從零開(kāi)始51單片機教程 —— 定時(shí)器/計數器的方式控制字

從上一節我們已經(jīng)得知，單片機中的定時(shí)/計數器都能有多種用途，那么我怎樣才能讓它們工作于我所需要的用途呢？這就要通過(guò)定時(shí)/計數器的方式控制字來(lái)設置。

定時(shí)/計數器共有四種工作方式

在單片機中有兩個(gè)特殊功能寄存器與定時(shí)/計數有關(guān)，這就是TMOD和TCON。順便說(shuō)一下，TMOD和TCON是名稱(chēng)，我們在寫(xiě)程序時(shí)就能直接用這個(gè)名稱(chēng)來(lái)指定它們，當然也能直接用它們的地址89H和88H來(lái)指定它們（其實(shí)用名稱(chēng)也就是直接用地址，匯編軟件幫你翻譯一下而已）。

TMOD結構>

從圖1中我們能看出，TMOD被分成兩部份，每部份4位。分別用于控制T1和T0，至于這里面是什么意思，我們下面介紹。

TCON結構>

從圖2中我們能看出，TCON也被分成兩部份，高4位用于定時(shí)/計數器，低4位則用于中斷（我們暫不管）。而TF1（0）我們上節課已提到了，當計數溢出后TF1（0）就由0變?yōu)?。原來(lái)TF1（0）在這兒！那么TR0、TR1又是什么呢？看上節課的圖。

計數脈沖要進(jìn)入計數器還真不不難，有層層關(guān)要通過(guò)，最起碼，就是TR0（1）要為1，開(kāi)關(guān)才能合上，脈沖才能過(guò)來(lái)。因此，TR0（1）稱(chēng)之為運行控制位，可用指令SETB來(lái)置位以啟動(dòng)計數器/定時(shí)器運行，用指令CLR來(lái)關(guān)閉定時(shí)/計數器的工作，一切盡在自已的掌握中。

單片機定時(shí)器/計數器結構>

定時(shí)/計數器的四種工作方式

工作方式0

定時(shí)器/計數器的工作方式0稱(chēng)之為13位定時(shí)/計數方式。它由TL（1/0）的低5位和TH（0/1）的8位組成13位的計數器，此時(shí)TL（1/0）的高3位未用。

我們用這個(gè)圖來(lái)討論幾個(gè)問(wèn)題：

M1M0：定時(shí)/計數器一共有四種工作方式，就是用M1M0來(lái)控制的，2位正好是四種組合。

C/T：前面我們說(shuō)過(guò)，定時(shí)/計數器即可作定時(shí)用也可用計數用，到底作什么用，由我們根據需要自行決定，也說(shuō)是決定權在我們#0;#0;編程者。如果C/T為0就是用作定時(shí)器（開(kāi)關(guān)往上打），如果C/T為1就是用作計數器（開(kāi)關(guān)往下打）。順便提一下：一個(gè)定時(shí)/計數器同一時(shí)刻要么作定時(shí)用，要么作計數用，不能同時(shí)用的，這是個(gè)極普通的常識，幾乎沒(méi)有教材會(huì )提這一點(diǎn)，但很多開(kāi)始學(xué)習者卻會(huì )有此困惑。

GATE：看圖，當我們選擇了定時(shí)或計數工作方式后，定時(shí)/計數脈沖卻不一定能到達計數器端，中間還有一個(gè)開(kāi)關(guān)，顯然這個(gè)開(kāi)關(guān)不合上，計數脈沖就沒(méi)法過(guò)去，那么開(kāi)關(guān)什么時(shí)候過(guò)去呢？有兩種情況

GATE=0，分析一下邏輯，GATE非后是1，進(jìn)入或門(mén)，或門(mén)總是輸出1，和或門(mén)的另一個(gè)輸入端INT1無(wú)關(guān)，在這種情況下，開(kāi)關(guān)的打開(kāi)、合上只取決于TR1，只要TR1是1，開(kāi)關(guān)就合上，計數脈沖得以暢通無(wú)阻，而如果TR1等于0則開(kāi)關(guān)打開(kāi)，計數脈沖無(wú)法通過(guò)，因此定時(shí)/計數是否工作，只取決于TR1。

GATE=1，在此種情況下，計數脈沖通路上的開(kāi)關(guān)不僅要由TR1來(lái)控制，而且還要受到INT1管腳的控制，只有TR1為1，且INT1管腳也是高電平，開(kāi)關(guān)才合上，計數脈沖才得以通過(guò)。這個(gè)特性能用來(lái)測量一個(gè)信號的高電平的寬度，想想看，怎么測？

