第 6章 定时中断第 6章 定时器 /计数器
6.1 定时器 /计数器的结构
6.2 工作模式寄存器和控制寄存器
6.3 定时器 /计数器的四种工作模式
6.4 定时器 /计数器的应用举例第 6章 定时中断
6,1 定时器 /计数器的结构
6.1.1 定时方法概述
1,软件定时
2,硬件定时
3,可编程定时器定时－－可编程定时器 /计数器
2个可编程定时器 /计数器,T0,T1
第 6章 定时中断
6.1.2 定时器 /计数器的结构和原理两个 16位的可编程定时器 /计数器,T0,T1。
定时器 /计数器的 核心是内部的 16位加法计数器,分别用 TH0,TL0和 TH1,TL1表示,在使用时先给加法计数器设定初值,然后加 1计数,直到溢出,计数的次数就是最大值减去初值 。
两个特殊功能寄存器,方式寄存器和控制寄存器 。
第 6章 定时中断第 6章 定时中断
6.1.3 两种工作方式定时器计数器的功能：定时和计数 。
1,计数功能计数：对外部事件进行计数 。
外部事件的发生以输入脉冲表示,因此计数功能的实质就是对外来脉冲进行计数 。 外部输入的脉冲在负跳变时有效,
进行计数器加 1（ 加法计数 ） 。
计数输入端,T0（ P3.4） 和 T1（ P3.5） 。
第 6章 定时中断
1．计数功能定时器 /计数器在每个机器周期的 S5P2期间采样
T0/T1引脚,若采样结果表明上一周期为高电平,下一周期为低电平,则 TL*加 1。 新的计数值在检测到负跳变后的 S3P1期间置入加法计数器 。 由于需要两个机器周期才能识别高电平到低电平的跳变,所以外部计数脉冲的频率应小于 fosc/24,且高电平与低电平的持续时间均不得小于一个机器周期 。
第 6章 定时中断第 6章 定时中断
2,定时功能实现方法：通过计数器的计数实现 。
与计数功能的不同之处,计数脉冲来自单片机的内部,即每个机器周期产生一个计数脉冲,也就是每个机器周期计数器加 1。
一个机器周期 =12个振荡周期,
故,计数频率为振荡频率的 1/12。
若：单片机晶振＝ 6MHz,则计数频率为 0.5MHz，
2微秒计数器加 1.
第 6章 定时中断定时器工作方式的特点：
当定时器 设置了 某种工作方式之后，定时器就会按设定的工作方式独立运行，不再占用 CPU的操作时间,除非定时器计满溢出，才可能中断 CPU当前操作 。
因此,定时器 /计数器是一种可编程部件。
编程,在定时器 /计数器开始工作之前,CPU必须将一些命令
（称为控制字）写入定时器 /计数器，决定 T0,T1的工作方式。
第 6章 定时中断将控制字写入定时器 /计数器的过程叫定时器 /计数器的 初始化 。
初始化内容：
1) 规定 T0,T1的工作方式；
将工作方式控制字写入 TMOD
2)规定 T0,T1的工作状态；
将工作状态控制字写入 TCON
3)赋定时 /计数初值 。
第 6章 定时中断
6.2 工作模式寄存器和控制寄存器
1,定时器控制寄存器 （ TCON,88H）
位地址 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88
位符号 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
·TR0（ TR1） —— 定时器 T0(T1)运行控制位当 TR0(TR1)＝ 1时,启动定时器开始工作 。
当 GATE＝ 0时,TR0(TR1)置 1,启动定时器开始工作 。
当 GATE=1时,且 INTi*为高电平时,TR0(TR1)置 1启动定时器工作；由软件清零关闭定时器 。
第 6章 定时中断
·TF0（ TF1） —— 计数溢出标志位若 有溢出,TF0（ TF1） ＝ 1
无溢出,TF0（ TF1） ＝ 0
有溢出时,当转向中断服务时,再由硬件自动 清 0。
TF0（ TF1） 的使用方式：
中断方式时,作中断请求标志位来使用,
查询方式时,作查询状态位来使用 。
TF0（ TF1） 也可以用程序置位或清零,例如执行指令 SETB
TF1后 TF1＝ 1。 所以定时器 /计数器 1的中断请求还能用程序安排产生 。
第 6章 定时中断
2,定时器工作方式寄存器 （ TMOD,89H）
作用：设置两个定时器 /计数器工作方式 。
但 TMOD寄存器 不能位寻址,只能用字节传送指令设置其内容 。
位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
T1 T0
M1,M0—— 工作方式选择位 。 可形成 4种编码,对应于四种工作方式 。
第 6章 定时中断
M1 M0 工作方式 功 能 描 述
0 0
0 1
1 0
1 1
方式 0
方式 1
方式 2
方式 3
13位计数器
16位计数器自动重装初值的 8位计数器定时器 0：分成两个 8位计数器定时器 1：停止计数第 6章 定时中断
· — — 定时方式或计数方式选择位
＝ 0 定时工作方式
＝ 1 计数工作方式
·GATE—— 门控位
GATE＝ 0 以运行控制位 TR0（ TR1） 启动定时器
