51單片機定時(shí)器/計數器的結構和原理

　　下才可能使用。這時(shí)，T1往往用作串行口波特率發(fā)生器，TH0用作定時(shí)器，TL0作為定時(shí)器或計數器。所以，方式3是為了使單片機有1個(gè)獨立的定時(shí)器/計數器、1個(gè)定時(shí)器以及1個(gè)串行口波特率發(fā)生器的應用場(chǎng)合而特地提供的。這時(shí)，可把定時(shí)器l用于工作方式2，把定時(shí)器0用于工作方式3。

　　控制寄存器

　　定時(shí)器/計數器T0和T1有2個(gè)控制寄存器-TMOD和TCON，它們分別用來(lái)設置各個(gè)定時(shí)器/計數器的工作方式，選擇定時(shí)或計數功能，控制啟動(dòng)運行，以及作為運行狀態(tài)的標志等。其中，TCON寄存器中另有4位用于中斷系統。

　　1、定時(shí)器方式控制寄存器TMOD

　　TMOD在特殊功能寄存器中，字節地址為89H，無(wú)位地址。TMOD的格式如下圖年示。

　　由圖可見(jiàn)，TMOD的高4位用于T1，低4使用于T0，4種符號的含義如下：

　　GATE：門(mén)控制位。其作用見(jiàn)圖1.6。GATE和軟件控制位TR、外部引腳信號INT的狀態(tài),共同控制定時(shí)器/計數器的打開(kāi)或關(guān)閉。

　　C/T：定時(shí)器/計數器選擇位。C/T=1，為計數器方式;C/T=0，為定時(shí)器方式。

　　M1M0：工作方式選擇位，定時(shí)器/計數器的4種工作方式由M1M0設定。

　　M1M0=00：工作方式0(13位方式)。

　　M1M0=01：工作方式1(16位方式)。

　　M1M0=10：工作方式2(8位自動(dòng)裝入時(shí)間常數方式)。

　　MlM0=11：工作方式3(2個(gè)8位方式--僅對T0)。

　　2.定時(shí)器控制寄存器--TCON

　　TCON在特殊功能寄存器中，字節地址為88H，位地址(由低位到高位)為88H一8FH，由于有位地址，十分便于進(jìn)行位操作。

　　TCON的格式如下圖所示。其中，TFl，TRl，TF0和TR0位用于定時(shí)器/計數器;IEl，ITl，IEo和IT0位用于中斷系統。

　　TFl，TRl用于定時(shí)器T1;TF0，TR0用于定時(shí)器T0。兩組符號有相同的含義。

　　TF：定時(shí)器/計數器中斷請求標志位。當定時(shí)器計滿(mǎn)回零時(shí)，TF=1，并可申請中斷;當CPU響應中斷并進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，TF自動(dòng)清零。如對TF查詢(xún)，定時(shí)器回零后，要用指令將TF清零。

　　TR：定時(shí)器/計數器開(kāi)閉控制位。

　　IEl，ITl用于外部中斷1(1NTl);IE0，IT0用于外部中斷0(1NT0)。兩組符號的含義相同。

　　IT：下跳沿/低電平引起外部中斷請求的選擇位。IT=1，由下跳沿引起;IT=0，由低電平引起。

　　IE：外部中斷的中斷申請標志。IE=0，表明無(wú)外部中斷請求;IE=1，表明有外部中斷請求。當有外部中斷請求時(shí)，IE自動(dòng)為1，單片機CPU響應此中斷后，IE自動(dòng)清零。

　　定時(shí)/計數初值的求取方法

　　8031單片機的定時(shí)器/計數器采用增量式計數。也就是說(shuō)，當運行于定時(shí)器方式時(shí)，每隔一個(gè)機器周期定時(shí)器自動(dòng)加1;當運行于計數器方式時(shí)，每當引腳出現下跳沿，計數器自動(dòng)加1。無(wú)論是作定時(shí)用還是計數用，當T0或Tl加滿(mǎn)回零后，定時(shí)器回零標志置1。而當允許中斷時(shí)，TF可以申請中斷進(jìn)而在中斷服務(wù)程序中作相應的操作;TF也可用程序判斷定時(shí)到或計數滿(mǎn)的標志位。

　　那么，怎樣確定定時(shí)或計數初值(又稱(chēng)為時(shí)間常數)，以便達到要求的定時(shí)時(shí)間或計數值呢?下面作簡(jiǎn)要介紹，并舉兩個(gè)例子加以說(shuō)明。

　　設T0(或T1)運行于計數器方式，要求計數X個(gè)外部脈沖后T0(或T1)回零，則計數初值C的求取方法如下：

　　因為回零的含義是指加滿(mǎn)到計數器的模值，即

　　x十C=模

　　所以 C=模一x=模十(一x)=(x)求補

　　由此可見(jiàn)，計數初值的大小等于需要計數的個(gè)數x求補運算后的結果。

　　又若T0(或T1)運行于定時(shí)器方式，需定時(shí)tvs,則計數脈沖數為。其中，MC為機器周期(單片為us)同理可知，定時(shí)初值為。

　　值的指出的是，對于定時(shí)器/計數器的4種不同工作方式，T0或T1的位數不同，模值也因而不同，求補運算要按相應位數的長(cháng)度來(lái)求。

　　例1：T0運行于計數器狀態(tài)，工作于方式1(16位方式)，要求外部引腳出現3個(gè)脈沖后，TH0，TL0全回零(以便申請中斷)。求計數初值C。

　　解：C=(0003H)求補=FFFDH

　　例2：T0運行于定時(shí)器狀態(tài)，時(shí)鐘振蕩周期為12MHZ，要求定時(shí)100us。求不同工作方式時(shí)的定時(shí)初值。

　　解：因為機器周期MC=12/12MHZ=1us

　　所以要計數的賈器周期個(gè)數為64H。

　　應注意定時(shí)器在工作方式0時(shí)的初值裝入方法。由于方式0是13位定時(shí)/計數方式，對于T0而言，高8位初值裝入TH0，低5位初值裝入TL0的低5位(TL0的高3位無(wú)效)。所以對于上例，要裝入1F9CH初值時(shí)，可安排成：

　　在具體裝入初值時(shí)，必須把11111100B裝入TH0，而把***11100B裝入TL0。用指令表示即：

　　MOV TH0，#0FCH ;#FCHTH0

　　MOV TL0，#1CH ;#1CHTL0