單片機(jī)定時(shí)概念

單片機(jī)定時(shí)概念第一頁，共四十七頁，2022年，8月28日上圖為定時(shí)器結(jié)構(gòu)框圖80C51單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1，其核心是計(jì)數(shù)器，基本功能是加1（加1計(jì)數(shù)）。對(duì)外部事件脈沖（下降沿）計(jì)數(shù)，是計(jì)數(shù)器；對(duì)片內(nèi)機(jī)器脈沖計(jì)數(shù)，是定時(shí)器。計(jì)數(shù)器由二個(gè)8位計(jì)數(shù)器組成。第二頁，共四十七頁，2022年，8月28日

定時(shí)時(shí)間和計(jì)數(shù)值可以編程設(shè)定，其方法是在計(jì)數(shù)器內(nèi)設(shè)置一個(gè)初值，然后加1計(jì)滿后溢出。調(diào)整計(jì)數(shù)器初值，可調(diào)整從初值到計(jì)滿溢出的數(shù)值，即調(diào)整了定時(shí)時(shí)間和計(jì)數(shù)值。

定時(shí)/計(jì)數(shù)器作為計(jì)數(shù)器時(shí)，外部事件脈沖必須從規(guī)定的引腳輸入。

定時(shí)器均采用加一定時(shí)2、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制寄存器TMOD：設(shè)定定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1的工作模式和工作方式。TCON：控制T0、T1的啟動(dòng)和停止計(jì)數(shù)，同時(shí)包含了T0、T1的狀態(tài)，即各定時(shí)計(jì)數(shù)器是否計(jì)數(shù)時(shí)間到（即是否需要服務(wù)）。第三頁，共四十七頁，2022年，8月28日TCON低4位與外中斷INT有關(guān)，已在中斷中敘述。高4位與定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1有關(guān)。TF1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1溢出標(biāo)志。

TF0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0溢出標(biāo)志。TR1：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1運(yùn)行控制位。

TR1=1,T1運(yùn)行；TR1=0,T1停。

TR0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0運(yùn)行控制位。

TR0=1,T0運(yùn)行；TR0=0,T0停。第四頁，共四十七頁，2022年，8月28日2、定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式控制寄存器TMOD

TMOD用于設(shè)定定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式

低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。

⑴M1M0——工作方式選擇位第五頁，共四十七頁，2022年，8月28日⑵C/T——計(jì)數(shù)/定時(shí)方式選擇位

C/T=1,計(jì)數(shù)工作方式,對(duì)外部事件脈沖計(jì)數(shù),用作計(jì)數(shù)器。

C/T=0,定時(shí)工作方式,對(duì)片內(nèi)機(jī)周脈沖計(jì)數(shù),用作定時(shí)器。⑶GATE——門控位，見下圖

GATE=0，運(yùn)行只受TCON中運(yùn)行控制位TR0/TR1的控制。

GATE=1，運(yùn)行同時(shí)受TR0/TR1和外中斷輸入信號(hào)的雙重控制。只有當(dāng)INT0/INT1=1且TR0/TR1=1,T0/T1才能運(yùn)行。

當(dāng)GATE=1且TR0/TR1=1時(shí)，用做對(duì)INT0/INT1輸入脈沖高電平長(zhǎng)度的測(cè)量TMOD字節(jié)地址89H,不能位操作,設(shè)置TMOD須用字節(jié)操作指令。

第六頁，共四十七頁，2022年，8月28日3、定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式

（1）工作方式0

13位計(jì)數(shù)器，由TL0低5位和TH08位組成，TL0低5位計(jì)數(shù)滿時(shí)不向TL0第6位進(jìn)位，而是向TH0進(jìn)位，13位計(jì)滿溢出，TF0置“1”。最大計(jì)數(shù)值213=8192。所有工作方式0計(jì)數(shù)都可以用方式1代替，因此，方式0比較少用（2）工作方式1：16位定時(shí)計(jì)數(shù)器第七頁，共四十七頁，2022年，8月28日

THx/TLx賦初值：THx賦高8位，TLx賦低8位工作方式1的編程要點(diǎn)：

TMOD選方式：寫“M1,M0”=01b選方式1若不用門控位,直接用軟件寫TRx控制啟/停若使用門控位，先置位TRx，然后由INTx端的高/低電平來控制其啟/停第八頁，共四十七頁，2022年，8月28日

