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 。

f=机器周期fmax=fosc/24计数频率f内部信号(片内振荡器)外部信号下降沿T0对应P3.4T1对应P3.5计数脉冲定时器计数器定时器/计数器的比较6.2 定时器的控制定时器/计数器的控制主要是通过以下几个寄存器实现的：TCON---定时器/计数器控制寄存器TMOD---定时器/计数器工作方式控制寄存器IE---中断允许控制寄存器6.2.1 定时器/计数器的工作方式寄存器TMOD定时器/计数器是一种可编程部件，在工作之前必须通过软件设定它的工作方式，即对工作方式寄存器TMOD 中每位进行设定。

T0TMOD 字节地址89HM0M1 C/ GATE M0 M1C/ GATE T T TMOD 不能位寻址。

上电复位时，TMOD 所有位均为零。

一、M1和M0工作方式控制位M0和M1为工作方式控制位，确定4种工作方式，如表7-1所示。

T0分成两个独立的8位计数器, T1在方式3时停止工作1 1自动重装入初值的8位计数器1 016位定时器/计数器0 113位定时器/计数器(TH 的8位和TL 的低5位) 0 0说明M1 M0二、定时器/计数器方式选择位1. =0 选择定时方式。

在定时方式中，以振荡输出时钟脉冲的12分频信号作为定时的计数信号，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为1MHz 。

2. =1 选择计数功能。

在计数方式中，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。

T C/T C/T C/M0M1 C/ GATE M0 M1C/ GATE T0C/ =0 —定时；C/ =1 —对外计数。

定时：fosc/12 =1/(12/fosc)=1/T (机器周期)N 个方波T 计数：脉冲不等间隔波形等间隔，次数已定，时间确定, 即对机器周期进行计数。

左图定时时间为N*T每个下降沿计数一次确认一次负跳变需两个机器周期，所以，计数频率最高为fosc / 24。

T T三、GATE启动门控位1. GATE=0 时只要用软件使TR0（或TR1）置1就能启动定时器T0（或T1）；2. GATE=1 时只有在INT0（或INT1）引脚为高电平的情况下，且由软件使TR0（或TR1）置1时，才能启动定时器T0（或T1）工作。

T0C/GATEM1M0M1C/GATEM0INTxP3.Yx=0,1Y=2,3Z=4,5对TMOD进行设置: MOV TMOD,＃0CH MOV TMOD,＃60H MOV TMOD,#6CH定时器/计数器工作方式寄存器TMOD的作用：1、设定定时器/计数器的工作方式；2、选定定时器/计数器是由片内信号作定时器计数或外部信号作计数器计数；3、设置定时器/计数器的启动方式。

6.2.2 定时器/计数器的控制寄存器TCON控制寄存器TCON的作用：1、通过设置TCON中的某些位来实现启动或停止定时器/计数器的运行（计数）；2、当定时器/计数器计满溢出，或有外部中断请求时，TCON能标明溢出和中断情况。

控制寄存器TCON(88H)TF0TR1TR0TF1IT0IE0IT1IE18FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88HTF1：定时器T1溢出标志位当定时器T1溢出时，由硬件自动使TF1置1，并向CPU 申请中断。

CPU 响应中断后，由硬件自动对TF1清零。

TF1也可以用软件清零。

TR1：定时器T1运行控制位可由软件置1（或清零）来启动（或关闭）定时器T1，使定时器T1开始计数。

用指令：SETB TR1或CLR TR1 (置1或清0）IT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1控制寄存器TCON(88H)TF0：定时器T0溢出标志位。

其功能与TF1相同。

TR0：定时器T0运行控制位。

其功能与TR1相同。

IE1：外部中断1请求标志位。

IT1：外部中断1触发方式控制位。

IE0：外部中断0请求标志位。

IT0：外部中断0触发方式控制位。

IE1、IT1、IE0、IT0这4位已在第5章讲述。

可以对控制寄存器进行位寻址。

IT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1INTx P3.Y定时器/计数器结构原理图Z=4,56.3 定时器的工作模式及其应用6.3.1 工作模式0及应用M0=0, M1=0一、工作原理1、在方式0下，T0和T1工作在13位的定时/计数器方式，由TH的高8位和TL的低5位组成。

