定时/计数器应用
1.定时/计数器的初始化
由于定时/计数器的功能是由软件编程确定的，所以一般在使用定时/计数器前都要对其进行初始化，使其按设定的功能工作。初始化的步骤一般如下：
（1）确定工作方式（即对TMOD赋值）。
（2）预置定时或计数的初值（可直接将初值写入TH0、TL0或TH1、TL1）。
（3）根据需要开放定时/计数器的中断（直接对IE位赋值）。
（4）启动定时/计数器（若用软件启动，则可把TR0或TR1置“1”；若由外中断引脚电平启动，则需给外引脚步加启动电平。当实现了启动要求后，定时器即按规定的工作方式和初值开始计数或定时）。
2.方式0和方式1的应用
方式1与方式0基本相同，只是方式1为16位计数器，而方式0为13位计数器。
【例5-5】利用定时器定时，使P1.0引脚输出周期为2ms的方波，设单片机晶振频率为6MHz，试编写程序实现。
解：（1）确定设计方案。输出2ms的方波可由间隔1ms的高低电平相间而成，因而只要每隔1ms对P1.0取反一次即可得到这个方波。
（2）选择定时器，确定工作方式。由于机器周期=12÷6MHz=2μs，设1ms需要计数值为N，则N=1ms÷2μs=500次，可采用方式0或方式1，这里假设采用T0工作于方式0实现1ms的定时。
TMOD初始化：TMOD=00000000B=00 H
（GATE=0，
M1=0，M0=0，T1不用，对应TMOD的高4为均置0）
（3）预置T0的计数初值。T0的初值X为
X=213-500=8192-500=7692=1E0CH=1111000001100B
将此13位计数初值的高8位赋给TH0，低5位赋给TL0的低5位，即TH0=11110000B=0F0H，TL0=00001100B=0CH（高3位取0）。
（4）定时器中断控制。IE初始化：开放CPU中断，置EA=1，允许定时器T0中断，置ET0=1。
（5）启动定时器。TCON初始化：置TR0=1，启动T0工作。
程序清单如下：
【例5-6】已知某生产线的传送带上不断地有产品单向传送，产品之间有足够大间隔。使用光电开关统计一定时间内的产品个数。假定HL1红灯灭时停止统计，HL1红灯亮时才在上次统计结果的基础上继续统计，如图5-8所示，试用单片机完成该项产品的计数任务。
图5-8 传送带产品计数原理图
解：方案分析：图5-8中，当灯控开关S闭合时，HL1红灯亮，表示开始计数。光电开关VT的输入端加电信号使发光源HL2发光，此光照射到VT的受光器上后，因光电效应而产生了光电流，由受光器输出端引出，产生回路，从而在T1的外部输入引脚检测到高电平；当传输带上有产品通过时，产品对光束起到了遮挡的作用，因此受光器输出端不能产生回路，从而在T1的外部输入引脚检测到低电平。利用计数器的外部启动方式。便可以实现传送带产器计数。
（1）确定设计方案。如题所述，利用单片机定时器/计数器T1的方式1完成该项产品的计数任务。
（2）确定工作方式。T1作计数器，工作在方式1，采用外部启动方式，即门控位设为1，红灯HL1亮
时进行计数。
TMOD初始化：TMOD=11010000B=D0H
（3）预置定时或计数的初值。任务是统计产品数量，可设计数器初始值为0；TH0=00H，TL0=00H。
（4）定时器中断控制。T1在方式1时，溢出产生中断，且计数器回零，故在中断服务程序中，需用R0计数中断次数，以保护累积计数结果。
IE初始化：总中断允许EA置1，定时器T1中断允许ET1置1。
（5）启动定时器。TCON初始化：启动位TR1置1。
程序清单如下：
【例5-7】设单片机时钟频率为6MHz，试编写定时1s的程序。
解：（1）确定设计方案。利用单片机定时器/计数器的定时功能实现1s的延时。采用循环程序法，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。
（2）选择定时器，确定工作方式。选用T0作定时器，工作方式为1。
TMOD初始化：TMOD=00000001B=01H
（3）由于晶振频率为6MHz，一次计数的时间为2μs，因此需要计数50000次，才能完成100ms的定时，因此定时器初值X=65536-50000=15536=3CB0H，即TL0=0B0H，TH0=3CH。