為什 么在這種模式下只用13位呢？干嗎不用16位，這是為了和51機的前輩48系列兼容而設的一種工作式，如果你覺(jué)得用得不順手，那就干脆用第二種工作方式。

工作方式1

工作方式1是16位的定時(shí)/計數方式，將M1M0設為01即可，其它特性與工作方式0相同。

工作方式2

在介紹這種式方式之前先讓我們思考一個(gè)問(wèn)題：上一次課我們提到過(guò)任意計數及任意定時(shí)的問(wèn)題，比如我要計1000個(gè)數，可是16位的計數器要計到65536才滿(mǎn)，怎么辦呢？我們討論后得出的辦法是用預置數，先在計數器里放上64536，再來(lái)1000個(gè)脈沖，不就行了嗎？是的，但是計滿(mǎn)了之后我們又該怎么辦呢？要知道，計數總是持續重復的，流水線(xiàn)上計滿(mǎn)后馬上又要開(kāi)始下一次計數，下一次的計數還是1000嗎？當計滿(mǎn)并溢出后，計數器里面的值變成了0（為什么，能參考前面課程的說(shuō)明），因此下一次將要計滿(mǎn)65536后才會(huì )溢出，這可不符合要求，怎么辦？當然辦法很簡(jiǎn)單，就是每次一溢出時(shí)執行一段程序（這常常是需要的，要不然要溢出干嗎？）能在這段程序中做把預置數64536送入計數器中的事情。所以采用工作方式0或1都要在溢出后做一個(gè)重置預置數的工作，做工作當然就得要時(shí)間，一般來(lái)說(shuō)這點(diǎn)時(shí)間不算什么，可是有一些場(chǎng)合我們還是要計較的，所以就有了第三種工作方式#0;#0;自動(dòng)再裝入預置數的工作方式。

既然要自動(dòng)得新裝入預置數，那么預置數就得放在一個(gè)地方，要不然裝什么呢？那么預置數放在什么地方呢？它放在T（0/1）的高8位，那么這樣高8位不就不能參與計數了嗎？是的，在工作方式2，只有低8位參與計數，而高8位不參與計數，用作預置數的存放，這樣計數范圍就小多了，當然做任可事總有代價(jià)的，關(guān)鍵是看值不值，如果我根本不需要計那么多數，那么就能用這種方式?？磮D4，每當計數溢出，就會(huì )打開(kāi)T（0/1）的高、低8位之間的開(kāi)關(guān)，計預置數進(jìn)入低8位。這是由硬件自動(dòng)完成的，不需要由人工干預。

常常這種式作方式用于波特率發(fā)生器（我們將在串行接口中講解），用于這種用途時(shí)，定時(shí)器就是為了供給一個(gè)時(shí)間基準。計數溢出后不需要做事情，要做的僅僅只有一件，就是重新裝入預置數，再開(kāi)始計數，而且中間不要任何延遲，可見(jiàn)這個(gè)任務(wù)用工作方式2來(lái)完成是最妙不過(guò)了。

工作方式3

這種式作方式之下，定時(shí)/計數器0被拆成2個(gè)獨立的定時(shí)/計數器來(lái)用。其中，TL0能組成8位的定時(shí)器或計數器的工作方式，而TH0則只能作為定時(shí)器來(lái)用。我們知道作定時(shí)、計數器來(lái)用，需要控制，計滿(mǎn)后溢出需要有溢出標記，T0被分成兩個(gè)來(lái)用，那就要兩套控制及、溢出標記了，從何而來(lái)呢？TL0還是用原來(lái)的T0的標記，而TH0則借用T1的標記。如此T1不是無(wú)標記、控制可用了嗎？是的。

一般情況處，只有在T1以工作方式2運行（當波特率發(fā)生器用）時(shí)，才讓T0工作于方式3的。

定時(shí)器/計數器的定時(shí)/計數范圍

工作方式0：13位定時(shí)/計數方式，因此，最多能計到2的13次方，也就是8192次。

工作方式1：16位定時(shí)/計數方式，因此，最多能計到2的16次方，也就是65536次。

工作方式2和工作方式3，都是8位的定時(shí)/計數方式，因此，最多能計到2的8次方，也說(shuō)是256次。

預置值計算：用最大計數量減去需要的計數次數即可。

例：流水線(xiàn)上一個(gè)包裝是12盒，要求每到12盒就產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)作，用單片機的工作方式0來(lái)控制，應當預置多大的值呢？對了，就是8192-12=8180。

以上是計數，明白了這個(gè)道理，定時(shí)也是一樣。這在前面的課程已提到，我們不再重復，請參考前面的例程。