51單片機的簡(jiǎn)介——定時(shí)器、計數器

8051有兩個(gè)16位的定時(shí)器/計數器T0、T1，8052還有第三個(gè)定時(shí)器/計數器T2，通過(guò)內部編程都可以設定為內部定時(shí)器和外部計數器。
1、方式寄存器TMOD
特殊功能寄存器TMOD是TO、T1的工作方式寄存器，其格式如下：

TMOD低四位為T(mén)0方式字段，高四位為T(mén)1方式字段。復位時(shí)TMOD的所有位置0。
（1）工作方式選擇位M1、M0
定時(shí)器/計數器有四種工作方式，它們由M1、M0的取值決定，對應關(guān)系如下圖：

(2) 方式選擇位C/T
C/T=0為定時(shí)器方式，以fosc（晶振頻率）的12分頻作為計數信號，即每個(gè)機器周期定時(shí)器加1。
C/T=1為計數器方式，以外部引腳（T0為P3.4，T1為P3.5）上輸入的脈沖為輸入信號，當外部信號發(fā)生負跳變時(shí)加1，外部事件計數的最高頻率為fosc的1/24。
（3） 門(mén)控位GATE
當GATE=1時(shí)，由外部中斷引腳INT0、INT1和內部TR0、TR1位來(lái)啟動(dòng)定時(shí)器。當INT0為高電平且TR0置位時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器T0。定時(shí)器T1的啟動(dòng)同T0。
當GATE=0時(shí)，僅由TR0和TR1置位來(lái)啟動(dòng)定時(shí)器T0和T1。
2、控制寄存器TCON
特殊功能寄存器TCON的高4位存放著(zhù)定時(shí)器的運行控制和溢出標志，低4位存放外部中斷的觸發(fā)方式控制位和鎖存外部中斷請求源。TCON的格式如下：

（1）定時(shí)器T0的運行控制位TR0
TR0由軟件置位或者清0。當門(mén)控位GATE=0時(shí)，TO計數器僅由TR0控制，TR0=1啟動(dòng)計數，TR0=0時(shí)停止。當門(mén)控位GATE=1時(shí)，T0計數器由INT0和TR0共同控制，當INT0=1且TR0=1時(shí)啟動(dòng)T0計數器。
（2）定時(shí)器T0溢出標志位TF0
當T0溢出時(shí)TF0=1,并向CPU申請中斷，CPU響應中斷后由硬件將TF0清0，也可以由軟件查詢(xún)方式將TF0清0。
（3）定時(shí)器T1的運行控制位TR1
功能同TR0。
（4）定時(shí)器T1溢出標志為T(mén)F1
功能同TF1。
（5）外部中斷源1（INT1、P3.3）中斷請求標志IE1
IE1=1時(shí)外部中斷源1正在向CPU請求中斷，當CPU響應該中斷時(shí)由硬件將IE1清0（下降沿觸發(fā)方式）。
（6）外部中斷源1觸發(fā)方式選擇位IT1
IT1=0時(shí)外部中斷源1選擇電平觸發(fā)方式，當輸入低電平時(shí)置位IE1；IT1=1時(shí)外部中斷源1選擇下降沿觸發(fā)方式，當中斷源由高電平變低電平時(shí)置位IE1，向CPU請求中斷。
（7）外部中斷源0（INT0、P3.2)中斷請求標志IE0
功能類(lèi)同IE1。
（8）外部中斷源0觸發(fā)方式選擇位IT0
功能類(lèi)同IT1。
3、定時(shí)器工作方式
如上所述，定時(shí)器有4種工作方式，它們由TMOD寄存器中的M1、M0兩位決定。注意：只有T0才有工作方式3。
（1）工作方式0
當TMOD寄存器中的M1、M0為00時(shí)，定時(shí)器工作在方式0。下圖以定時(shí)器T1來(lái)示例說(shuō)明：

計數時(shí)，TL1的低5位溢出后向TH1進(jìn)位，TH1溢出后將TF1置位，并向CPU發(fā)出中斷請求。注意：在方式0時(shí)，TL1只用到了低5位，高3位內容不定不能使用，控制邏輯計數的允許/禁止并不改變計數值。
（2）工作方式1
當TMOD寄存器中M1、M0的值為01時(shí)，定時(shí)器工作于方式1。工作方式1和工作方式0的唯一區別在于，工作方式1可以實(shí)現16位計數，其它都和工作方式0相同。如果以定時(shí)器T1為例來(lái)圖示講解，可如下：

（3）工作方式2
當TMOD寄存器的M1、M0位值為10時(shí)，定時(shí)器工作于工作方式2。方式2為自動(dòng)恢復初值的8位計數器，TL1作為8位計數寄存器，TH1作為8位計數常數寄存器，當TL1溢出時(shí)，一方面將TF1置位，并向CPU發(fā)出中斷請求，另一方面將預設在TH1中的常數重新裝入TL1，繼續計數。重新裝入不會(huì )影響TH1的內容。其結構簡(jiǎn)圖如下：

在方式2中通過(guò)改變TH1的值可以改變計數次數。
（4）工作方式3
方式3只適用于T0，此時(shí)T1停止計數。

4、定時(shí)器/計數器溢出率的計算
定時(shí)器/計數器在工作之前必須先設定計數初始值Ta。初值計數公式如下：

在給定時(shí)間t后，求初值的公式如下：

5、總結
對定時(shí)器/計數器編程的步驟如下：
a、寫(xiě)TMOD，設定工作方式、定時(shí)/計數方式、啟動(dòng)哪個(gè)定時(shí)器（開(kāi)啟相應的門(mén)控位GATE）；
b、將初值寫(xiě)入對于寄存器；
c、定時(shí)器中斷開(kāi)或關(guān)；
d、啟動(dòng)定時(shí)器，即向TCON寫(xiě)入數據。