§6.1定時器概述§6.2定時器的控制§6.3定時器的四種模式及應用§6.4思考題與習題第六章定時器及應用§6.1定時器概述§6.1.18051定時器結構§6.1.28051定時器功能§6.1.18051定時器結構8051定時器的結構如圖6-1所示。有兩個16位的定時器/計數器，即定時器0（T0）和定時器1（T1）。它們實際上都是16位加1計數器。T0由兩個8位特殊功能寄存器TH0和TL0構成；T1由TH1和TL1構成。圖6-189C51定時器結構§6.1.28051定時器功能每個定時器都可由軟件設置為定時工作方式或計數工作方式及其他靈活多樣的可控功能方式。這些功能由特殊功能寄存器TMOD和TCON所控制。定時器工作不占用CPU時間，除非定時器/計數器溢出，才能中斷CPU的當前操作。每個定時器/計數器還有四種工作模式。其中模式0-2對T0和T1是一樣的，模式3對兩者不同。定時工作方式定時器計數8051片內振蕩器輸出經12分頻后的脈沖，即每個機器周期使定時器（T0或T1）的數值加1直至計滿溢出。當8051采用12MHz晶振時，一個機器周期為1μs，計數頻率為1MHz。計數工作方式通過引腳T0（P3.4）和T1（P3.5）對外部脈沖信號計數。當輸入脈沖信號產生由1至0的下降沿時定時器的值加1。CPU檢測一個1至0的跳變需要兩個機器周期，故最高計數頻率為振蕩頻率的1/24。為了確保某個電平在變化之前被采樣一次，要求電平保持時間至少是一個完整的機器周期。對輸入脈沖信號的基本要求如圖6-2所示。§6.2定時器的控制

§6.2.1工作模式寄存器TMOD§6.2.2控制器寄存器TCON§6.2.1工作模式寄存器TMODTMOD用于控制T0和T1的工作模式。TMOD不能位尋址，只能用字節設置定時器的工作模式，低半字節設置T0，高半字節設置T1。8051系統復位時，TMOD的所有位被清0。TMOD各位的定義格式如圖6-3所示。TMOD各位的功能：TMOD各位定義及具體的意義歸納如圖6-4所示。GATEC/TM1M0GATEM1C/TM0定時器T1定時器T0TMOD（89H）D7D6D5D4D3D2D1D0圖6-3工作模式寄存器TMOD的位定義圖6-4TMOD各位定義及具體的意義TMOD各位的功能①

M1和M0—操作模式控制位。兩位可形成四種編碼，對應于四種模式。見表6-1。表6-1M1，M0控制的四種工作模式②C/T—計數器/定時器方式選擇位。

C/T=0，設置為定時方式。定時器計數8051片內脈沖，即對機器周期計數。C/T=1，設置為計數方式。計數器的輸入來自T0（P3.4）或T1（P3.5）端的外部脈沖。TMOD各位的功能

③GATE—門控位。GATE=0，只要用軟件使TR0（或TR1）置1就可以啟動定時器，而不管INT0（或INT1）的電平是高還是低。

GATE=1，只有INT0（或INT1）引腳為高電平且由軟件使TR0（或TR1）置1時，才能啟動定時器工作。TMOD各位的功能§6.2.2控制器寄存器TCONTCON除可字節尋址外，各位還可位尋址。8051系統復位時，TCON的所有位被清0。

TCON各位的定義格式如圖6-5所示。TCON各位的功能：TCON各位定義及具體的意義歸納如圖6-6所示。TF1TR1TF0TR0IE1IE0IT1IT0TCON（88H）8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H圖6-5控制寄存器TCON的位定義圖6-6TCON各位定義及具體的意義（3）采用查詢方式的程序圖6-189C51定時器結構HERE：SJMPHERE；5)—T0溢出標志位。三、模式0的應用舉例(例6-3)7)—T1溢出標志位。設單片機晶振頻率fosc=12MHz。MOVTH1,#9CHMOVIE，#88H;定時器開中斷X=28－100=156=9CH在程序初始化時，TL0和TH0由軟件賦予相同的初值。CPLP1.18051定時器結構三、模式0的應用舉例(例6-3)CPLP1.TCON各位的功能①TF1（TCON.7)—T1溢出標志位。當T1溢出時，由硬件自動使中斷觸發器TF1置1，并CPU申請中斷。當CPU響應中斷進入中斷服務程序后，TF1由被硬件自動清0。TF1也可以用軟件清0。②TF0（TCON.5)—T0溢出標志位。其功能和操作情況同TF1。③TR1(TCON.6)—T1運行控制位。可通過軟件置1（TR1=1）或清0（TR1=0）來啟動或關閉T1。在程序中用指令“SETBTR1”使TR1位置1，定時器T1便開始計數。④TR0(TCON.4)—T0運行控制位。其功能和操作情況同TR1。TCON各位的功能⑤IE1，IT1，IE0，IT0(TCON.3～TCON.0)—外部中斷INT1，INT0請求及請求方式控制位。前一章已經講過。TCON各位的功能§6.3定時器的四種模式及應用

