51單片機的定時器/計數(shù)器工作原理

MCS-51系列單片機有兩個定時器/計數(shù)器： T0和T1，可以用來對外部信號計數(shù)或者對外部設(shè)備進行定時控制。通常計數(shù)功能由外部中斷引腳輸入信號而發(fā)生計數(shù)，定時功能是由內(nèi)部寄存器發(fā)生的工作事件。
基礎(chǔ)知識：
1.計數(shù)：對某一事件的統(tǒng)計，以1為單位進行累加。
2.計數(shù)器的容量：計數(shù)器的計數(shù)是有容量的限制，T0和T1都是由2個8位寄存器組成（TH0和TL0）。MCS-51單片機有四種工作模式，不同的工作模式，計數(shù)的容量不同：模式0——13位；模式1——16位；模式2——8位；模式3——8位。當(dāng)計數(shù)器計數(shù)溢出時，則會發(fā)出請求CPU，CPU中斷處理。
3.定時：定時器/計數(shù)器處于定時模式時，需要與外部斷開連接，即由內(nèi)部時鐘產(chǎn)生計時信號。每個脈沖產(chǎn)生多長時間的定時時間，與單片機本身的震蕩頻率相關(guān)。比如振蕩器產(chǎn)生12MHZ的時鐘脈沖信號，經(jīng)過12分頻后產(chǎn)生1MHz的脈沖信號，得到每個脈沖信號定時時間是1微秒。定時器工作在模式0時，可以定時65536微秒。
定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)及工作原理
1.定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)
T0由TH0和TL0組成；T1由TH1和TL1組成。二者均為16位計數(shù)器，以1為單位累加。
除此之外還有TCON以及TMO寄存器，分別控制定時器/計數(shù)器的啟動、停止和工作方式。
定時器/計數(shù)器通過內(nèi)部總線將控制信號發(fā)送給CPU。
2.定時器/計數(shù)器的工作原理
計數(shù)模式：與外部引腳INT0或者INT1連接，當(dāng)引腳的信號由1跳變到0時，計數(shù)器加1，直至溢出。
定時模式：晶振產(chǎn)生的信號經(jīng)過12分頻后，作為定時器的定時脈沖信號，直至溢出。
定時器/計數(shù)器的控制
定時器/計數(shù)器只有在TMOD和TCON設(shè)置好的前提下，才能快樂的定時或者計數(shù)。
定時器/計數(shù)器的方式控制寄存器（TMOD）：主要功能控制T0和T1的工作方式。對于工作方式的控制：控制M1、M0進行組合的四種工作方式；C/T：控制定時器/計數(shù)器的工作模式在定時還是計數(shù)。定時器/計數(shù)器控制寄存器（TCON）：接收各種中斷源送來的請求信號，同時對定時器/計數(shù)器進行啟動和停止控制。
TR0和TR1時啟動相應(yīng)的定時器；TF0和TF1是溢出標志。

定時器/計數(shù)器的工作方式：
1.工作方式0（M1M0=00）
以定時器/計數(shù)器T1為例。由TL1的低5位+TH1的高8位組成，當(dāng)7溢出時，TCON寄存器的TF1=1，表示溢出。
如何啟動定時器模式？TMOD的C/T=0
如何啟動計數(shù)器模式？TMOD的C/T=1，當(dāng)外部中斷引腳（INT0、INT1）發(fā)生負跳變時，計數(shù)器加1.
如何啟動定時器或者計數(shù)器？GATE=0，只需要啟動TR0或者TR1即可；若是GATE=1，需要INT0或者INT1為高電平（高電平無效）+TR0=1或者TR1=1才可以啟動。
2.工作方式1（M1M0=01）
16位定時器/計數(shù)器，計數(shù)溢出時，TF0=1或者TF1=1.工作原理與啟動方式與工作方式0相同。
3.工作方式2（M1M0=10）
8位定時器/計數(shù)器，解決了重新裝在初值的問題。以定時器0為例，TL0與TH0均為8位寄存器，計數(shù)開始時，TL0進行計數(shù)，當(dāng)計數(shù)溢出時（最大值256），TCON的標志位TF0=1，同時將TH0保存的數(shù)值傳遞給TL0.

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