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1、8051内部定时内部定时/计数器计数器创新实验学院杜 猛概述8051有两个16位定时/计数器。可设置为定时和计数两种模式，在每种模式下又可设置为4种工作方式。工作方式不同则最大定时/计数值不同。加1计数器，计数超过所在工作方式的最大值时发生溢出，回零，同时产生中断。控制寄存器TCON8位寄存器，可按位寻址。TR0/1：定时器0/1启停控制。TF0/1：定时器0/1溢出标志，硬件复位。中断请求受EA，ET0/1控制。方式寄存器TMOD8位寄存器，不可按位寻址。GATE：门控信号。C/T：设置工作模式为定时器（0）或计数器（1）。M1 M0：工作方式设置 00 01 10 11。控制逻辑定时器：对
2、振荡器的12分频计数。计数器：对T0引脚输入脉冲计数。检测T0引脚下降沿需要2个机器周期。通常，T0上输入的脉冲频率小于100KHz。控制逻辑GATE决定INT0引脚信号是否参与对T0的控制。若GATE=0，T0只受TR0控制。若GATE=1，T0受INT1信号和TR0共同控制。此时INT0不再作为中断请求输入线。门控信号可用于脉冲宽度的测量。原理示意定时/计数器是16位SFR，分为TH0和TL0两个8位。工作方式决定最大计数值。初值是人为设置的，期待计数值=最大值 初值如果计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了时间的流逝。工作方式-013位加1计数器，兼容48系列单片机。由TH的8位和TL的低
3、5位组成，TL高3位弃之不用。最大计数值：213=8192计满8192，再加1则溢出归零，产生中断请求。如要再次使用，需要手动再次装入初值。工作方式-116位计数器，TH和TL全部参与。最大计数值：216=65536其余特性与方式-0相同。工作方式-28位自装入计数器。最大计数值：28=256自装入即计数器溢出归零后，自动装入前一次的初值。TH保存初值，仅用TL进行计数。初始化时对TH和TL送相同值。工作方式-3前三种方式，T0和T1完全相同。而方式-3一般只应用于T0。T0：两个独立的8位计数器。TL0可设定为定时或计数模式，仍由TR0控制，并用TF0作溢出标志。TH0只能作定时器，借用TR
4、1和TF1。一般只有将T1用作串口波特率发生器时，才将T0设置为方式-3，以增加一个计数器。初始化步骤根据需要，选择适当的模式和方式，写入TMOD。根据期待的计数值和所选工作方式，计算初值，写入TH和TL。开放中断，设置优先级，写入IE和IP。控制定时/计数器的起停，操作TCON。初值的计算计数模式：TC=M CTC:初值 M:所选方式最大计数值 C:期待计数值定时模式：TC=M T/TsT:期待定时时长 Ts:时钟周期的12倍，即机器周期最大定时时间（以12MHz晶振为例）方式0：Tmax=213 1us=8.192ms方式1：Tmax=65.536ms方式2和3：Tmax=0.256ms初
5、值计算举例假设采用12MHz晶振，要定时2ms，如何设置初值？方式2、3最大只能定时0.256ms，不用。若采用方式0：TC=213 2ms/1us=6192=1830H即TH=0 xC1 TL=0 x10若采用方式1：TC=216 2ms/1us=63536=F830H即TH=0 xF8 TL=0 x30初值计算举例假设采用12MHz晶振，要定时1s，如何设置初值？4种方式最大只能定时65.536ms，都不满足要求。类似情况可采用软件复合定时。比如，用定时器定时10ms，再额外维持一个变量，在每次溢出中断中对其加1。变量值等于100时，即得到1s，清零该变量。软件定时示例volatile u
6、nsigned char cnt=0;void ISR_Timer0()interrupt 1cnt+;if(cnt=100)/your task herecnt=0;/reload TH0&TL0关键字 volatile 指示编译器不要优化该变量。如果某个变量可能会被“并行”地修改，应将其声明成 volatile。例如，某变量的值可能在中断服务程序中被修改，而在主程序中检测其值，则应用 volatile 声明之。应用举例采用12MHz晶振，在P1.0上输出周期为2.5秒，占空比为20%的脉冲信号。选取合适的定时时间，太小导致频繁中断，影响效率。此例中选50ms。高电平10次中断，低电平40次
7、中断。测频与测周测频与测周均为测量脉冲信号频率的方法。测频：在单位定时时间内对被测信号脉冲进行计数。测周：在被测信号一个周期时间内，对某一基准时间脉冲进行计数。主要误差是由于计数器只能进行整数计数而引入的1误差。高频测频，低频测周。应用举例2个方波信号，频率 f1=50Hz，f2=10KHz，分别用测频、测周法测量其频率，并比较误差。测频法：T0定时模式，开放50ms闸门；T1计数模式，对引脚脉冲计数。测周法：待测信号高电平作时间闸门，T1定时模式。测量结果实际频率50(Hz)10000(Hz)测频法40/6010000/10020误 差20%0.2%测周法5011627误 差0%16%高频测频，低频测周。