模式0及其應用

模式1及其應用

模式2及其應用

模式3及其應用

綜合應用舉例§6.3.1模式0及其應用一、模式0的邏輯電路結構二、模式0工作特點三、模式0的應用舉例一、模式0的邏輯電路結構T0在模式0的邏輯電路結構如圖所示。（T1相同）T0（或T1）模式0結構－13位計數器二、模式0工作特點在這種模式下，16位寄存器（TH0和TL0）只用了13位。其中TL0的高3位未用，其余5位為整個13位的低5為，TH0占高8位。當TL0的低5位溢出時，向TH0進位；TH0溢出時，向中斷標志TF0進位（硬件置位TF0），并申請中斷。定時時間為：t=(213－T0初值)×振蕩周期×12三、模式0的應用舉例(例6-1)例6-1：設定時器T0選擇工作模式0，定時時間為1ms，fosc=6MHz。試確定T0初值，計算最大定時時間T。三、模式0的應用舉例(例6-1)解：當T0處于工作模式0時，加1計數器為13位。（1）試確定T0初值

設T0的初值位X。則：(213－X)×1/6×10-6×12=1×10-3sX=7692D=1111000001100BT0的低5位：01100B=0CH即(TL0)=0CHT0的高8位：11110000B=F0H即(TH0)=F0H（2）計算最大定時時間TT0的最大定時時間對應于13位計數器T0的各位全為1，即(TL0)=1FH，(TH0)=FFH.則：T=213×1/6×10-6三、模式0的應用舉例(例6-2)例6-2：設T0工作在模式0，定時時間為1ms，fosc=6MHz。編程實現其定時功能。定時時間到，P1.0取反。

三、模式0的應用舉例(例6-2)解：（1）計算T0初值X

計算步驟見例6-1。

結果：(TH0)=0F0H,(TL0)=0CH。三、模式0的應用舉例(例6-2)（2）程序清單：

初始化引導程序ORG0000HRESET:AJMPMAIN；跳過中斷服務程序區ORG000BH；中斷服務程序入口AJMPITOP三、模式0的應用舉例(例6-2)主程序：ORG0100HMAIN:MOVSP,#60H；設堆棧指針ACALLPTOMDHERE:AJMPHERE；等待時間到，轉入中斷服務程序PTOMD:MOVTMOD,#00H；選擇工作模式MOVTL0,#0CH；送初值MOVTH0,#0F0HSETBTR0；啟動定時SETBET0；T0開中斷SETBEA；CPU開中斷RET三、模式0的應用舉例(例6-2)中斷服務程序ORG0120HITOP:MOVTL0,#0CH；重新裝如初值MOVTH0,#0F0H取反RETI三、模式0的應用舉例(例6-3)例6-3：利用T0的工作模式0產生1ms定時，在P1.0引腳輸出周期為2ms的方波。設單片機晶振頻率fosc=12MHz。編程實現其功能。三、模式0的應用舉例(例6-3)解：取反一次即可。

（1）選擇工作模式

T0的模式字為TMOD=00H，即M1M0=00，C/T=0，GATE=0，其余位為0。三、模式0的應用舉例(例6-3)（2）計算1ms定時時T0的初值

(213－X)×1/12×10-6×12=1×10-3sX=7193D=1110000011000BT0的低5位：11000B=18H即(TL0)=18HT0的高8位：11100000B=E0H即(TH0)=E0H

三、模式0的應用舉例(例6-3)（3）采用查詢方式的程序程序清單：MOVTMOD,#00H；設置T0為模式0MOVTL0,#18H；送初值MOVTH0,#0E0HSETBTR0；啟動定時LOOP：JBCTF0，NEXT；查詢定時時間到否SJMPLOOPNEXT：MOVTL0,#18H；重裝計數初值MOVTH0,#0E0HCPLP1.0；取反SJMPLOOP；重復循環三、模式0的應用舉例(例6-3)（4）采用定時器溢出中斷方式的程序程序清單：主程序ORG0000HRESET:AJMPMAIN；跳過中斷服務程序區ORG0030HMAIN：MOVTMOD,#00H；設置T0為模式0MOVTL0,#18H；送初值MOVTH0,#0E0HSETBEA；CPU開中斷SETBET0；T0中斷允許SETBTR0；啟動定時HERE：SJMPHERE；等待中斷，虛擬主程序三、模式0的應用舉例(例6-3)中斷服務程序ORG000BHAJMPCTC0ORG0120HCTC0:MOVTL0,#18H；重新裝如初值MOVTH0,#0E0H取反RETI§6.3.2模式1及其應用一、模式1的邏輯電路結構二、模式1工作特點三、模式1的應用舉例一、模式1的邏輯電路結構T0在模式1的邏輯電路結構如圖6-7所示。（T1相同）圖6-7T0（或T1）模式1結構－16位計數器二、模式1工作特點該模式對應的是一個16位的定時器/計數器。用于定時工作方式時，定時時間為：

t=(216－T0初值)×振蕩周期×12用于計數工作方式時，計數長度最大為：216=65536（個外部脈沖）三、模式1的應用舉例（例6-4）輸出。，使用程序查詢方式，fosc=6MHz。三、模式1的應用舉例（例6-4）解：∵方波周期T=1/50=0.02s=20ms