GATE＝ 1 以外中断请求信号 和 TR0（
TR1） 共同启动定时器复位时,TMOD＝ 0。
举例如下：
T/C
T/C
T/C
I N T 1 0I N T 或第 6章 定时中断设 定时器 1为定时工作方式，要求由软件启动定时器 1，
按方式 2工作。定时器 0为计数方式，要求由软件启动定时器 0，按方式 1工作。
MOV TMOD,#25H。
位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE
0
C/T
0
M1
1
M0
0
GATE
0
C/T
1
M1
0
M0
1
第 6章 定时中断
6.3 定时器 /计数器的四种工作模式四种工作方式,即方式 0,方式 1,方式 2和方式 3。
其中,方式 0,1和 2下,T0和 T1的工作方式相同,
方式 3下,两个定时器的工作方式不同 。
6.3.1 方式 0
13位计数结构的工作方式 。
图 6-2是定时器 /计数器 0在工作方式 0下的逻辑结构 。
T1的结构和操作与 T0完全相同 。
第 6章 定时中断图 6-2 T0（或 T1）方式 0结构
TM OD 0
TM OD 1
TM OD 2
TM OD 3
M0
M1
C/T
GA TE
0
0
振荡器 ÷12
T0引 脚
INT O引脚
1
≥1
&
A
B
T H0
(8位 )
T L0
(5位 )
C/T ＝1
C/T ＝0
控制
K
TC ON
中断
TF0
TR0
TM OD
第 6章 定时中断当 GATE＝ 0时,
若 TR0=1,接通计数控制 K,启动 T0在原计数值上加 1计数,直至溢出 。
若 TR0＝ 0,则关断控制开关,停止计数 。
当 GATE＝ 1,且 TR0＝ 1时,
或门,与门全部打开,外信号电平 通过引脚直接开启或关断定时器计数 。
输入 1电平时,允许计数,否则停止计数 。
0INT
第 6章 定时中断由于定时器 /计数器以加 1方式计数，
当定时器 /计数器用于 计数工作 方式时，假定要求的计数长度为 N，则应装入定时器 /计数器的初值
X＝ 213－ N。
在方式 0下，计数的长度范围为 1～ 8192。
第 6章 定时中断当工作于定时状态时,由于定时器 /计数器是计数内部的机器周期,每个机器周期包括 12个振荡周期,若晶振频率为
12MHz,则：
机器周期 Tp＝ 12/晶振频率＝ 12/(12× 106)＝ 1us
若需要的定时时间,Tc，
则需要的机器周期数 N＝ Tc/Tp。
则应装入定时器 /计数器的初值 X＝ 213－ N。
若晶振频率为 12MHz,则当 X＝ 8191时,具有最小的定时时间为 1us；
当 X＝ 0时,具有最大的定时时间为 8192us。
第 6章 定时中断
6.3.2 方式 1
计数器由 TH 8位和 TL8位构成 。
当定时器 /计数器用于计数工作方式时,假定要求的计数长度为 N,则应装入定时器 /计数器的初 值 X＝ 216－ N。
在方式 0下,计数的长度范围为 1～ 65536。
当工作于定时状态时,若需要的定时时间为 Tc,则需要的机器周期数 N＝ Tc/Tp（ Tp＝机器周期 ）,则应装入定时器 /计数器的初值 X＝ 216－ N。
若晶振频率为 12MHz,则当 X＝ 65535时,具有最小的定时时间为 1us；
当 N＝ 65536时,具有最大的定时时间为 65536us≈65ms。
第 6章 定时中断
M0
M1
C/T
GATE
中断
INTO引脚
1
T0引脚振荡器
0
1
≥1 B
&
C/T＝1
A
÷12
C/T＝0
TH0
(8位)
TL0
(8位)
控制
K
TR0
TF0
图 6-3 T0（或 T1）方式 1结构 ――16 位计数器第 6章 定时中断
6.3.3,方式 2
方式 2具有自动重新加载功能,即自动加载计数初值 。
在该工作方式下,把 16位计数器分为两部分,即以 TL作计数器,
以 TH作预置寄存器,初始化时把计数初值分别装入 TL和
TH中 。
当计数溢出时,由预置寄存器 TH以硬件方法 自动给计数器
TL重新加载,继续计数,循环重复 。
第 6章 定时中断当定时器 /计数器用于计数工作方式时,假定要求的计数长度为 N,则应装入定时器 /计数器的初值 X＝ 28－ N。
在方式 0下,计数的长度范围为 1～ 256。
当工作于定时状态时,若需要的定时时间为 Tc,则需要的机器周期数 N＝ Tc/Tp,(Tp为机器周期 ),则应装入定时器 /
计数器的初值 X＝ 28－ N。
若晶振频率为 12MHz，则当 X＝ 255时，具有最小的定时时间为 1us；当 X＝ 0时，具有最大的定时时间为 256us。
第 6章 定时中断图 6-4 T0（或 T1）方式 2结构 ――8 位计数器
GATE
C/T
M1
M0
中断
C/T＝ 1
INTO 引脚
T0引 脚
1
≥1
&
A
B
重新装入
TH1
(8位 )
控制
TR0
振荡器
0
1 ÷12
C/T＝ 0
TH0
(8位 )
TF0