定時(shí)器(方式1)應(yīng)用程序舉例：分析：已知fosc

=6MHz則：（振蕩周期）1Tc=1/6MHz

（機(jī)器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S

粗略地說：Tmin2S16位定時(shí)器最大數(shù)值為：216=65536=0FFFFH+1

故選擇方式1工作可以得到：

Tmax=655362=131072S＝131.072mS若晶振頻率為6MHz，計(jì)算單片機(jī)的最小與最大定時(shí)時(shí)間：第九頁，共四十七頁，2022年，8月28日分析：已知fosc

=6MHz則：（機(jī)器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S100mS÷2S=5000016位定時(shí)器最大數(shù)值為：

216=65536(=0FFFFH+1)

故選擇方式1工作可以滿足要求。計(jì)算初值：65536－50000=15536=3CB0H要求對(duì)T0產(chǎn)生100mS定時(shí)進(jìn)行初始化。(晶振=6MHz)第十頁，共四十七頁，2022年，8月28日GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0由分析得知：T0選擇方式1，初值=3CB0H

XXXX0001初始化：MOVTMOD，#01H;選T0方式1MOVTH0，#3CH;賦初值高8位

MOVTL0，#0B0H;賦初值低8位

若需要定時(shí)器0產(chǎn)生中斷還應(yīng)當(dāng)寫如下語句：

SETBET0;開T0中斷允許

SETBEA;開總中斷允許

SETBTR0;啟動(dòng)T0定時(shí)以及相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。第十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日（3）工作方式2：——8位自動(dòng)重裝的定時(shí)/計(jì)數(shù)器?THx/TLx賦相同初值（X=0或1）在TLx計(jì)數(shù)達(dá)到0FFH再加“1”時(shí)，TL0

將溢出,“TFx”位置1，提出中斷請(qǐng)求并使THx中的值自動(dòng)重裝(Copy)進(jìn)TLx第十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日?TMOD寄存器選方式：

寫“M1，M0”=10b選中方式2分析：fosc

=6MHz1機(jī)器周期=2S1KHz方波周期=1mS

半個(gè)方波周期=500S500uS÷2uS=250若選擇方式2工作,8位定時(shí)器最大數(shù)值為：

28=256=0FFH+1可以滿足要求。計(jì)算初值：256－250=6從P1.0腳輸出頻率=1KHz方波。設(shè)：晶振=6MHz。利用T1定時(shí)中斷。定時(shí)器（方式2）應(yīng)用程序舉例：第十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日所以初始化程序?yàn)椋?/p>

MOVTMOD，#20HMOVTH0，#6MOVTL0，#6SETBET1SETBEASETBTR1……第十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日4、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用1、計(jì)算定時(shí)/計(jì)數(shù)初值80C51定時(shí)/計(jì)數(shù)初值計(jì)算公式：定時(shí)時(shí)間＝計(jì)數(shù)周期數(shù)×機(jī)器周期長(zhǎng)度

=（２n－初值N）×１２／f初值Ｎ＝２n－（時(shí)間t÷１２／f）其中：n與工作方式有關(guān)：方式0時(shí),n=13；方式1時(shí),n=16；方式2、3時(shí),n=8。機(jī)器周期與主振頻率有關(guān)：機(jī)器周期=12/fosc，f=12MHZ時(shí)，1機(jī)周=1S；

f=6MHZ時(shí)，1機(jī)周=2S。第十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日【例1】已知晶振6MHz，要求定時(shí)0.5ms，試分別求出T0工作于方式1、方式2時(shí)的定時(shí)初值。解：⑵工作方式1：

T0初值=216-500s/2s=65536–250=65286=0FF06HTH0=0FFH；TL0=06H。⑶工作方式2：

T0初值=28-500s/2s=256-250=6TH0=06H；TL0=06H。第十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的編程和應(yīng)用

采用中斷的定時(shí)初始化過程：（1）設(shè)置中斷寄存器（tmod寄存器，開中斷、優(yōu)先級(jí)、啟動(dòng)計(jì)數(shù)），以及定時(shí)初值的寫入。（2）定時(shí)時(shí)間＝計(jì)數(shù)周期數(shù)×機(jī)器周期長(zhǎng)度

