51手记之标准51(五)
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MCS51内带有两个可编程16位定时/计数器T0和T1，定时/计数器计数脉冲源自单片机时钟时称定时器，计数器脉冲源自单片机P3.4或P3.5时称计数器。
结构：2个16位T/C分别有2个8位计数器TH0(TH1)、TL0(TL1)组成“+1”计数器
控制寄存器：TCON
方式寄存器：TMOD
1.工作原理
1)定时器
定时输入信号：内部振荡信号的1/12分频(每个机器周期做一次“+1”运算)，若单片机晶振频率为12MHZ，则计数周期为1us，由于每个机器周期为12个时钟振荡周期，所以定时的分辨率是时钟振荡频率的1／12。
2)计数器
由外部引脚(T0为P3.4,T1为P3.5)输入计数脉冲,外部输入脉冲发生负跳变时，进行“+1”操作，外部输入脉冲宽度应大于2个机器周期；计数的最高频率一般为振荡频率的l／24。
2.工作方式
T0或T1无论用作定时器或计数器都有4种工作方式：方式0、方式1、方式2和方式3。除方式3外，T0和T1有完全相同的工作状态。
1)工作方式0
13位方式由TL0的低5位和TH0的8位构成13位计数器（TL0的高3位无效）。
定时器T0能否启动工作，还受到了TR0、GATE和引脚信号INT0的控制。由图中的逻辑电路可知，当GATE＝0时，只要TR0＝1就可打开控制门，使定时器工作；当GATE＝1时，只有TR0＝1且INT0＝1，才可打开控制门。GATE，TR0，C／T的状态选择由定时器的控制寄存器TMOD，TCON中相应位状态确定，INT0则是外部引脚上的信号。
在一般的应用中，通常使GATE＝0，从而由TRl的状态控制Tl的开闭：TR0＝1，打开T0；TR0＝0，关闭T0。在特殊的应用场合，例如利用定时器测量接于INT0引脚上的外部脉冲高电平的宽度时，可使GATE＝1，TR0＝1。当外部脉冲出现上升沿，亦即INT0由0变1电平时，启动T0定时，测量开始；一旦外部脉冲出现下降沿，亦即INT0由l变O时就关闭了T1。定时器启动后，定时或计数脉冲加到TL0的低5位，从预先设置的初值(时间常数)开始不断增1。TL0计满后，向TH0进位。当TL0和TH0都计满之后，置位T1的定时器回零标志TF0，以此表明定时时间或计数次数已到，以供查询或在打开中断的条件下，可向CPU请求中断。如需进一步定时/计数，需用指令重置时间常数。
定时初值==(213-(TH0,TL0))/f==(8192-(TH0,TL0))/f，f为计数脉冲频率
2)工作方式1
当T0为工作方式3时，TH0和TL0分成2个独立的8位计数器。其中，TL0既可用作定时器，又可用作计数器，并使用原T0的所有控制位及其定时器回零标志和中断源。TH0只能用作定时器，并使用T1的控制位TRl、回零标志TFl和中断源。
通常情况下，T0不运行于工作方式3，只有在T1处于工作方式2，并不要求中断的条件下才可能使用。这时，T1往往用作串行口波特率发生器，TH0用作定时器，TL0作为定时器或计数器。所以，方式3是为了使单片机有1个独立的定时器／计数器、1个定时器以及1个串行口波特率发生器的应用场合而特地提供的。这时，可把定时器l用于工作方式2，把定时器0用于工作方式3。
2)工作方式1
16位方式，与工作方式0基本相同，区别仅在于工作方式1的计数器TL0和TH0组成16位计数器，从而比工作方式0有更宽的定时/计数范围。
定时初值==(216-(TH0,TL0))/f==(65536-(TH0,TL0))/f，f为计数脉冲频率
3)工作方式2
8位自动装入时间常数方式。由TL0构成8位计数器，TH0仅用来存放时间常数。
启动T0前，TL0和TH0装入相同的时间常数，当TL0计满后，除定时器回零标志TF0置位，具有向CPU请求中断的条件外，TH0中的时间常数还会自动地装入TL0，并重新开始定时或计数。所以，工作方式2是一种自动装入时间常数的8位计数器方式。由于这种方式不需要指令重装时间常数，因而操作方便，在允许的条件下，应尽量使用这种工作方式。