第 6章 定时中断图 6-4 T0（或 T1）方式 2结构 ――8 位计数器第 6章 定时中断
6.3.4,方式 3
前三种工作方式下,T0和 T1的设置和使用是完全相同的 。 但是在工作方式 3下,二者的设置和使用却是不同的,因此要分开介绍 。
（ 1） 在工作方式 3下,T0被拆成两个独立的 8位计数器 TL0和
TH0。 其中 TL0既可以作计数使用，又可以作定时使用。
T0的各控制位、引脚和中断源，即,GATE,TR0,TF0
和 T0（ P3.4）引脚,（ P3.2）引脚全归它使用。
功能和操作与方式 1完全相同，而且逻辑电路结构也很相似
，如图 6-5所示。
T/C 0INT
第 6章 定时中断图 6-5 T0工作方式 3逻辑结构
M0
M1
C/T
GA TE
0
0 振荡器 ÷12
T0引 脚
C/T ＝1
C/T ＝0
INT O引脚
≥1
1
A
&
B
控制控制
T L0
(8位 )
T H0
(8位 )
TR1
TF1
TF0
TR0
中断中断第 6章 定时中断而此时 TH0只可用作简单的定时器使用 。 而且由于 T0的控制位已被 TL0独占,因此只好借用定时器 /计数器 1的控制位
TR1和 TF1,即以计数溢出去置位 TF1,而定时的启动和停止则受 TR1的状态控制 。
由于 TL0既能作定时器使用也能作计数器使用，而 TH0
只能作定时器使用，却不能作计数器使用。因此，在工作方式 3下，定时器 /计数器 0可以构成两个定时器或一个定时器和一个计数器。
第 6章 定时中断
TH1
(8位)
TL1
(8或5位)
12分频 OSC
C/T＝0
C/T＝1
T1(P3.5)
串行口串行口
TH1
(8位)
TL1
(8位)
12分频
C/T＝0
C/T＝1
T1(P3.5)
OSC
重装入
（ 2） 工作方式 3下的定时器 /计数器 1
如果 T0已工作在工作方式 3,则 T1只能工作在方式 0,1或方式 2下,因为它的运行控制位 TR1及计数溢出标志位 TF1已被 T0借用,如图 6-6所示 。
第 6章 定时中断
TH1
(8位)
TL1
(8或5位)
12分频 OSC
C/T＝0
C/T＝1
T1(P3.5)
串行口串行口
TH1
(8位)
TL1
(8位)
12分频
C/T＝0
C/T＝1
T1(P3.5)
OSC
重装入此时,T1通常是作为串行口的波特率发生器使用,以确定串行通信的速率 。 因为已经没有计数溢出标志位 TF1可供使用,因此只能把计数溢出直接送给串行口 。 若将 T1强行设置为模式 3,就会使 T1立即停止工作 。
第 6章 定时中断
6.4 定时器 /计数器的应用举例主要任务,编程 。
编程时应注意的问题：
1.能正确写入控制字 （ 即初始化定时器 /计数器 ）
2.会进行定时 /计数初值的计算 。
第 6章 定时中断定时器 /计数器的初始化：
(1)主要是设置 4个特殊功能寄存器的值,TMOD、
TCON,TL0(TL1）,TH0(TH1)。它们都只能字节寻址进行设置。
(2)设置定时器中断的开放、禁止和优先级，直接对 IE和 IP赋值。
SETB ET
SETB EA
CLR ET
(3) 启动定时器 /计数器工作，即写入 TCON，可字节寻址，也可位寻址。
第 6章 定时中断写入控制字的次序：
1,把 工作方式控制字写入 TMOD寄存器；
2,把 定时 /计数初值装入 TL0,TH0（ 或 TL1,TH1）
3,置位 TR0（ 或 TR1） 以启动计数
4,置位 ET0（ 或 ET1） 允许定时器 /计数器中断 （ 如果需要 ） ；
5,置位 EA使 CPU开放中断 。
第 6章 定时中断定时器 /计数器初值的计算：
计数初值＝最大计数值－需要计数的值最大计数值在不同工作方式下是不同的,
方式 0为,8192
方式 1为,65536
方式 2为,256
方式 3为,256
第 6章 定时中断例 1：设单片机晶振频率 fosc＝ 6MHz,使用定时器 1以方式 0
产生周期为 500us的等宽正方波脉冲,并由 P1.7输出 。 以查询方式完成 。
（ 1） 计算计数初值实现正方波脉冲的方法,P1.0端以 250us为周期交替输出高低电平 。
则,定时时间应为 250us。
若晶振为 6MHz,则一个机器周期＝ 2us。
设待求的计数初值为 X,则：
（ 213－ X） × 2us＝ 250us
得,X＝ 8067＝ 11111100 00011B
TH1＝ FCH,TL1＝ 03H。
第 6章 定时中断
（ 2） TMOD寄存器初始化
T1在方式 0下,M1M0＝ 00；
定时功能,应 使 ＝ 0；
实现 T1的运行控制,则 GATE＝ 0。
所以,TMOD＝ 00H。
（ 3） 由定时器控制寄存器 TCON中的 TR1位控制定时的启动和停止,则 TR1＝ 1,启动； TR1＝ 0,停止 。
T/C
位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
0 0 0 0 0 0 0 0
第 6章 定时中断
（ 4） 程序清单：
ORG 1000H