=（２n－初值N）×１２／f初值Ｎ＝２n－（時(shí)間t÷１２／f）（3）對(duì)于較長(zhǎng)時(shí)間的定時(shí)，可以采用與循環(huán)程序相結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)●采用中斷方式，定時(shí)時(shí)間到在執(zhí)行中斷服務(wù)后返回的

時(shí)候會(huì)將tf0或tf1清零。第十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日例5-1假設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率采用6MHz，要在P1.0上輸出一個(gè)周期為2ms的方波，如圖所示。第十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日(1)計(jì)算初值X

設(shè)初值為X，則有:

延時(shí)時(shí)間為1ms，相當(dāng)于500個(gè)機(jī)器周期長(zhǎng)度，因此可以采用方式1，計(jì)數(shù)初始值為

X=216-500=65036X化為16進(jìn)制，即X=0FE0CH=11111110，00001100B。所以，T0的初值為：

TH0=0FEHTL0=0CH因此可以用定時(shí)器0，選擇工作方式1，每定時(shí)中斷一次，執(zhí)行一次P1.0的取反操作。

由于方式1不能循環(huán)計(jì)數(shù)，因此，每執(zhí)行一次中斷還要重裝初期進(jìn)行計(jì)數(shù)。第十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日(2)初始化程序設(shè)計(jì)：對(duì)寄存器IP、IE、TCON、TMOD的相應(yīng)位進(jìn)行正確設(shè)置，將計(jì)數(shù)初值送入定時(shí)器中。

(3)程序設(shè)計(jì)

ORG0000HRESET:LJMPMAIN；轉(zhuǎn)主程序

ORG000BH

；T0的中斷入口

LJMPIT0P ；轉(zhuǎn)T0中斷處理程序IT0P

ORG0100HMAIN:MOVSP,#60H；設(shè)堆棧指針

MOVTMOD,#01H ；設(shè)置T0為方式1MOVTL0,#0CH ；T0中斷服務(wù)程序，T0重新置初值

MOVTH0,#0FEHSETBET0 ；允許T0中斷

SETBEA；CPU開中斷

SETBTR0 ；啟動(dòng)T0SJMP$第二十頁，共四十七頁，2022年，8月28日ITOP:MOVTL0,#0CH；T0中斷服務(wù)子程序，T0置初值

MOVTH0,#0FEHCPLP1.0；P1.0的狀態(tài)取反

RETIEND第二十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日例6-2

假設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘為6MHz，編寫定時(shí)器T0產(chǎn)生1秒定時(shí)的程序。

（1）T0工作方式的確定

定時(shí)時(shí)間較長(zhǎng)，采用哪一種工作方式？

由各種工作方式的特性，可計(jì)算出：

方式0最長(zhǎng)可定時(shí)16.384ms;

方式1最長(zhǎng)可定時(shí)131.072ms;

方式2最長(zhǎng)可定時(shí)512s。選方式1，每隔100ms中斷一次，中斷10次為1s。（2）計(jì)算計(jì)數(shù)初值因?yàn)椋?00ms=50000個(gè)機(jī)器周期所以：X=65536-50000=15536=3CB0H

因此：TH0=3CH，TL0=B0H第二十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日（3）10次計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn)

采用循環(huán)程序法。（4）參考程序:

ORG0000HRESET：LJMPMAIN ；上電，轉(zhuǎn)主程序入口MAIN

ORG000BH

；T0的中斷入口

LJMPIT0P ；轉(zhuǎn)T0中斷處理程序IT0P

ORG1000HMAIN：MOVSP,#60H ；設(shè)堆棧指針

MOVR1,#0AH；設(shè)循環(huán)次數(shù)10次

MOVTMOD,#01H；設(shè)T0工作在方式1MOVTL0,#0B0H；給T0設(shè)初值

MOVTH0,#3CH

第二十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日SETBET0 ；允許T0中斷

SETBEA；CPU開放中斷

SETBTR0 ；啟動(dòng)T0HERE：SJMPHERE；等待中斷

ITOP：MOVTL0,#0B0H；T0中斷子程序，重裝初值

MOVTH0,#3CH；

DJNZR1，LOOPCLRTR0；1s定時(shí)時(shí)間到，停止T0工作

LOOP：RETI如要使P1口所接8盞等每秒左移跑動(dòng)一位，應(yīng)該怎么處理？第二十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日

