控制理论基础 (ii)

School of Mechanical & Power Engineering 上海交通大学机械与动力工程学院

控制理论基础 (II) 第十四章单片机的定时器

控制理论基础控制理论基础 (II)(II)

交交通通大大学学精精品品课课程程系系列列20072007

课程负责人：杨汝清教授课程负责人：杨汝清教授

曹其新教授曹其新教授

顾问：王显正教授顾问：王显正教授



13.1 定时器 / 计数器介绍

13.2 程序分析

13.3 加法定时器 / 计数器

13.4 方式寄存器 TMOD

13.5 TCON 控制寄存器

13.7 定时器 / 计数器的定时 / 计数范围

13.6 定时器 / 计数器逻辑结构框图

13.8 例子


控制理论基础 (II) 第十四章单片机的定时器13.1 定时器 / 计数器介绍

作用：定时、计数、波特率发生器；主要特性：• 具有两个可编程的定时 / 计数器 T0/C0 T1/C1;• 每个定时器 / 计数器都有 4 种工作方式；• 任一定时器 / 计数器在定时 / 计数到后可由程序安排

产生中断。结构：• 加法计数器 TL （低 8 位）、 TH （高 8 位）寄存器；• TMOD 方式寄存器• TCON 控制寄存器



• MAIN ： MOV P1 ， #0FFH• LCALL DELAY• MOV P1 ， #00H• LCALL DELAY• LJMP MAIN

• DELAY ： MOV R7 ， #250• D1 ： MOV R6 ， #250• D2 ： DJNZ R6 ， D2• DJNZ R7 ， D1• RET• END

13.2 程序分析



• 这段程序和前面做过的程序比较，只有两处不一样：• 第 1 ：原来是 SETB P1.0 ，现在改为 MOV P1 ， #0

FFH ，第 2 ：原来是 CLR P1.0 ，现在改为 MOV P1.0 ， #00H 。

• 从中可以看出， P1 是 P1.0…7 的全体的代表，一个P1 就表示了所有的这八个管脚了。当然用的指令也不一样了，是用 MOV 指令。为什么用这条指令？

• 我们把 P1 作为一个整体，就把它当作是一个存储器的单元，对一个单元送进一个数可以用 MOV 指令。

•如果在上述延时期间有中断产生 , 定时将不准确 ,因此必须用定时器中断 .



13.3 加法定时器 / 计数器• 作为定时器时，加法器对内部机器周

期脉冲计数；• 作为计数器时，加法器对芯片引脚 P3.

3/P3.4 输入的外部脉冲计数（下降沿），加法器的初始值可由程序设定，设置不同值，定时 / 计数值就不同并加法器的内容可用程序读到 CPU 中。



13.4 方式寄存器 TMOD

• 作用：用来选择定时器 / 计数器的工作方式；

格式 : 0 方式 13 位定时 / 计

数1 方式 16 位定时计数2 方式 8 位自动装载

计数定时3 方式 T0 分为两个 8 位的定时计数

GATE C0/T0 M1 M0

门控位

功能选择工作方式选择


控制理论基础 (II) 第十四章单片机的定时器13.5 TCON 控制寄存器

当计数溢出后 TF1 （ 0 ）就由 0 变为 1 。TR0 （ 1 ）要为 1 ，开关才能合上，脉冲才能过来。可用指令 SETB 来置位以启动计数器 / 定时器运行，用指令 CLR 来复位。

• 作用：控制 T0/C0 、 T1/C1 的运行；• 格式：



13.6 定时器 / 计数器逻辑结构框图



0 工作方式：1 、由 TL 的低 5 位与 TH 高 8 位构成 13 位 T/C ；可用程序将 0 ～ 8191 的某一数据送入 TL 、 TH 作为初始值，加法器溢出后，必须重新对 TL/TH 赋初始值。2 、作为计数器时，外部计数脉冲的频率小于 1/24fosc并且高、低电平的宽度大于一个机器周期；3 、定时时间由 T=(8192-X)Tcy 决定，计数值由 C=(8192-X) 决定；

13.7 定时器 / 计数器的定时 / 计数范围



• 预置值计算：用最大计数量减去需要的计数次数即可。

• 工作方式 1 ： 16 位定时 / 计数方式，因此，最多可以计到 2 的 16次方，也就是65536次。

• 工作方式 2 和工作方式 3 ，都是 8 位的定时 / 计数方式，因此，最多可以计到 2的 8次方，也说是 256次。



13.8 例子• 例 1 ：流水线上一个包装是 12盒，

要求每到 12盒就产生一个动作，用单片机的工作方式 0 来控制，应当预置多大的值呢？

8192-12=8180



• 例 2 若 GATE＝ 1 ，此时仅当 TR=1 并且 P3.2或 P3.3＝ 1 ， T/C 才能工作。利用此特点可用来测量 P3.3或 P3.2 引脚上出现的正脉冲宽度。



• 例 3 假设单片机晶振的频率 Fosc 为6MHz,使用定时器 1 以方式 0 产生周期为 500微妙的等宽正方波脉冲 , 并由 P1.0 输出。以查询方式完成。


控制理论基础 (II) 第十四章单片机的定时器分析

• 1 ）计算记数初值 X• （ 2^13-X ） * 一个机器周期 =250*10^-6• X=8067 ->1111110000011• TH1=FCH TL1=03H• 2) TMOD 初始化• 方式 0: M0M1=00• 定时： C/T=0• GATE=0• TMOD=00H



• 3) TCON 中的 TR1 启动或停止



程序• MOV TOMD,#00H

• MOV TH1,#0FCH

• MOV TL1, #03H

• MOV IE, #00H ; 中断系统处于禁止状态• SETB TR1

• LOOP : JBC TF1, LOOP1



AJMP LOOP

LOOP1: MOV TH1,#FCH

MOV TL1,#03H

CLR TF1

CPL P1.0

AJMP LOOP



例 4 定时 / 计数器的应用P1.7

P1.0

T1

+5V

P1.7 1S 1S



当 fosc 为 6MHz时， Tcy＝ 2us则各工作方式的最大的定时时间为：8 位 :2 的 8次方×2＝ 512us ；13 位 : T=16.384ms16位 : T=131.072ms

定时器工作方式的选择



0 1 1 0 0 0 0 1TMOD

计数方式 2 定时方式 1

采用复合方式。即 T0 设成定时时间为 100毫秒，当定时时间到后将 P1.0取反，再加到 T1 作为计数脉冲。一个脉冲周期为 100ms+100ms故计数 5 个脉冲即为 1秒，此时将 P1.7取反一次。



GATE C0/T0 M1 M0

门控位

功能选择工作方式选择

回忆一下 TMOD

0 方式 13 位定时 / 计数1 方式 16 位定时计数2 方式 8 位自动装载

计数定时3 方式 T0 分为两个 8 位的定时计数



定时 / 计数初始值的计算与装入T0 、 T1 的初始值按补码计算；对于 T0 的初始值 X1 的公式 (2 的 16次方－ X1)*2us=100ms

X1=15536=3CB0H

TL=B0H TH=3CH

对于 C1 的初始值 X2 的公式（ 2 的 8次方－ X2)=5

X2=251=FBH TL1=TH1=FBH



• 习题 :

• 1 写出例 4 程序 .



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