MOV TMOD,#00H ；设置 T1工作方式 0
MOV TH1,#0FCH ；设置计数初值
MOV TL1,#03H
MOV IE,#00H ；禁止中断
SETB TR1 ；启动 T1运行
SETB P1.7 ；高电平
LOOP,JB TF1,LOOP1 ；查询计数溢出
AJMP LOOP
第 6章 定时中断
LOOP1,MOV TH1,#0FCH ；重新设置计数初值
MOV TL1,#03H ；
CLR TF1 ；计数溢出标志位清零
CPL P1.7 ；输出取反
AJMP LOOP ；重复循环
END ；程序结束第 6章 定时中断例 2：设单片机晶振频率 fosc＝ 6MHz,使用 定时器 1以方式 1产生周期为 500us的等宽正方波脉冲,并由 P1.7输出 。 以中断方式完成 。
（ 1） 计算计数初值设待求的计数初值为 X,则：
（ 216－ X） × 2us＝ 250us
得,X＝ 65411＝ FFA1H，
则,TH1＝ FFH,TL1＝ A1H。
（ 2） TMOD寄存器初始化第 6章 定时中断位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
0 0 0 1 0 0 0 0
M1M0＝ 01,C/T ＝ 0,GATE＝ 0
所以,TMOD＝ 10H
第 6章 定时中断
（ 3） 程序清单：
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 001BH
AJMP TIMER1
ORG 1000H
MAIN,MOV TMOD,#10H ；设置 T1工作方式 1
MOV TH1,#0FFH ；设置计数初值
MOV TL1,#A1H ；
SETB EA ；开中断第 6章 定时中断
SETB ET1 ；定时器 1允许中断
LOOP,SETB TR1 ；定时开始
HERE,SJMP $ ；等待中断
TIMER1,MOV TH1,#0FFH ； T1中断服务程序；重新设置计数初值
MOV TL1,#A1H ；
CPL P1.7
RETI
END ；程序结束第 6章 定时中断例 3：有一自动罐装药粒系统,每瓶罐装药粒 100片,每满一瓶,累加器 A加 1操作,若满 200瓶,向 P1.0输出 0,然后停止计数 。 要求用 定时器 1以工作方式 2计数 。 （ 查询方式 ）
（ 1） 计算计数初值设待求的计数初值为 X,则：
（ 28－ X） ＝ 100
得,X＝ 156＝ 38H，
则,TH1＝ 38H,TL1＝ 38H。
（ 2） TMOD寄存器初始化第 6章 定时中断
M1M0＝ 10,＝ 1,GATE＝ 0
因此,TMOD＝ 60H
（ 3） 程序清单：
ORG 1000H
MOV TMOD,#60H ；设置 T1工作方式
MOV TH1,#38H ；设置计数初值
MOV TL1,#38H
T/C
位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
0 1 1 0 0 0 0 0
第 6章 定时中断
MOV A,#00H
MOV IE,#00H ；禁止中断
SETB TR1 ；启动计数
CHECK,JBC TF1,LOOP ；查询计数溢出
AJMP CHECK
LOOP,INC A
CJNE A,#200,CHECK
CLR P1.0 ；清零 P1.0
CLR TR1 ；停止计数器 1的运行
END ；程序结束第 6章 定时中断例 4 设定时器 /计数器 T0工作于方式 3,TL0和 TH0作为两个独立的 8位定时 /计数器分别产生 250us和 500us的定时中断,使 P1.1
和 P1.2产生 500us和 1000us的方波 。 设晶振频率为 6MHz。
（ 1） 计算计数初值
TL0的计数初值＝ 256－ 250us/2us=131＝ 83H
TH0的计数初值＝ 256－ 500us/2us=06H
因此,TL0＝ 83H,TH0＝ 06H。
（ 2） TMOD寄存器初始化第 6章 定时中断
M1M0＝ 11,＝ 0,GATE＝ 0，
同时设 T1工作于方式 0
因此,TMOD＝ 03H
T/C
位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
0 0 0 0 0 0 1 1
第 6章 定时中断
（ 3） 程序清单：
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH ； T0
AJMP TIMER0
ORG 001BH ； T1
AJMP TIMER1
ORG 1000H
MAIN,MOV TMOD,#03H
MOV TL0,#83H
MOV TH0,#06H
第 6章 定时中断
SETB TR0 ；启动定时器运行
SETB TR1
SETB ET0 ；允许定时 /计数器中断
SETB ET1
SETB EA ；总中断允许
SJMP $ ；等待中断
TIMER0,MOV TL0,#83H
CPL P1.1
RETI
TIMER1,MOV TH0,#06H