查詢方式的參考程序:

查詢方式主要利用的是：當(dāng)計(jì)數(shù)器定時(shí)時(shí)間到的時(shí)候會(huì)自動(dòng)的把中斷標(biāo)志位TF1或TF0置為1，因此，啟動(dòng)定時(shí)后，只要評(píng)定對(duì)應(yīng)的服務(wù)標(biāo)志位TF0或TF1是否為1就可以判斷是否定時(shí)時(shí)間到，即是否要開始執(zhí)行服務(wù)程序。

5-1的查詢方式的參考程序可以寫為：第二十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日例5-1假設(shè)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率采用6MHz，要在P1.0上輸出一個(gè)周期為2ms的方波，如圖所示。第二十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日ORG0000LJMPMAINORG0100HMAIN:MOVTMOD,#01H；設(shè)置T0為方式1

LOOP:MOVTH0,#0FEH；T0置初值

MOVTL0,#0CHSETBTR0；接通T0LOOP1：JNBTF0,LOOP1；查詢TF0標(biāo)志

CLRTF0 ；

CPLP1.0；P1.0的狀態(tài)求反

SJMPLOOP第二十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日門控制位GATE的應(yīng)用—測(cè)量脈沖寬度GATE1可使定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1的啟動(dòng)計(jì)數(shù)受INT1*的控制，可測(cè)量引腳INT1或INT0引腳上正脈沖的寬度（機(jī)器周期數(shù)）。第二十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日如上圖所示：測(cè)量引腳INT1（P3.3）上正脈沖的寬度。第二十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日參考程序：

ORG0000HRESET:AJMPMAIN；復(fù)位入口轉(zhuǎn)主程序

ORG0100HMAIN:MOVSP,#60HMOVTMOD,#90H；T1為方式1定時(shí)控制字

MOVTL1,#00HMOVTH1,#00HMOVR0,#30HLOOP0:JBP3.3,LOOP0 ；INT1*高,則循環(huán)

SETBTR1 ；如INT1*為低，啟動(dòng)T1LOOP1:JNBP3.3,LOOP1

；INT1*低，則循環(huán)等待LOOP2:JBP3.3,LOOP2 ；INT1*高,則循環(huán)等待（兩個(gè)等待的意義？）第三十頁，共四十七頁，2022年，8月28日CLRTR1 ；停止T1計(jì)數(shù)

MOV@R0,TL1 ；T1計(jì)數(shù)值送AINCR0

MOV@R0,TH1 ；T1計(jì)數(shù)值送A

SJMP$END執(zhí)行程序，使INT1*引腳上出現(xiàn)的正脈沖寬度以機(jī)器周期數(shù)的形式存放在30H和31H單元。第三十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日例3、書本P125例題5－3測(cè)量高低電平持續(xù)時(shí)間ORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN:MOVTMOD,#10011001B;MOVTH1,#00HMOVTL1,#00HMOVTH0,#00HMOVTL0,#00H第三十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日

WAIT1:JBP3.2,$SETBTR0；被測(cè)為低時(shí)開始計(jì)數(shù)，此時(shí)P3.2為高WAIT2:JNBP3.2,WAIT1;即被測(cè)信號(hào)為高電平，等待WAIT3:JBP3.2，WAIT2；等待計(jì)數(shù)完成CLRTR0；計(jì)數(shù)完關(guān)閉T0，輸入信號(hào)由低變?yōu)楦唠娖絊ETBTR1；啟動(dòng)T1后t1開始工作WAIT3:JBP3.3WAIT3；表示波形電平為高，繼續(xù)計(jì)數(shù)CLRTR1；關(guān)T1MOVR0,#35HMOV@R0,TL0INVR0MOV@R0,TH0；T0用于保存低電平時(shí)間INCR0MOV@R0,TL1INVR0MOV@R0,TH1；T1用于保存高電平時(shí)間END第三十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日例6-3

當(dāng)T0（P3.4）引腳上發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，從P1.0引腳上輸出一個(gè)周期為1ms的方波,如圖所示。（系統(tǒng)時(shí)鐘為6MHz）（1）工作方式選擇

