mcs51單片機(jī)計(jì)數(shù)器工作方式0 定時(shí)時(shí)間的計(jì)算與編程舉例

定T0或T1無(wú)論用作定時(shí)器或計(jì)數(shù)器都有4種工作方式：方式0、方式1、方式2和方式3。除方式3外，T0和T1有完全相同的工作狀態(tài)。下面以T1為例，分述各種工作方式的特點(diǎn)和用法。

工作方式0：13位方式由TL1的低5位和TH1的8位構(gòu)成13位計(jì)數(shù)器（TL1的高3位無(wú)效）。工作方式0的結(jié)構(gòu)見下圖：

圖中，C／T為定時(shí)／計(jì)數(shù)選擇：C／T＝0，T1為定時(shí)器，定時(shí)信號(hào)為振蕩周期12分頻后的脈沖；C／T＝l，T1為計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)信號(hào)來(lái)自引腳T1的外部信號(hào)。

定時(shí)器T1能否啟動(dòng)工作，還受到了R1、GATE和引腳信號(hào)INT1的控制。由圖中的邏輯電路可知，當(dāng)GATE＝0時(shí)，只要TR1＝1就可打開控制門，使定時(shí)器工作；當(dāng)GATE＝1時(shí)，只有TR1＝1且INT1＝1，才可打開控制門。GATE，TR1，C／T的狀態(tài)選擇由定時(shí)器的控制寄存器TMOD，TCON中相應(yīng)位狀態(tài)確定，INT1則是外部引腳上的信號(hào)。

在一般的應(yīng)用中，通常使GATE＝0，從而由TRl的狀態(tài)控制Tl的開閉：TRl＝1，打開T1；TRl＝0，關(guān)閉T1。在特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，例如利用定時(shí)器測(cè)量接于INT1引腳上的外部脈沖高電平的寬度時(shí)，可使GATE＝1，TRl＝1。當(dāng)外部脈沖出現(xiàn)上升沿，亦即INT1由0變1電平時(shí)，啟動(dòng)T1定時(shí)，測(cè)量開始；一旦外部脈沖出現(xiàn)下降沿，亦即INT1由l變O時(shí)就關(guān)閉了T1。
定時(shí)器啟動(dòng)后，定時(shí)或計(jì)數(shù)脈沖加到TLl的低5位，從預(yù)先設(shè)置的初值(時(shí)間常數(shù))開始不斷增1。TL1計(jì)滿后，向THl進(jìn)位。當(dāng)TL1和THl都計(jì)滿之后，置位T1的定時(shí)器回零標(biāo)志TFl，以此表明定時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)次數(shù)已到，以供查詢或在打開中斷的條件下，可向CPU請(qǐng)求中斷。如需進(jìn)一步定時(shí)/計(jì)數(shù)，需用指令重置時(shí)間常數(shù)。

方式0是13位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式，其計(jì)數(shù)器由TH0全部8位和TL0的低5位構(gòu)成。當(dāng)TL0的低5

位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，向TH0進(jìn)位，而全部13位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，則向計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位TF0進(jìn)位。

在方式0下，當(dāng)為計(jì)數(shù)工作方式時(shí)，計(jì)數(shù)值的范圍是：1～8192（213）

當(dāng)為定時(shí)工作方式時(shí)，定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式為：

（213－計(jì)數(shù)初值）×晶振周期×12或（213－計(jì)數(shù)初值）×機(jī)器周期

其時(shí)間單位與晶振周期或機(jī)器周期相同（ms）。

例題1：當(dāng)某單片機(jī)系統(tǒng)的外接晶振頻率為6MHz，該系統(tǒng)的最小定時(shí)時(shí)間為：

[213－（213－1）]×[1/（6×106）]×12＝2×10－6＝2（ms）

最大定時(shí)時(shí)間為：內(nèi)容來(lái)自單片機(jī)之家www.dpj100.com

（213－0）×[1/（6×106）]×12＝16384×10－6＝16384（ms）

或：最小定時(shí)單位×1013＝16384（ms）

例題2：設(shè)某單片機(jī)系統(tǒng)的外接晶振頻率為6MHz，使用定時(shí)器1以方式0產(chǎn)生周期為500ms的等寬正方波連續(xù)脈沖，并由P1.0輸出。

以查詢方式完成。

⑴計(jì)算計(jì)數(shù)初值

欲產(chǎn)生500ms的等寬正方波脈沖，只需在P1.0端以250ms為周期交替輸出高低電平即可實(shí)現(xiàn)，為此定時(shí)時(shí)間應(yīng)為250ms。使用6MHz晶振，根據(jù)上例的計(jì)算，可知一個(gè)機(jī)器周期為2ms。方式0為13位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)。設(shè)待求的計(jì)數(shù)初值為X，則：

（213-X）×2×10-6＝250×10-6

求解得：

X＝213－（250÷2）＝8067。

二進(jìn)制數(shù)表示為1111110000011。十六進(jìn)制表示，高8位為FCH，放入TH1，即TH1＝FCH；低5位為03H。放入TL1，即TL1＝03H。

⑵TMOD寄存器初始化

為把定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1設(shè)定為方式0，則M1M0＝00；為實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能，應(yīng)使C/T＝0；為實(shí)現(xiàn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1的運(yùn)行控制，則GATE＝0。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0不用，有關(guān)位設(shè)定為0。因此TMOD寄存器應(yīng)初始化為00H。

⑶由定時(shí)器控制寄存器TCON中的TR1位控制定時(shí)的啟動(dòng)和停止TR1＝1啟動(dòng)，TR1＝0停止。

⑷程序設(shè)計(jì)：

MOV TMOD，＃00H；設(shè)置T1為工作方式0

MOV TH1，＃OFCH；設(shè)置計(jì)數(shù)初值

MOV TL1，＃03H

MOV IE，＃00H；禁止中斷

LOOP：SETB TR1；啟動(dòng)定時(shí)

JBC TF1，LOOP1；查詢計(jì)數(shù)溢出

AJMPLOOP

LOOP1：MOV TH1，＃FCH；重新設(shè)置計(jì)數(shù)初值

MOV TL1，＃03H

CLR TF1；計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位清0

CPL P1.0；輸出取反

AJMP LOOP；重復(fù)循環(huán)