单片机C语言编程(定时器计数器)

第6章 MCS-51单片机定时器/计 数器本章制作：刘晓霞

第6章 MCS-51单片机定时器/计数器目 录6.1 MCS-51定时器/计数器 的结构及原理 6.2 定时器T0、T1 6.3 定时器T2 6.4 定时器应用举例

第6章 MCS-51单片机的定时器/计数器

本章主要讨论MCS-51单片机定时器/计 数器的逻辑结构和工作原理。内容主要有 MCS-51单片机定时器T0、T1、T2的逻辑结 构，工作方式的选择和应用。 本章为单片机的主要内容，也是第七章 串行口的学习的基础。

6.1 MCS-51单片机定时器/计数器的结 构及原理主要内容6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构 6.1.2 MCS-51单片机定时器的工作原理 6.1.3 定时器/计数器的控制寄存器

6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构MCS-51单片机定时器/计数器逻辑结构图：T0(P3.4) 定时器 0 TH0 溢 出 控 制 TL 0 模 式 溢 出 定时器 1 TH1 控 制 TL 1 模 式 溢 出 RCAP 2H RCAP 2L T1(P3.5) T2EX(P1.1)

T2(P1.0) 定时器 2TH 2 TL2 重装 捕获

CPU

控 制

模 式 T2MOD

中断中断

TCON

TMOD

T2CON

6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构

MCS-51主要由如下构成： ① 三个16位的可编程定时器/计数器：定时 器/计数器0、1和2。 ② 每个定时器有两部分构成：THx和TLx ③ 特殊功能寄存器T2MOD和T2CON ,主 要对T2进行控制。 ④ 特殊功能寄存器TMOD和TCON ,主要 对T0和T1进行控制。

6.1.1 MCS-51单片机定时器的结构

⑤引脚P3.5、P3.4、P1.0,输入计数脉冲。 ⑥定时器T0、T1和T2是3个中断源，可以向 CPU 发出中断请求。 ⑦定时器/计数器T2增加了两个8位的寄存器： RCAP2H和RCAP2L。 ⑧特殊功能寄存器之间通过内部总线和控制 逻辑电路连接起来。

6.1.2 MCS-51单片机定时器的工作原理定时器/计数器T0、T1、T2 的内部结构简 图如下图所示。

振荡器

12分频

C/T=0

TLx THx (8位) (8位)Tx C/T=1 控制 TRx

TFx

中断请求

6.1.2 MCS-51单片机定时器/计数器的工作原理

从上图可以看出： ① 定时器的实质是一个加1计数器。 ② C/T =0 ,为定时器方式。 计数信号由片内振荡电路提供，振 荡脉冲12分频送给计数器，每个机器周期计 数器值增1。 例如：如果晶振频率为12MHz,则最高 计数频率为0.5MHz

6.1.2 MCS-51单片机定时器/计数器的工作原理

③ C/T =1 ,为计数方式。

计数信号由Tx引脚(P3.4、P3.5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。④ 控制信号TRx=1时，定时器启动。 ⑤ 当定时器由全1加到全0时计满溢出，从0 开始继续计数，TFx=1 ,向CPU申请中 断。

6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器1、T0、T1 工作模式寄存器TMOD功能：确定定时器的工作模式。 其格式如图6-3所示：D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TMOD D7 (89H) GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0图6-3 定时器方式寄存器TMOD

GATE——外部门控制位。 GATE=1,使用外部控制门。 TRx=1, P3.2(P3.3)=1时，启动定时器。

6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器

GATE=0,不使用外部门控制计数器 C/T——定时或计数方式选择位 。 C/T=0时，为定时器 C/T=1时，为计数器 采样过程：CPU在每机器周期S5P2期间， 输入信号进行采样。若前一机器周期采样值 为1,下一机器周期采样值为0,则计数器增 1,随后的机器周期S3P1期间，新的计数值 装入计数器。

6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器

M1、M0——工作模式选择位。 如下表所示:表6-1 定时器/计数器的工作模式M1 M0 工作模式 功 能 0 0 模式0 13位定时器/计数器 0 1 模式1 16位定时器/计数器 1 1 0 1 模式2 模式3 8位自动重置定时器/计数器 定时器0:TL0为8位定时器/计 数器，TH0为8位定时器。 定时器1:无此方式

6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器

2、T0、T1的控制寄存器TCONTCON D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 (88H) TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0图6-4 定时器的控制寄存器

TF1、TF0:T1、T0的溢出标志位 计数溢出，TFx=1。 中断方式：自动清零； 查询方式：软件清零。

6.1.3 定时器/计数器的方式和控制寄存器

TR1、TR0:T1、T0启停控制位。 置1,启动定时器； 清0,关闭定时器。 IE1、IE0:外部中断1、0请求标志位 IT1、IT0:外部中断1、0触发方式选择位 注意： GATE=1 ,TRx与P3.2(P3.3) 的配 合。

6.2 定时器T0、T1的工作模式及应用主要内容6.2.1 模式0的逻辑结构及应用 6.2.2 模式1的逻辑结构及应用 6.2.3 模式2的逻辑结构及应用 6.2.4 模式3的逻辑结构及应用