定时初值==(28-(TL0))/f==(256-(TL0))/f，f为计数脉冲频率
4)工作方式3
2个8位方式。工作方式3只适用于定时器0。如果使定时器1为工作方式3，则定时器1将处于关闭状态。
通常情况下，T0不运行于工作方式3，只有在T1处于工作方式2，并不要求中断的条件下才可能使用。这时，T1往往用作串行口波特率发生器，TH0用作定时器，TL0作为定时器或计数器。所以，方式3是为了使单片机有1个独立的定时器／计数器、1个定时器以及1个串行口波特率发生器的应用场合而特地提供的。这时，可把定时器l用于工作方式2，把定时器0用于工作方式3。
定时初值0==(28-(TL0))/f==(256-(TL0))/f，f为计数脉冲频率
定时初值1==(28-(TH0))/f==(256-(TH0))/f，f为计数脉冲频率
3.控制寄存器
定时器／计数器T0和T1有2个控制寄存器-TMOD和TCON，它们分别用来设置各个定时器／计数器的工作方式，选择定时或计数功能，控制启动运行，以及作为运行状态的标志等。其中，TCON寄存器中另有4位用于中断系统。
1)定时器方式控制寄存器TMOD
TMOD的高4位用于T1，低4使用于T0，4种符号的含义如下：
GATE：门控制位。其作用见图1．6。GATE和软件控制位TR、外部引脚信号INT的状态,共同控制定时器／计数器的打开或关闭。
C／T：定时器／计数器选择位。C/T＝1，为计数器方式；C／T＝0，为定时器方式。
M1M0：工作方式选择位，定时器／计数器的4种工作方式由M1M0设定。
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位自动装入时间常数方式)。
MlM0=11：工作方式3(2个8位方式--仅对T0)。
GATE：门控制位。其作用见图1．6。GATE和软件控制位TR、外部引脚信号INT的状态,共同控制定时器／计数器的打开或关闭。
C／T：定时器／计数器选择位。C/T＝1，为计数器方式；C／T＝0，为定时器方式。
M1M0：工作方式选择位，定时器／计数器的4种工作方式由M1M0设定。
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位自动装入时间常数方式)。
MlM0=11：工作方式3(2个8位方式--仅对T0)。
2)定时器控制寄存器TCON
TFl，TRl用于定时器T1；TF0，TR0用于定时器T0。两组符号有相同的含义。
TF：定时器／计数器中断请求标志位。当定时器计满回零时，TF＝1，并可申请中断；当CPU响应中断并进入中断服务程序后，TF自动清零。如对TF查询，定时器回零后，要用指令将TF清零。
TR：定时器／计数器开闭控制位。
IEl，ITl用于外部中断1(1NTl)；IE0，IT0用于外部中断0(1NT0)。两组符号的含义相同。
IT：下跳沿／低电平引起外部中断请求的选择位。IT=1，由下跳沿引起；IT＝0，由低电平引起。
IE：外部中断的中断申请标志。IE＝0，表明无外部中断请求；IE＝1，表明有外部中断请求。当有外部中断请求时，IE自动为1，单片机CPU响应此中断后，IE自动清零。
TF：定时器／计数器中断请求标志位。当定时器计满回零时，TF＝1，并可申请中断；当CPU响应中断并进入中断服务程序后，TF自动清零。如对TF查询，定时器回零后，要用指令将TF清零。
TR：定时器／计数器开闭控制位。
IEl，ITl用于外部中断1(1NTl)；IE0，IT0用于外部中断0(1NT0)。两组符号的含义相同。
IT：下跳沿／低电平引起外部中断请求的选择位。IT=1，由下跳沿引起；IT＝0，由低电平引起。
IE：外部中断的中断申请标志。IE＝0，表明无外部中断请求；IE＝1，表明有外部中断请求。当有外部中断请求时，IE自动为1，单片机CPU响应此中断后，IE自动清零。
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