅1000000080H返回到初狀態(tài)返回到初狀態(tài)L1-L

51、8滅滅0000000000H72n根據(jù)根據(jù)LED閃爍時間間隔要求，確定定時器工作于方式閃爍時間間隔要求，確定定時器工作于方式1，定時時間定時時間T1=50ms=5010-3s。利用公式。利用公式(9-2)計算得到初計算得到初值值N=9E58H，則，則TH0=9EH，TL0=58H。nLED控制主程序和中斷服務(wù)程序流程圖如圖控制主程序和中斷服務(wù)程序流程圖如圖9-7所示。所示。7273一、匯編語言參考代碼一、匯編語言參考代碼ORG 0000H ;程序起始地址程序起始地址LJMP STARTORG 000BH ;定時器中斷入口地址定時器中斷入口地址LJMP TIME0_INTORG 0030H ;跳

52、過中斷入口地址區(qū)跳過中斷入口地址區(qū) ; 主程序開始地址主程序開始地址START：;完成定時器、完成定時器、 ;P1端口初始化工作端口初始化工作MOV SP, #30H ;設(shè)置堆棧入口地址設(shè)置堆棧入口地址MOV R2, #08H ;設(shè)置左移次數(shù)設(shè)置左移次數(shù)MOV P1, #00HMOV A, #01H ;設(shè)置初值設(shè)置初值TIME0_INTIAL:MOV TMOD, #01HMOV TH0, #9EH ;設(shè)定設(shè)定TH0的值的值MOV TL0, #58H ;設(shè)定設(shè)定TL0的值的值73SETB EA ;允許中斷允許中斷SETB ET0 ;開啟定時中斷開啟定時中斷SETB TR0 ;啟動定時器啟動定時器WAIT: SJMP $ ;等待定時時間到達等待定時時間到達TIME