T0為方式1計(jì)數(shù)，初值0FFFFH，即外部計(jì)數(shù)輸入端T0（P3.4）發(fā)生一次負(fù)跳變時(shí)，T0加1且溢出，溢出標(biāo)志TF0置“1”，發(fā)中斷請(qǐng)求。說明T0腳已接收了負(fù)跳變信號(hào)。第三十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日T1定義為方式2定時(shí)。在T0腳發(fā)生一次負(fù)跳變后，啟動(dòng)T1每500s產(chǎn)生一次中斷，在中斷服務(wù)程序中對(duì)P1.0求反，使P1.0產(chǎn)生周期1ms的方波。

注意方式2可以循環(huán)計(jì)數(shù)

（2）計(jì)算T1初值設(shè)T1的初值為X：因?yàn)?MS=1000um=2×250個(gè)機(jī)器周期所以X=28-250=6=06HT0的初值為：0ffffh（3）程序設(shè)計(jì)

ORG0000HRESET:LJMPMAIN；復(fù)位入口轉(zhuǎn)主程序

ORG001BHLJMPIT1P；轉(zhuǎn)T1中斷服務(wù)程序第三十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日MAIN:MOVTMOD,#00100101H；初始化，T1為方式2定時(shí)，T0為方式1計(jì)數(shù)SETBEASETBET1；允許T1中斷MOVTL0,#0FFH；T0置初值

MOVTH0,#0FFH

MOVTL1,#06H；T1置初值

MOVTH1,#06H

SETBTR0 ；啟動(dòng)T0JNBTF0,$CLRTR0SETBTR1；啟動(dòng)T1HERE:AJMPHEREIT1P:CPLP1.0 ；T1中斷服務(wù)，P1.0位取反

RETI第三十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日實(shí)訓(xùn)題目：1、手動(dòng)控制跑馬燈的跑動(dòng)（中斷）org0000hljmpmainorg0003hljmpzd0main:setbeasetbex0setbit0movip,#00000001bmova,#0fehmovp1,asjmp$zd0:rlamovp1,aretiend第三十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日2、計(jì)程器的實(shí)現(xiàn)（中斷）org0000hljmpmainorg0003hljmpzd0main:setbeasetbex0setbit0movip,#00000001bmova,#00hmovp1,asjmp$zd0:adda,#2movb,acplamovp1,amova,bretiend第三十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日2`、計(jì)程器的實(shí)現(xiàn)（中斷）改：org0000hljmpmainorg0003hljmpzd0org0013hljmpzd1org0100hmain:setbeasetbex0setbex1setbit0setbit1mova,#00hmovp1,asjmp$zd0:adda,#2movb,acplamovp1,amova,bretizd1:mova,#00hretiend第三十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日1`、手動(dòng)控制跑馬燈的跑動(dòng)（中斷）改：org0000hljmpmainorg0003hljmpzd0main:setbeasetbex0setbit0movip,#00000001bmovr7,#08hmova,#0fehmovp1,asjmp$zd0:rlamovp1,alcalldelaydjnzr7,zd0movr7,#08hretidelay:……(1秒)end第四十頁，共四十七頁，2022年，8月28日定時(shí)練習(xí)：8、內(nèi)部30H單元內(nèi)容為55h，定時(shí)30ms，否則定時(shí)15ms，進(jìn)行初始化編程。9、利用T0通過P1.0輸出一個(gè)矩形波，高電平為50um，低電平為300um。10、用T1實(shí)現(xiàn)P1.0和P1.1分別輸出周期為2ms和500us的方波。（定時(shí)1ms和250us，1ms看成4個(gè)250us）第四十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日8、內(nèi)部30H單元內(nèi)容為55h，定時(shí)30ms，否則定時(shí)15ms，進(jìn)行初始化編程。ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPIT0PORG0100HMAIN:MOVTMOD,#00000001BSETBEASETBET0CJNE30H,#55H,AAMOVDPTR,#NUM1MOVTH0,DPHMOVTL0,DPLSETBTR0SJMP$AA:MOVDPTR,#NUM2MOVTH0,DPHMOVTL0,DPLSETBTR0SJMP$IT0P:…………RETIEND第四十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日9、利用T0通過P1.0輸出一個(gè)矩形波，高電平為50um，低電平為300um。ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPIT0PORG0100HMAIN:MOVTMOD,#00000010BSETBEASETBET0MOVTH0,#231MOVTL0,#231SETBP1.0