17课:单片机定时器/计数器的方式控制字 -

标题: 17课:单片机定时器/计数器的方式控制字 [打印本页]

作者: admin 时间: 2013-5-21 03:12
标题: 17课:单片机定时器/计数器的方式控制字
从上一节我们已经得知，单片机中的定时/计数器都能有多种用途，那么我怎样才能让它们工作于我所需要的用途呢？这就要通过定时/计数器的方式控制字来设置。在单片机中有两个特殊功能寄存器与定时/计数有关，这就是TMOD和TCON。顺便说一下，TMOD和TCON是名称，我们在写程序时就能直接用这个名称来指定它们，当然也能直接用它们的地址89H和88H来指定它们（其实用名称也就是直接用地址，汇编软件帮你翻译一下而已）。

<TMOD结构>
从图1中我们能看出，TMOD被分成两部份，每部份4位。分别用于控制T1和T0，至于这里面是什么意思，我们下面介绍。

<TCON结构>
从图2中我们能看出，TCON也被分成两部份，高4位用于定时/计数器，低4位则用于中断（我们暂不管）。而TF1（0）我们上节课已提到了，当计数溢出后TF1（0）就由0变为1。原来TF1（0）在这儿！那么TR0、TR1又是什么呢？看上节课的图。
计数脉冲要进入计数器还真不不难，有层层关要通过，最起码，就是TR0（1）要为1，开关才能合上，脉冲才能过来。因此，TR0（1）称之为运行控制位，可用指令SETB来置位以启动计数器/定时器运行，用指令CLR来关闭定时/计数器的工作，一切尽在自已的掌握中。

<单片机定时器/计数器结构>
定时/计数器的四种工作方式
工作方式0
定时器/计数器的工作方式0称之为13位定时/计数方式。它由TL（1/0）的低5位和TH（0/1）的8位组成13位的计数器，此时TL（1/0）的高3位未用。
我们用这个图来讨论几个问题：
M1M0：定时/计数器一共有四种工作方式，就是用M1M0来控制的，2位正好是四种组合。
C/T：前面我们说过，定时/计数器即可作定时用也可用计数用，到底作什么用，由我们根据需要自行决定，也说是决定权在我们编程者。如果C/T为0就是用作定时器（开关往上打），如果C/T为1就是用作计数器（开关往下打）。顺便提一下：一个定时/计数器同一时刻要么作定时用，要么作计数用，不能同时用的，这是个极普通的常识，几乎没有教材会提这一点，但很多开始学习者却会有此困惑。
GATE：看图，当我们选择了定时或计数工作方式后，定时/计数脉冲却不一定能到达计数器端，中间还有一个开关，显然这个开关不合上，计数脉冲就没法过去，那么开关什么时候过去呢？有两种情况
GATE=0，分析一下逻辑，GATE非后是1，进入或门，或门总是输出1，和或门的另一个输入端INT1无关，在这种情况下，开关的打开、合上只取决于TR1，只要TR1是1，开关就合上，计数脉冲得以畅通无阻，而如果TR1等于0则开关打开，计数脉冲无法通过，因此定时/计数是否工作，只取决于TR1。
GATE=1，在此种情况下，计数脉冲通路上的开关不仅要由TR1来控制，而且还要受到INT1管脚的控制，只有TR1为1，且INT1管脚也是高电平，开关才合上，计数脉冲才得以通过。这个特性能用来测量一个信号的高电平的宽度，想想看，怎么测？
为什么在这种模式下只用13位呢？干吗不用16位，这是为了和51机的前辈48系列兼容而设的一种工作式，如果你觉得用得不顺手，那就干脆用第二种工作方式。
工作方式1
工作方式1是16位的定时/计数方式，将M1M0设为01即可，其它特性与工作方式0相同。
工作方式2
在介绍这种式方式之前先让我们思考一个问题：上一次课我们提到过任意计数及任意定时的问题，比如我要计1000个数，可是16位的计数器要计到65536才满，怎么办呢？我们讨论后得出的办法是用预置数，先在计数器里放上64536，再来1000个脉冲，不就行了吗？是的，但是计满了之后我们又该怎么办呢？要知道，计数总是持续重复的，流水线上计满后马上又要开始下一次计数，下一次的计数还是1000吗？当计满并溢出后，计数器里面的值变成了0（为什么，能参考前面课程的说明），因此下一次将要计满65536后才会溢出，这可不符合要求，怎么办？当然办法很简单，就是每次一溢出时执行一段程序（这常常是需要的，要不然要溢出干吗？）能在这段程序中做把预置数64536送入计数器中的事情。所以采用工作方式0或1都要在溢出后做一个重置预置数的工作，做工作当然就得要时间，一般来说这点时间不算什么，可是有一些场合我们还是要计较的，所以就有了第三种工作方式自动再装入预置数的工作方式。
既然要自动得新装入预置数，那么预置数就得放在一个地方，要不然装什么呢？那么预置数放在什么地方呢？它放在T（0/1）的高8位，那么这样高8位不就不能参与计数了吗？是的，在工作方式2，只有低8位参与计数，而高8位不参与计数，用作预置数的存放，这样计数范围就小多了，当然做任可事总有代价的，关键是看值不值，如果我根本不需要计那么多数，那么就能用这种方式。看图4，每当计数溢出，就会打开T（0/1）的高、低8位之间的开关，计预置数进入低8位。这是由硬件自动完成的，不需要由人工干预。
常常这种式作方式用于波特率发生器（我们将在串行接口中讲解），用于这种用途时，定时器就是为了供给一个时间基准。计数溢出后不需要做事情，要做的仅仅只有一件，就是重新装入预置数，再开始计数，而且中间不要任何延迟，可见这个任务用工作方式2来完成是最妙不过了。
工作方式3
这种式作方式之下，定时/计数器0被拆成2个独立的定时/计数器来用。其中，TL0能组成8位的定时器或计数器的工作方式，而TH0则只能作为定时器来用。我们知道作定时、计数器来用，需要控制，计满后溢出需要有溢出标记，T0被分成两个来用，那就要两套控制及、溢出标记了，从何而来呢？TL0还是用原来的T0的标记，而TH0则借用T1的标记。如此T1不是无标记、控制可用了吗？是的。
一般情况处，只有在T1以工作方式2运行（当波特率发生器用）时，才让T0工作于方式3的。
定时器/计数器的定时/计数范围
工作方式0：13位定时/计数方式，因此，最多能计到2的13次方，也就是8192次。
工作方式1：16位定时/计数方式，因此，最多能计到2的16次方，也就是65536次。
工作方式2和工作方式3，都是8位的定时/计数方式，因此，最多能计到2的8次方，也说是256次。
预置值计算：用最大计数量减去需要的计数次数即可。
例：流水线上一个包装是12盒，要求每到12盒就产生一个动作，用单片机的工作方式0来控制，应当预置多大的值呢？对了，就是8192-12=8180。
以上是计数，明白了这个道理，定时也是一样。这在前面的课程已提到，我们不再重复，请参考前面的例程。