CPL P1.2
RETI
END
6.1 定时器 /计数器的结构
6.2 工作模式寄存器和控制寄存器
6.3 定时器 /计数器的四种工作模式
6.4 定时器 /计数器的应用举例第 6章 定时中断
6,1 定时器 /计数器的结构
6.1.1 定时方法概述
1,软件定时
2,硬件定时
3,可编程定时器定时－－可编程定时器 /计数器
2个可编程定时器 /计数器,T0,T1
第 6章 定时中断
6.1.2 定时器 /计数器的结构和原理两个 16位的可编程定时器 /计数器,T0,T1。
定时器 /计数器的 核心是内部的 16位加法计数器,分别用 TH0,TL0和 TH1,TL1表示,在使用时先给加法计数器设定初值,然后加 1计数,直到溢出,计数的次数就是最大值减去初值 。
两个特殊功能寄存器,方式寄存器和控制寄存器 。
第 6章 定时中断第 6章 定时中断
6.1.3 两种工作方式定时器计数器的功能：定时和计数 。
1,计数功能计数：对外部事件进行计数 。
外部事件的发生以输入脉冲表示,因此计数功能的实质就是对外来脉冲进行计数 。 外部输入的脉冲在负跳变时有效,
进行计数器加 1（ 加法计数 ） 。
计数输入端,T0（ P3.4） 和 T1（ P3.5） 。
第 6章 定时中断
1．计数功能定时器 /计数器在每个机器周期的 S5P2期间采样
T0/T1引脚,若采样结果表明上一周期为高电平,下一周期为低电平,则 TL*加 1。 新的计数值在检测到负跳变后的 S3P1期间置入加法计数器 。 由于需要两个机器周期才能识别高电平到低电平的跳变,所以外部计数脉冲的频率应小于 fosc/24,且高电平与低电平的持续时间均不得小于一个机器周期 。
第 6章 定时中断第 6章 定时中断
2,定时功能实现方法：通过计数器的计数实现 。
与计数功能的不同之处,计数脉冲来自单片机的内部,即每个机器周期产生一个计数脉冲,也就是每个机器周期计数器加 1。
一个机器周期 =12个振荡周期,
故,计数频率为振荡频率的 1/12。
若：单片机晶振＝ 6MHz,则计数频率为 0.5MHz，
2微秒计数器加 1.
第 6章 定时中断定时器工作方式的特点：
当定时器 设置了 某种工作方式之后，定时器就会按设定的工作方式独立运行，不再占用 CPU的操作时间,除非定时器计满溢出，才可能中断 CPU当前操作 。
因此,定时器 /计数器是一种可编程部件。
编程,在定时器 /计数器开始工作之前,CPU必须将一些命令
（称为控制字）写入定时器 /计数器，决定 T0,T1的工作方式。
第 6章 定时中断将控制字写入定时器 /计数器的过程叫定时器 /计数器的 初始化 。
初始化内容：
1) 规定 T0,T1的工作方式；
将工作方式控制字写入 TMOD
2)规定 T0,T1的工作状态；
将工作状态控制字写入 TCON
3)赋定时 /计数初值 。
第 6章 定时中断
6.2 工作模式寄存器和控制寄存器
1,定时器控制寄存器 （ TCON,88H）
位地址 8F 8E 8D 8C 8B 8A 89 88
位符号 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
·TR0（ TR1） —— 定时器 T0(T1)运行控制位当 TR0(TR1)＝ 1时,启动定时器开始工作 。
当 GATE＝ 0时,TR0(TR1)置 1,启动定时器开始工作 。
当 GATE=1时,且 INTi*为高电平时,TR0(TR1)置 1启动定时器工作；由软件清零关闭定时器 。
第 6章 定时中断
·TF0（ TF1） —— 计数溢出标志位若 有溢出,TF0（ TF1） ＝ 1
无溢出,TF0（ TF1） ＝ 0
有溢出时,当转向中断服务时,再由硬件自动 清 0。
TF0（ TF1） 的使用方式：
中断方式时,作中断请求标志位来使用,
查询方式时,作查询状态位来使用 。
TF0（ TF1） 也可以用程序置位或清零,例如执行指令 SETB
TF1后 TF1＝ 1。 所以定时器 /计数器 1的中断请求还能用程序安排产生 。
第 6章 定时中断
2,定时器工作方式寄存器 （ TMOD,89H）
作用：设置两个定时器 /计数器工作方式 。
但 TMOD寄存器 不能位寻址,只能用字节传送指令设置其内容 。
位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
T1 T0
M1,M0—— 工作方式选择位 。 可形成 4种编码,对应于四种工作方式 。
第 6章 定时中断
M1 M0 工作方式 功 能 描 述
0 0
0 1
1 0
1 1
方式 0
方式 1
方式 2
方式 3
13位计数器
16位计数器自动重装初值的 8位计数器定时器 0：分成两个 8位计数器定时器 1：停止计数第 6章 定时中断
· — — 定时方式或计数方式选择位
＝ 0 定时工作方式
＝ 1 计数工作方式
·GATE—— 门控位
GATE＝ 0 以运行控制位 TR0（ TR1） 启动定时器
GATE＝ 1 以外中断请求信号 和 TR0（