（4）定时器中断控制。IE初始化：总中断允许位EA置1，定时器T0中断允许位ET0置1。
（5）启动定时器。TCON初始化：TR0置1，启动T0工作。
程序清单如下：
中断服务程序如下：
3.方式2的应用
方式2是定时器自动重新装载的操作方式，工作过程与方式0、方式1基本相同，只不过在溢出的同时，将8位二进制初值自动重新装载，即在中断服务子程序中，不需要编程赋初值。定时器T1工作在方式2时，可直接用作串行口波特率发生器。
【例5-8】使用定时器T0以工作方式2定时，在P1.0输出周期为200μs的连续方波脉冲，已知晶振频率fosc=6MHz。
解：（1）计算计数初值X。6MHz晶振频率下，一个机器周期为2μs，以TH0作重装载的预置寄存器，TL0作8位计数器，则：
（28-X）×12×1/6=100
得X=206=11001110B=CEH。把CEH分别装入TH0和TL0中。
（2）TMOD初始化：T0设定为方式2，则M1M0=10；为实现定时功能，
软件启动定时器，GATE=0。定时器/计数器T1不用，有关位设定为0，因此TMOD寄存器初始化为0000 0010，即：02 H。
（3）由定时器控制器TCON中的TR0位控制定时的启动和停止，TR0=1启动，TR0=0停止。
（4）若使用中断方式，应开中断，EA位和ET0位置“1”；若使用查询方式，则关中断。
查询方式程序清单如下：
中断方式程序清单如下：
【例5-9】利用定时器T1的方式2对外部信号计数，要求每计满100次对P1.0端取反。
解：（1）计算计数初值X。
X=28-100
得 X=256-100=156=9CH
（2）方式字。
TMOD=0110****B=60H
中断方式程序清单如下：
4.方式3的应用
当定时器T0工作在方式3时，TH0和TL0分别是2个独立的8位定时器/计数器，且TH0占用定时器T1的溢出中断标志TF1和运行控制位TR1。
【例5-10】设某用户系统中已使用了两个外部中断源，并置定时器T1工作在方式2，作串行口波特率发生器用。现要求再增加一个外部中断源，并由P1.0输出一个5kHz的方波，设fosc=12MHz。
分析：本例目的有两个：①增加一个外部中断；②使P1.0输出一个方波。而给定的条件是：①两个外部中断源已被使用；②定时器T1已用于串行口波特率发生器。因此，利用定时/计数器T0，使之工作在方式3，其中TL0用于扩展外部中断源，TH0作定时器使用，以输出方波。
（1）设置初值。
1）要使TL0作为外部中断源使用，则置TL0为FFH，这样，只要T0的外部输入引脚来一个负跳变，就使TL0计数加1而溢出，从而向CPU发出中断请求。其功能与外部中断相同。
2）因为输出方波频率为5kHz，故方波周期为200μs，用TH0产生100μs的定时，故TH0的初值
（2）设定T0工作方式：令T0工作于方式3，TL0为计数方式；令T1工作于方式2，定时方式。因此TMOD设置如下：
TMOD=00100111B=27 H
程序清单如下：
5.GATE门控位的应用
GATE门控位用于设置定时/计数器的启动方式，GATE=1为外部启动方式，这时定时/计数器的启动受到两种信号的控制：TRi和外部中断输入引脚
的控制；GATE=0为软件启动方式，这时只需TRi（i=0，1），就能启动定时/计数器。
【例5-11】要求利用MCS-51单片机测量脉冲信号高电平以及低电平持续的时间。设脉冲高电平（计数）长度值存于21H、20H中，低电平长度存于23H、22H中。电路连接如图5-9所示。
图5-9 脉冲信号测量电路图
分析：本例利用GATE功能来测量脉冲参数。当GATE=1时，为外部启动方式，这时定时/计数器的启动受到两种信号的控制：TRi和外部中断输入引脚
的控制。现利用T0来测量脉冲高电平持续的时间，利用T1来测量低_电平持续的时间。只要在程序中置TRi为1，做好启动准备，一旦外部中断输入引脚
变成高电平，即可实现定时器的启动。在程序中不断检测输入脉冲的电平变化，由软件控制TRi为0，使得定时器停止计数。如果让定时器的初值设为0，那么从启动到停止，经过的时间即为脉冲信号持续的时间。因此，保留在定时计数器THi、TLi上的数据就是脉冲电平的长度。
程序清单如下：
