单片机成长之路（51基础篇） - 014 定时器/计数器

一.定时器的结构

　　定时器功能由TO和T1，以及他们的工做方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON等组成。内部经过总线与CPU相连。定时器T0和T1各由2个8位特殊功能寄存器TH0，TL0与TH1，TL1构成。工做方式寄存器TMOD用于设置定时器的工做模式和工做方式。控制寄存器TCON用于启动和中止定时器的计数，并控制定时器的状态。定时器的工做方式、启动、中止、溢出标志、计数器等都是可编程的，经过设置寄存器TMOD，TCON，TH0，TL0，TH1和TL1实现。TH0和TL0存放定时器T0的初值或计数结果。TH0存放高8位，TL0存放低8位；TH1和TL1存放定时器T1的初值或计数结果。TH1存放高8位，TL1存放低8位。

二.　MCS－51单片机控制字详解–TMOD T2MOD

　　1.工做方式寄存器TMOD

　　TMOD(89H)格式如图：

位序	B7	B6	B5	B4	B3	B2	B1	B0
位符号	GATE	C/T	M1	M0	GATE	C/T	M1	M0

　　　　（1）GATE为门控位。

　　　　　　GATE=0时，定时器的启动不受到外部中断请求信号的影响。通常状况下GATE=0。

　　　　　　GATE=1时，T0的启动受INT0端口（P3.2引脚）信号控制，T1的启动受T1端口（P3.3引脚）信号控制，只有当外部中断信号NT0和NT1为高电平的时，才能启动定时器。

　　　　（2）M1，MO为工做方式选择位。
　　　　（3）C/T为计数器模式和定时器模式选择位。

　　　　　　C/T=0时(内部时钟计数器)，定时器模式。
　　　　　　C/T=1时(外部电平计数器)，计数器模式。

　　2.特殊功能寄存器TCON

　　TCON格式

位地址	8F	8E	8D	8C	8B	8A	89	88
位符号	TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0

低4位中断有关，高4位的功能以下：
（1）TF1，TF0为计数溢出标志位。
　　定时器T0或T1计数溢出时，由硬件自动将此位置1。
　　TFx能够由程序查询，也是定时中断的请求源。
（2）TR1，TR0为计数运行控制位。
　　TRx=1时，启动定时器/计数器工做。
　　TRx=0时，中止定时器/计数器工做。
定时器工做方式
　　MCS-51的定时器T0有4种工做方式，即方式0、方式一、方式二、方式3。
　　MCS-51的定时器T1有3种工做方式，即方式0、方式一、方式2。
1.方式0
　　在这种方式下，16位寄存器TH1和TL1只用13位，由TH1的8位和TL1的低5位组成。TL1的高3位不定。
方式0定时时间为

（213-初值）×振荡周期×12

例如，若晶振频率为12MHz，则最长的定时时间为（28-0）×（1/12）×12us=8.191msA
2.方式1
　　在这种方式下，16位寄存器TH1和TL1为16位的计数器，除位数外，其余与方式0相同。
方式1定时时间为

（216-初值）×振荡周期×12

例如，若晶振频率为12MHz，则最长的定时时间为
（26-0）×（1/12）×12uS=65.536ms
3.方式2
　　THx做为常数缓冲器，当TLx计数溢出时，在置1溢出标志TFx的同时，还自动的将THx中的初值送至TLx，使TLX从初值开始从新计数。
方式2定时时间为

（28-初值）×振荡周期×12

例如，若晶振频率为12MHz，则最长的定时时间为
（22-0）×（1/12）×121S=0.256ms
4.方式3
　　T0在方式3时被拆成2个独立的8位计数器，即TH0和TL0。
　　当T0处于方式3时，T1仍可设置为方式0、方式1和方式2。因为TR1，TF1和T1的中断源都已被定时器TO占用，因此定时器T1仅有控制位C/T来决定其工做在定时方式或计数方式。当计数器计满溢出时，不能置位TF1，而只能将输出送往串口。因此，此时定时器T1通常用做串口的波特率发生器，或不须要中断的场合。
定时器编程步骤
MCS-51单片机的定时器/计数器是可编程的，具体步骤以下。
　　（1）对TMOD赋值，以肯定定时器的工做模式。

　　　　计算初值的方法以下。　　　　设计数器的最大值为M，则置入的初值X为：计数方式X=M一计数值　　　　定时方式由（M-X）T=定时值，得X=M-定时值/T　　　　T为计数周期，是单片机的机器周期。　　　　方式1时，M=216=65536。方式2和3时，M=20=256。　　　　例如：机器时钟频率为12MHz，机器周期为1us时。　　　　若工做在方式0，则最大定时值为23×1us=8.192ms。　　　　若工做在方式1，则最大定时值为216×1us=65.536ms。　　（2）置定时/计数器初值，直接将初值写入寄存器的THO，TLO或TH1，TL1。　　（3）对TCON寄存器中的TRO或TR1置位，启动定时/计数器，置位之后，计数器即按规定的工做模式和初值进行计数或开始定时。　　（4）查询溢出标志TFx的状态，决定是否中止定时/计数器。