TR1） 共同启动定时器复位时,TMOD＝ 0。
举例如下：
T/C
T/C
T/C
I N T 1 0I N T 或第 6章 定时中断设 定时器 1为定时工作方式，要求由软件启动定时器 1，
按方式 2工作。定时器 0为计数方式，要求由软件启动定时器 0，按方式 1工作。
MOV TMOD,#25H。
位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE
0
C/T
0
M1
1
M0
0
GATE
0
C/T
1
M1
0
M0
1
第 6章 定时中断
6.3 定时器 /计数器的四种工作模式四种工作方式,即方式 0,方式 1,方式 2和方式 3。
其中,方式 0,1和 2下,T0和 T1的工作方式相同,
方式 3下,两个定时器的工作方式不同 。
6.3.1 方式 0
13位计数结构的工作方式 。
图 6-2是定时器 /计数器 0在工作方式 0下的逻辑结构 。
T1的结构和操作与 T0完全相同 。
第 6章 定时中断图 6-2 T0（或 T1）方式 0结构
TM OD 0
TM OD 1
TM OD 2
TM OD 3
M0
M1
C/T
GA TE
0
0
振荡器 ÷12
T0引 脚
INT O引脚
1
≥1
&
A
B
T H0
(8位 )
T L0
(5位 )
C/T ＝1
C/T ＝0
控制
K
TC ON
中断
TF0
TR0
TM OD
第 6章 定时中断当 GATE＝ 0时,
若 TR0=1,接通计数控制 K,启动 T0在原计数值上加 1计数,直至溢出 。
若 TR0＝ 0,则关断控制开关,停止计数 。
当 GATE＝ 1,且 TR0＝ 1时,
或门,与门全部打开,外信号电平 通过引脚直接开启或关断定时器计数 。
输入 1电平时,允许计数,否则停止计数 。
0INT
第 6章 定时中断由于定时器 /计数器以加 1方式计数，
当定时器 /计数器用于 计数工作 方式时，假定要求的计数长度为 N，则应装入定时器 /计数器的初值
X＝ 213－ N。
在方式 0下，计数的长度范围为 1～ 8192。
第 6章 定时中断当工作于定时状态时,由于定时器 /计数器是计数内部的机器周期,每个机器周期包括 12个振荡周期,若晶振频率为
12MHz,则：
机器周期 Tp＝ 12/晶振频率＝ 12/(12× 106)＝ 1us
若需要的定时时间,Tc，
则需要的机器周期数 N＝ Tc/Tp。
则应装入定时器 /计数器的初值 X＝ 213－ N。
若晶振频率为 12MHz,则当 X＝ 8191时,具有最小的定时时间为 1us；
当 X＝ 0时,具有最大的定时时间为 8192us。
第 6章 定时中断
6.3.2 方式 1
计数器由 TH 8位和 TL8位构成 。
当定时器 /计数器用于计数工作方式时,假定要求的计数长度为 N,则应装入定时器 /计数器的初 值 X＝ 216－ N。
在方式 0下,计数的长度范围为 1～ 65536。
当工作于定时状态时,若需要的定时时间为 Tc,则需要的机器周期数 N＝ Tc/Tp（ Tp＝机器周期 ）,则应装入定时器 /计数器的初值 X＝ 216－ N。
若晶振频率为 12MHz,则当 X＝ 65535时,具有最小的定时时间为 1us；
当 N＝ 65536时,具有最大的定时时间为 65536us≈65ms。
第 6章 定时中断
M0
M1
C/T
GATE
中断
INTO引脚
1
T0引脚振荡器
0
1
≥1 B
&
C/T＝1
A
÷12
C/T＝0
TH0
(8位)
TL0
(8位)
控制
K
TR0
TF0
图 6-3 T0（或 T1）方式 1结构 ――16 位计数器第 6章 定时中断
6.3.3,方式 2
方式 2具有自动重新加载功能,即自动加载计数初值 。
在该工作方式下,把 16位计数器分为两部分,即以 TL作计数器,
以 TH作预置寄存器,初始化时把计数初值分别装入 TL和
TH中 。
当计数溢出时,由预置寄存器 TH以硬件方法 自动给计数器
TL重新加载,继续计数,循环重复 。
第 6章 定时中断当定时器 /计数器用于计数工作方式时,假定要求的计数长度为 N,则应装入定时器 /计数器的初值 X＝ 28－ N。
在方式 0下,计数的长度范围为 1～ 256。
当工作于定时状态时,若需要的定时时间为 Tc,则需要的机器周期数 N＝ Tc/Tp,(Tp为机器周期 ),则应装入定时器 /
计数器的初值 X＝ 28－ N。
若晶振频率为 12MHz，则当 X＝ 255时，具有最小的定时时间为 1us；当 X＝ 0时，具有最大的定时时间为 256us。
第 6章 定时中断图 6-4 T0（或 T1）方式 2结构 ――8 位计数器
GATE
C/T
M1
M0
中断
C/T＝ 1
INTO 引脚
T0引 脚
1
≥1
&
A
B
重新装入
TH1
(8位 )
控制
TR0
振荡器
0
1 ÷12
C/T＝ 0
TH0
(8位 )
TF0
第 6章 定时中断图 6-4 T0（或 T1）方式 2结构 ――8 位计数器第 6章 定时中断
