單片機成長之路（51基礎篇） - 014 定時器/計數器

一.定時器的結構

　　定時器功能由TO和T1，以及他們的工做方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON等組成。內部經過總線與CPU相連。定時器T0和T1各由2個8位特殊功能寄存器TH0，TL0與TH1，TL1構成。工做方式寄存器TMOD用於設置定時器的工做模式和工做方式。控制寄存器TCON用於啓動和中止定時器的計數，並控制定時器的狀態。定時器的工做方式、啓動、中止、溢出標誌、計數器等都是可編程的，經過設置寄存器TMOD，TCON，TH0，TL0，TH1和TL1實現。TH0和TL0存放定時器T0的初值或計數結果。TH0存放高8位，TL0存放低8位；TH1和TL1存放定時器T1的初值或計數結果。TH1存放高8位，TL1存放低8位。

二.　MCS－51單片機控制字詳解–TMOD T2MOD

　　1.工做方式寄存器TMOD

　　TMOD(89H)格式如圖：

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

　　　　（1）GATE爲門控位。

　　　　　　GATE=0時，定時器的啓動不受到外部中斷請求信號的影響。通常狀況下GATE=0。

　　　　　　GATE=1時，T0的啓動受INT0端口（P3.2引腳）信號控制，T1的啓動受T1端口（P3.3引腳）信號控制，只有當外部中斷信號NT0和NT1爲高電平的時，才能啓動定時器。

　　　　（2）M1，MO爲工做方式選擇位。
　　　　（3）C/T爲計數器模式和定時器模式選擇位。

　　　　　　C/T=0時(內部時鐘計數器)，定時器模式。
　　　　　　C/T=1時(外部電平計數器)，計數器模式。

　　2.特殊功能寄存器TCON

　　TCON格式

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

低4位中斷有關，高4位的功能以下：
（1）TF1，TF0爲計數溢出標誌位。
　　定時器T0或T1計數溢出時，由硬件自動將此位置1。
　　TFx能夠由程序查詢，也是定時中斷的請求源。
（2）TR1，TR0爲計數運行控制位。
　　TRx=1時，啓動定時器/計數器工做。
　　TRx=0時，中止定時器/計數器工做。
定時器工做方式
　　MCS-51的定時器T0有4種工做方式，即方式0、方式一、方式二、方式3。
　　MCS-51的定時器T1有3種工做方式，即方式0、方式一、方式2。
1.方式0
　　在這種方式下，16位寄存器TH1和TL1只用13位，由TH1的8位和TL1的低5位組成。TL1的高3位不定。
方式0定時時間爲

（213-初值）×振盪週期×12

例如，若晶振頻率爲12MHz，則最長的定時時間爲（28-0）×（1/12）×12us=8.191msA
2.方式1
　　在這種方式下，16位寄存器TH1和TL1爲16位的計數器，除位數外，其餘與方式0相同。
方式1定時時間爲

（216-初值）×振盪週期×12

例如，若晶振頻率爲12MHz，則最長的定時時間爲
（26-0）×（1/12）×12uS=65.536ms
3.方式2
　　THx做爲常數緩衝器，當TLx計數溢出時，在置1溢出標誌TFx的同時，還自動的將THx中的初值送至TLx，使TLX從初值開始從新計數。
方式2定時時間爲

（28-初值）×振盪週期×12

例如，若晶振頻率爲12MHz，則最長的定時時間爲
（22-0）×（1/12）×121S=0.256ms
4.方式3
　　T0在方式3時被拆成2個獨立的8位計數器，即TH0和TL0。
　　當T0處於方式3時，T1仍可設置爲方式0、方式1和方式2。因爲TR1，TF1和T1的中斷源都已被定時器TO佔用，因此定時器T1僅有控制位C/T來決定其工做在定時方式或計數方式。當計數器計滿溢出時，不能置位TF1，而只能將輸出送往串口。因此，此時定時器T1通常用做串口的波特率發生器，或不須要中斷的場合。
定時器編程步驟
MCS-51單片機的定時器/計數器是可編程的，具體步驟以下。
　　（1）對TMOD賦值，以肯定定時器的工做模式。

　　　　計算初值的方法以下。　　　　設計數器的最大值爲M，則置入的初值X爲：計數方式X=M一計數值　　　　定時方式由（M-X）T=定時值，得X=M-定時值/T　　　　T爲計數週期，是單片機的機器週期。　　　　方式1時，M=216=65536。方式2和3時，M=20=256。　　　　例如：機器時鐘頻率爲12MHz，機器週期爲1us時。　　　　若工做在方式0，則最大定時值爲23×1us=8.192ms。　　　　若工做在方式1，則最大定時值爲216×1us=65.536ms。　　（2）置定時/計數器初值，直接將初值寫入寄存器的THO，TLO或TH1，TL1。　　（3）對TCON寄存器中的TRO或TR1置位，啓動定時/計數器，置位之後，計數器即按規定的工做模式和初值進行計數或開始定時。　　（4）查詢溢出標誌TFx的狀態，決定是否中止定時/計數器。