作者: cq201zhaoyu 时间: 2013-10-20 07:04
谢谢楼主诲人不倦

作者: hantp 时间: 2013-11-23 09:10
定时器/计数器的定时/计数范围
工作方式0：13位定时/计数方式，因此，最多能计到2的13次方，也就是8192次。
工作方式1：16位定时/计数方式，因此，最多能计到2的16次方，也就是65536次。
工作方式2和工作方式3，都是8位的定时/计数方式，因此，最多能计到2的8次方，也说是256次。
这样讲就记忆深刻了。

作者: 雪中梅花 时间: 2014-5-31 05:32
谢谢楼主学习了。

作者: zxj366 时间: 2014-10-1 08:29
有点明白了

作者: 忘川 时间: 2014-12-18 15:40
作方式0：13位定时/计数方式，因此，最多能计到2的13次方，也就是8192次。工作方式1：16位定时/计数方式，因此，最多能计到2的16次方，也就是65536次。工作方式2和工作方式3，都是8位的定时/计数方式，因此，最多能计到2的8次方，也说是256次。

作者: kaka3511 时间: 2015-2-7 15:47
真的好，学习了。谢谢楼主

作者: b4082 时间: 2015-4-8 09:31
加油！

作者: yit1268 时间: 2015-9-1 10:33
终于明白了，谢谢了

作者: yangjiyuzcdq 时间: 2015-9-1 15:20
正在学习中。

作者: xingsong198283 时间: 2015-11-11 12:30
谢谢楼主分享。讲解的太详细了！易懂！

作者: 与非门 时间: 2015-12-9 11:14
这一课看得有点糊涂！

作者: a1097994700 时间: 2016-4-6 01:15
楼主，对单片机的理解好深刻！膜拜

作者: smallsnails 时间: 2016-12-6 08:06
继续学习

作者: jiushihei9087 时间: 2017-2-27 23:01
定时器计时器都是一样的嘛

作者: zrx15756000859 时间: 2017-3-26 11:34
学习了，很有用，谢了！

作者: 每天让爱多一份 时间: 2017-9-7 20:34
讲的通俗易懂，好厉害

作者: 7562750 时间: 2017-11-19 20:16
非常详细，通俗易懂！

作者: leech_1350 时间: 2017-12-18 22:59
123怎么都看不到底下啊

作者: heron 时间: 2018-3-5 23:47
emmm……学到一半有事，断篇了，还要再看一遍

作者: 单片机小白143 时间: 2018-4-22 12:18
为什么我这里没显示内容啊急死了，大神

作者: 迈特拉布 时间: 2018-6-2 15:15
做任可事总有代价的，关键是看值不值
有道理

作者: jinmei1314 时间: 2018-6-2 15:53
好资料，非常详细

作者: stdjj000 时间: 2018-6-6 20:07

真的好，学习了。谢谢楼主

作者: keneng 时间: 2018-6-26 10:43
继续学习中。。。

作者: cairongmu123 时间: 2018-7-6 11:12
为什么我用手机看不到图的

作者: o51 时间: 2018-7-20 09:27
想看看c语言程序例子，最好能详细注解

作者: InfiniteUnknow 时间: 2018-8-22 11:51
这个教程讲的很好，感谢楼主！如果能出视频应该是更佳！不管如何，祝楼主每天都快乐！

作者: ccyycc 时间: 2018-9-26 20:07
很详细，厉害

作者: warmahanser 时间: 2025-9-23 18:05
寄存器TMOD是一个逐位定义的8位寄存器，但只能使用字节寻址。8位分为两组，高4位（D4~D7）控制T1，低4位（D0~D3）控制T0。

GATE（Gate Control）：为门控位，GATE=0时，只要在编写程序时，使TCON中的TRO或TR1为1，就可以启动定时器/计数器工作。GATE=1时，不仅要在编写程序时，使TCON中的TRO或TR1为1，且需要外部引脚也为高电平，才能工作。
C/T（Counter/Timer Select）：模式选择位。用于定时/计数模式切换，C/T=0时为定时模式，C/T=1时为计数模式。
M1，M0（Mode Bit 1，Mode Bit 0）：工作方式选择位1，工作方式选择位0。用来选择定时计/计数器的工作方式。

TF1、TF0（Timer1 Overflow Flag，Timer0 Overflow Flag）——计数溢出标志位
TR1、TR0（Timer1 Run，Timer0 Run）——计数运行控制位

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