6.3.4,方式 3
前三种工作方式下,T0和 T1的设置和使用是完全相同的 。 但是在工作方式 3下,二者的设置和使用却是不同的,因此要分开介绍 。
（ 1） 在工作方式 3下,T0被拆成两个独立的 8位计数器 TL0和
TH0。 其中 TL0既可以作计数使用，又可以作定时使用。
T0的各控制位、引脚和中断源，即,GATE,TR0,TF0
和 T0（ P3.4）引脚,（ P3.2）引脚全归它使用。
功能和操作与方式 1完全相同，而且逻辑电路结构也很相似
，如图 6-5所示。
T/C 0INT
第 6章 定时中断图 6-5 T0工作方式 3逻辑结构
M0
M1
C/T
GA TE
0
0 振荡器 ÷12
T0引 脚
C/T ＝1
C/T ＝0
INT O引脚
≥1
1
A
&
B
控制控制
T L0
(8位 )
T H0
(8位 )
TR1
TF1
TF0
TR0
中断中断第 6章 定时中断而此时 TH0只可用作简单的定时器使用 。 而且由于 T0的控制位已被 TL0独占,因此只好借用定时器 /计数器 1的控制位
TR1和 TF1,即以计数溢出去置位 TF1,而定时的启动和停止则受 TR1的状态控制 。
由于 TL0既能作定时器使用也能作计数器使用，而 TH0
只能作定时器使用，却不能作计数器使用。因此，在工作方式 3下，定时器 /计数器 0可以构成两个定时器或一个定时器和一个计数器。
第 6章 定时中断
TH1
(8位)
TL1
(8或5位)
12分频 OSC
C/T＝0
C/T＝1
T1(P3.5)
串行口串行口
TH1
(8位)
TL1
(8位)
12分频
C/T＝0
C/T＝1
T1(P3.5)
OSC
重装入
（ 2） 工作方式 3下的定时器 /计数器 1
如果 T0已工作在工作方式 3,则 T1只能工作在方式 0,1或方式 2下,因为它的运行控制位 TR1及计数溢出标志位 TF1已被 T0借用,如图 6-6所示 。
第 6章 定时中断
TH1
(8位)
TL1
(8或5位)
12分频 OSC
C/T＝0
C/T＝1
T1(P3.5)
串行口串行口
TH1
(8位)
TL1
(8位)
12分频
C/T＝0
C/T＝1
T1(P3.5)
OSC
重装入此时,T1通常是作为串行口的波特率发生器使用,以确定串行通信的速率 。 因为已经没有计数溢出标志位 TF1可供使用,因此只能把计数溢出直接送给串行口 。 若将 T1强行设置为模式 3,就会使 T1立即停止工作 。
第 6章 定时中断
6.4 定时器 /计数器的应用举例主要任务,编程 。
编程时应注意的问题：
1.能正确写入控制字 （ 即初始化定时器 /计数器 ）
2.会进行定时 /计数初值的计算 。
第 6章 定时中断定时器 /计数器的初始化：
(1)主要是设置 4个特殊功能寄存器的值,TMOD、
TCON,TL0(TL1）,TH0(TH1)。它们都只能字节寻址进行设置。
(2)设置定时器中断的开放、禁止和优先级，直接对 IE和 IP赋值。
SETB ET
SETB EA
CLR ET
(3) 启动定时器 /计数器工作，即写入 TCON，可字节寻址，也可位寻址。
第 6章 定时中断写入控制字的次序：
1,把 工作方式控制字写入 TMOD寄存器；
2,把 定时 /计数初值装入 TL0,TH0（ 或 TL1,TH1）
3,置位 TR0（ 或 TR1） 以启动计数
4,置位 ET0（ 或 ET1） 允许定时器 /计数器中断 （ 如果需要 ） ；
5,置位 EA使 CPU开放中断 。
第 6章 定时中断定时器 /计数器初值的计算：
计数初值＝最大计数值－需要计数的值最大计数值在不同工作方式下是不同的,
方式 0为,8192
方式 1为,65536
方式 2为,256
方式 3为,256
第 6章 定时中断例 1：设单片机晶振频率 fosc＝ 6MHz,使用定时器 1以方式 0
产生周期为 500us的等宽正方波脉冲,并由 P1.7输出 。 以查询方式完成 。
（ 1） 计算计数初值实现正方波脉冲的方法,P1.0端以 250us为周期交替输出高低电平 。
则,定时时间应为 250us。
若晶振为 6MHz,则一个机器周期＝ 2us。
设待求的计数初值为 X,则：
（ 213－ X） × 2us＝ 250us
得,X＝ 8067＝ 11111100 00011B
TH1＝ FCH,TL1＝ 03H。
第 6章 定时中断
（ 2） TMOD寄存器初始化
T1在方式 0下,M1M0＝ 00；
定时功能,应 使 ＝ 0；
实现 T1的运行控制,则 GATE＝ 0。
所以,TMOD＝ 00H。
（ 3） 由定时器控制寄存器 TCON中的 TR1位控制定时的启动和停止,则 TR1＝ 1,启动； TR1＝ 0,停止 。
T/C
位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
0 0 0 0 0 0 0 0
第 6章 定时中断
（ 4） 程序清单：
ORG 1000H
MOV TMOD,#00H ；设置 T1工作方式 0
MOV TH1,#0FCH ；设置计数初值