2、当T0的13位计数器加到全部为1以后，再加1就产生溢出，这时置TCON的TF0为1，同时把计数器全部变0，然后从0开始继续计数。

INTxP3.YTH0=0FFHTL0=1FHTF0=01111111111111+1TH0=00HTL0=00HTF0=1Z=4,5ORG 0000H 对于T0初值非零时LJMP MAINORG 000BHLJMP T0INTMAIN: SETB ET0SETB EASETB TR0LOOP: …………LJMP LOOPT0INT: CPL P1.0MOV TL0,＃0CHMOV TH0,＃0F0HRETI2、当= 0 时，工作方式为定时器，定时时间= (213 -T0初值)x12x 时钟周期定时范围：1工作周期～8192工作周期1、当= 1 时，工作方式为计数器，计数数值= (213-T0初值)计数值范围：1～8192（213 = 8192）TH0=0FFH TL0=01FH二、工作模式0时计数和定时范围TH0=00H TL0=00H加1溢出；加8192溢出。

T C/TC/如果单片机的晶振选为6.00MHz，则最长和最小定时时间分别为：最小定时时间（(TH0)＝0FFH，(TL0)＝0FFH）：[8192-(8192-1)]×1/6×10-6×12 = 2×10-6(s)= 2(us)最长定时时间（(TH0)＝00H，(TL0)＝00H）：(8192-0)×1/6×10-6×12 = 16384×10-6(s)= 16384(us)例：设定时器T0选择工作模式0，求最长定时时间，如果要实现定时时间为1ms，fosc=3MHz。

试确定T0的初值。

解：(1) 求最长定时时间当T0处于工作模式0时，加1计数器为13位。

T0最大定时时间对应于13位计数器T0的各位全为0，即:(TH0)＝00H，(TL0)＝00H。

最长定时时间为：Tmax=(213－0)x12x(10-6/3)= 32.768ms(2) 确定T0的初值定时时间=(213 －T0初值)x12x晶振周期则：T0初值=213－(1ms/4us)=8192－250=7942化成二进制用除2取余数法，得到的余数即为二进制数各位的数码，按余数的逆序排列。

转化成二进制为：1111100000110B按照低5位，高8位拆开：T0的低5位：TL0 = 00110B = 06HT0的高8位：TH0 = 11111000B = F8H例：利用定时器输出周期为2ms的方波, 输出为P1.0引脚。

设单片机晶振频率为3MHz。

解：2ms的方波是由间隔1ms的高低电平相间而成，因而只要每隔1ms对P1.0取反一次即可得到所需的方波。

因为：机器周期= 12÷3MHz = 4us所以，1ms内T0计数的次数：N=1ms÷4us=250由此可知: 使用方式0时的13位计数器即可。

1ms设计考虑：选用定时/计数器T0作定时器T0的初值：X=213 -250 = 7942转化成二进制：TH0=0F8H，TL0=06HTMOD初始化：TMOD=00000000B=00H（GATE=0，C/T=0，M1=0，M0=0）TCON初始化：启动TR0=1IE初始化：开放EA=1，定时器T0中断允许ET0=1程序清单如下:ORG 0000HAJMP STARTORG 000BHAJMP TOINTORG 0050H START: MOV SP, ＃60HMOV TH0, ＃0F8HMOV TL0, ＃06HMOV TMOD, ＃00HSETB TR0 ; 启动T0SETB ET0SETB EA MAIN:……AJMP MAIN TOINT: CPL P1.0MOV TL0, ＃06HMOV TH0, ＃0F8HRETIEND6.3.2工作模式1及应用M0=0,M1=1一、工作原理方式1和方式0的工作原理相同，唯一不同的是T0和T1工作在方式1时是16位的计数/定时器。

在方式1时，16位的初值分为高字节和低字节，分别送入TH和TL。