51單片機定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和原理

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

　　控制寄存器

　　定時器/計數(shù)器T0和T1有2個控制寄存器-TMOD和TCON，它們分別用來設(shè)置各個定時器/計數(shù)器的工作方式，選擇定時或計數(shù)功能，控制啟動運行，以及作為運行狀態(tài)的標(biāo)志等。其中，TCON寄存器中另有4位用于中斷系統(tǒng)。

　　1、定時器方式控制寄存器TMOD

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

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

　　GATE：門控制位。其作用見圖1.6。GATE和軟件控制位TR、外部引腳信號INT的狀態(tài),共同控制定時器/計數(shù)器的打開或關(guān)閉。

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

　　M1M0：工作方式選擇位，定時器/計數(shù)器的4種工作方式由M1M0設(shè)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位自動裝入時間常數(shù)方式)。

　　MlM0=11：工作方式3(2個8位方式--僅對T0)。

　　2.定時器控制寄存器--TCON

　　TCON在特殊功能寄存器中，字節(jié)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位用于定時器/計數(shù)器;IEl，ITl，IEo和IT0位用于中斷系統(tǒng)。

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

　　TF：定時器/計數(shù)器中斷請求標(biāo)志位。當(dāng)定時器計滿回零時，TF=1，并可申請中斷;當(dāng)CPU響應(yīng)中斷并進入中斷服務(wù)程序后，TF自動清零。如對TF查詢，定時器回零后，要用指令將TF清零。

　　TR：定時器/計數(shù)器開閉控制位。

　　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(biāo)志。IE=0，表明無外部中斷請求;IE=1，表明有外部中斷請求。當(dāng)有外部中斷請求時，IE自動為1，單片機CPU響應(yīng)此中斷后，IE自動清零。

　　定時/計數(shù)初值的求取方法

　　8031單片機的定時器/計數(shù)器采用增量式計數(shù)。也就是說，當(dāng)運行于定時器方式時，每隔一個機器周期定時器自動加1;當(dāng)運行于計數(shù)器方式時，每當(dāng)引腳出現(xiàn)下跳沿，計數(shù)器自動加1。無論是作定時用還是計數(shù)用，當(dāng)T0或Tl加滿回零后，定時器回零標(biāo)志置1。而當(dāng)允許中斷時，TF可以申請中斷進而在中斷服務(wù)程序中作相應(yīng)的操作;TF也可用程序判斷定時到或計數(shù)滿的標(biāo)志位。

　　那么，怎樣確定定時或計數(shù)初值(又稱為時間常數(shù))，以便達到要求的定時時間或計數(shù)值呢?下面作簡要介紹，并舉兩個例子加以說明。

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

　　因為回零的含義是指加滿到計數(shù)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，計數(shù)初值的大小等于需要計數(shù)的個數(shù)x求補運算后的結(jié)果。

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

　　值的指出的是，對于定時器/計數(shù)器的4種不同工作方式，T0或T1的位數(shù)不同，模值也因而不同，求補運算要按相應(yīng)位數(shù)的長度來求。

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

　　解：C=(0003H)求補=FFFDH

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

　　解：因為機器周期MC=12/12MHZ=1us

　　所以要計數(shù)的賈器周期個數(shù)為64H。

　　應(yīng)注意定時器在工作方式0時的初值裝入方法。由于方式0是13位定時/計數(shù)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位無效)。所以對于上例，要裝入1F9CH初值時，可安排成：

　　在具體裝入初值時，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