单片机的定时器/计数器工作原理（1） -

标题: 单片机的定时器/计数器工作原理（1） [打印本页]

作者: zhangli0126 时间: 2021-6-3 11:20
标题: 单片机的定时器/计数器工作原理（1）
本帖最后由 zhangli0126 于 2021-6-3 14:33 编辑

MCS-51系列单片机有两个定时器/计数器： T0和T1，可以用来对外部信号计数或者对外部设备进行定时控制。通常计数功能由外部中断引脚输入信号而发生计数，定时功能是由内部寄存器发生的工作事件。
基础知识：
1.计数：对某一事件的统计，以1为单位进行累加。
2.计数器的容量：计数器的计数是有容量的限制，T0和T1都是由2个8位寄存器组成（TH0和TL0）。MCS-51单片机有四种工作模式，不同的工作模式，计数的容量不同：模式0——13位；模式1——16位；模式2——8位；模式3——8位。当计数器计数溢出时，则会发出请求CPU，CPU中断处理。
3.定时：定时器/计数器处于定时模式时，需要与外部断开连接，即由内部时钟产生计时信号。每个脉冲产生多长时间的定时时间，与单片机本身的震荡频率相关。比如振荡器产生12MHZ的时钟脉冲信号，经过12分频后产生1MHz的脉冲信号，得到每个脉冲信号定时时间是1微秒。定时器工作在模式0时，可以定时65536微秒。
定时器/计数器的结构及工作原理
1.定时器/计数器的结构
T0由TH0和TL0组成；T1由TH1和TL1组成。二者均为16位计数器，以1为单位累加。
除此之外还有TCON以及TMO寄存器，分别控制定时器/计数器的启动、停止和工作方式。
定时器/计数器通过内部总线将控制信号发送给CPU。
2.定时器/计数器的工作原理
计数模式：与外部引脚INT0或者INT1连接，当引脚的信号由1跳变到0时，计数器加1，直至溢出。
定时模式：晶振产生的信号经过12分频后，作为定时器的定时脉冲信号，直至溢出。
定时器/计数器的控制
定时器/计数器只有在TMOD和TCON设置好的前提下，才能快乐的定时或者计数。
定时器/计数器的方式控制寄存器（TMOD）：主要功能控制T0和T1的工作方式。对于工作方式的控制：控制M1、M0进行组合的四种工作方式；C/T：控制定时器/计数器的工作模式在定时还是计数。定时器/计数器控制寄存器（TCON）：接收各种中断源送来的请求信号，同时对定时器/计数器进行启动和停止控制。
TR0和TR1时启动相应的定时器；TF0和TF1是溢出标志。

定时器/计数器的工作方式：
1.工作方式0（M1M0=00）
以定时器/计数器T1为例。由TL1的低5位+TH1的高8位组成，当7溢出时，TCON寄存器的TF1=1，表示溢出。
如何启动定时器模式？TMOD的C/T=0
如何启动计数器模式？TMOD的C/T=1，当外部中断引脚（INT0、INT1）发生负跳变时，计数器加1.
如何启动定时器或者计数器？GATE=0，只需要启动TR0或者TR1即可；若是GATE=1，需要INT0或者INT1为高电平（高电平无效）+TR0=1或者TR1=1才可以启动。
2.工作方式1（M1M0=01）
16位定时器/计数器，计数溢出时，TF0=1或者TF1=1.工作原理与启动方式与工作方式0相同。
3.工作方式2（M1M0=10）
8位定时器/计数器，解决了重新装在初值的问题。以定时器0为例，TL0与TH0均为8位寄存器，计数开始时，TL0进行计数，当计数溢出时（最大值256），TCON的标志位TF0=1，同时将TH0保存的数值传递给TL0.

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