MOV TL1,#03H
MOV IE,#00H ；禁止中断
SETB TR1 ；启动 T1运行
SETB P1.7 ；高电平
LOOP,JB TF1,LOOP1 ；查询计数溢出
AJMP LOOP
第 6章 定时中断
LOOP1,MOV TH1,#0FCH ；重新设置计数初值
MOV TL1,#03H ；
CLR TF1 ；计数溢出标志位清零
CPL P1.7 ；输出取反
AJMP LOOP ；重复循环
END ；程序结束第 6章 定时中断例 2：设单片机晶振频率 fosc＝ 6MHz,使用 定时器 1以方式 1产生周期为 500us的等宽正方波脉冲,并由 P1.7输出 。 以中断方式完成 。
（ 1） 计算计数初值设待求的计数初值为 X,则：
（ 216－ X） × 2us＝ 250us
得,X＝ 65411＝ FFA1H，
则,TH1＝ FFH,TL1＝ A1H。
（ 2） TMOD寄存器初始化第 6章 定时中断位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
0 0 0 1 0 0 0 0
M1M0＝ 01,C/T ＝ 0,GATE＝ 0
所以,TMOD＝ 10H
第 6章 定时中断
（ 3） 程序清单：
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 001BH
AJMP TIMER1
ORG 1000H
MAIN,MOV TMOD,#10H ；设置 T1工作方式 1
MOV TH1,#0FFH ；设置计数初值
MOV TL1,#A1H ；
SETB EA ；开中断第 6章 定时中断
SETB ET1 ；定时器 1允许中断
LOOP,SETB TR1 ；定时开始
HERE,SJMP $ ；等待中断
TIMER1,MOV TH1,#0FFH ； T1中断服务程序；重新设置计数初值
MOV TL1,#A1H ；
CPL P1.7
RETI
END ；程序结束第 6章 定时中断例 3：有一自动罐装药粒系统,每瓶罐装药粒 100片,每满一瓶,累加器 A加 1操作,若满 200瓶,向 P1.0输出 0,然后停止计数 。 要求用 定时器 1以工作方式 2计数 。 （ 查询方式 ）
（ 1） 计算计数初值设待求的计数初值为 X,则：
（ 28－ X） ＝ 100
得,X＝ 156＝ 38H，
则,TH1＝ 38H,TL1＝ 38H。
（ 2） TMOD寄存器初始化第 6章 定时中断
M1M0＝ 10,＝ 1,GATE＝ 0
因此,TMOD＝ 60H
（ 3） 程序清单：
ORG 1000H
MOV TMOD,#60H ；设置 T1工作方式
MOV TH1,#38H ；设置计数初值
MOV TL1,#38H
T/C
位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
0 1 1 0 0 0 0 0
第 6章 定时中断
MOV A,#00H
MOV IE,#00H ；禁止中断
SETB TR1 ；启动计数
CHECK,JBC TF1,LOOP ；查询计数溢出
AJMP CHECK
LOOP,INC A
CJNE A,#200,CHECK
CLR P1.0 ；清零 P1.0
CLR TR1 ；停止计数器 1的运行
END ；程序结束第 6章 定时中断例 4 设定时器 /计数器 T0工作于方式 3,TL0和 TH0作为两个独立的 8位定时 /计数器分别产生 250us和 500us的定时中断,使 P1.1
和 P1.2产生 500us和 1000us的方波 。 设晶振频率为 6MHz。
（ 1） 计算计数初值
TL0的计数初值＝ 256－ 250us/2us=131＝ 83H
TH0的计数初值＝ 256－ 500us/2us=06H
因此,TL0＝ 83H,TH0＝ 06H。
（ 2） TMOD寄存器初始化第 6章 定时中断
M1M0＝ 11,＝ 0,GATE＝ 0，
同时设 T1工作于方式 0
因此,TMOD＝ 03H
T/C
位序号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
0 0 0 0 0 0 1 1
第 6章 定时中断
（ 3） 程序清单：
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH ； T0
AJMP TIMER0
ORG 001BH ； T1
AJMP TIMER1
ORG 1000H
MAIN,MOV TMOD,#03H
MOV TL0,#83H
MOV TH0,#06H
第 6章 定时中断
SETB TR0 ；启动定时器运行
SETB TR1
SETB ET0 ；允许定时 /计数器中断
SETB ET1
SETB EA ；总中断允许
SJMP $ ；等待中断
TIMER0,MOV TL0,#83H
CPL P1.1
RETI
TIMER1,MOV TH0,#06H
CPL P1.2
RETI
END