∴用T1定時10ms

計數初值X為：

X=216－12×10×1000/12=65536－10000=55536=D8F0H三、模式1的應用舉例（例6-4）源程序清單：MOVTMOD,#10H；設置T1為模式1SETBTR1；啟動定時LOOP：MOVTL1,#0D8H；送初值MOVTH1,#0F0HJNBTF1，$；查詢定時時間到否CLRTF1;產生溢出，清標志位CPLP1.1；取反SJMPLOOP；重復循環§6.3.3模式2及其應用一、模式2的邏輯電路結構二、模式2工作特點三、模式2的應用舉例一、模式2的邏輯電路結構T0在模式2的邏輯電路結構如圖6-8所示。（T1相同）TL0計數溢出時，不僅使溢出中斷標志位TF0置1，而且還自動把TH0中的內容重新裝載到TL0中。TL0用作8位計數器，TH0用以保存初值。圖6-8T0（或T1）模式2結構－8位計數器二、模式2工作特點該模式把TL0(TL1)配置成一個可以自動重裝載的8位定時器/計數器。在程序初始化時，TL0和TH0由軟件賦予相同的初值。用于定時工作方式時，定時時間為：t=(28－TH0初值)×振蕩周期×12用于計數工作方式時，計數長度最大為：28=256（個外部脈沖）該模式可省去軟件中重裝常數的語句，并可產生相當精確的定時時間，適合于作串行口波特率發生器。三、模式2的應用舉例（例6-5）輸出一個500μs的同步脈沖。請編程序實現該功能。查詢方式，fosc=6MHz。三、模式2的應用舉例（例6-5）解：（1）模式選擇

選T0為模式2，外部事件計數方式。輸出由1變為0。T0定時到產生溢出，使P1.0輸出恢復高電平，T0又恢復外部事件計數方式。如圖6-9

所示。圖6-9功能描述三、模式2的應用舉例（例6-5）（2）計算初值

T0工作在外部事件計數方式，當計數到28時，再加1計數器就會溢出。設計數初值為X，當再出現一次外部事件時，計數器溢出。則:X+1=28

X=28－1=11111111B=0FFH

T0工作在定時工作方式，設晶振頻率為6MHz，500μs相當于250個機器周期。因此，初值X為(28－X)×2μs=500μs

X=6=06H三、模式2的應用舉例（例6-5）（3）程序清單START：MOVTMOD,#06H；設置T0為模式2,外部計數方式MOVTL0,#0FFH；T0計數器初值MOVTH0,#0FFHSETBTR0；啟動T0計數LOOP1：JBCTF0，PTFO1；查詢T0溢出標志，；TF0=1時轉，且清TF0=0SJMPLOOP1；三、模式2的應用舉例（例6-5）PTFO1：CLRTR0；停止計數MOVTMOD,#02H；設置T0為模式2，定時方式MOVTL0,#06H；送初值，定時500μsMOVTH0,#06HSETBTR0；啟動定時500μsLOOP2:JBCTF0,PTFO2；查詢T0溢出標志，；TF0=1時轉，且清TF0=0;（第一個500μs到否？）SJMPLOOP2；等待中斷，虛擬主程序CLRTR0；停止計數SJMPSTART三、模式2的應用舉例（例6-6）解：（1）選擇模式外部信號由T1（P3.5）引腳輸入，每發生一次負跳變計數器加1，每輸入100個脈沖，計數器發生溢出中斷，中斷服務程序將P1.0取反一次。

T1計數工作方式模式2的模式字為（TMOD）=60H。T0不用時，TMOD的低4位可任取，但不能進入模式3，一般取0。三、模式2的應用舉例（例6-6）（2）計算T1的計數初值

X=28－100=156=9CH

因此:TL1的初值為9CH，重裝初值寄存器TH1=9CH。三、模式2的應用舉例（例6-6）（3）程序清單MAIN：MOVTMOD,#60H；設置T1為模式2,外部計數方式MOVTL1,#9CH；T1計數器初值MOVTH1,#9CHMOVIE，#88H;定時器開中斷SETBTR1；啟動T1計數HERE：SJMPHERE；等待中斷ORG001BH；中斷服務程序入口RETI§6.3.5綜合應用舉例（例6-8）例6-8：設時鐘頻率為6MHz。編寫利用T0產生1s循環定時的程序，時間到后P1.0取反。§6.3.5綜合應用舉例（例6-8）解：（1）定時器T0工作模式的確定∵模式0最長可定