定時(shí)器/計(jì)數(shù)器介紹

定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0和T1分別是由兩個(gè)8位的專用寄存器組成，即定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0由TH0和TL0組成，T1由TH1和TL1組成。此外，其內(nèi)部還有2個(gè)8位的特殊功能寄存器TMOD和TCON，TMOD負(fù)責(zé)控制和確定T0和T1的功能和工作模式，TCON用來控制T0和T1啟動(dòng)或停止計(jì)數(shù)，同時(shí)包含定時(shí)/計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。

TF1：定時(shí)器1溢出標(biāo)志。定時(shí)/計(jì)數(shù)器溢出時(shí)由硬件置位。中斷處理時(shí)由硬件清除。或用軟件清除。

TF0：定時(shí)器0溢出標(biāo)志。定時(shí)/計(jì)數(shù)器溢出時(shí)由硬件置位。中斷處理時(shí)由硬件清除，或用軟件清除。

在現(xiàn)在很多新MCU中，不只有兩個(gè) 定時(shí)/計(jì)數(shù)器，例如STC15系列就有四個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，但是在使用上操作上是大同小異的。

定時(shí)器內(nèi)部框圖和結(jié)構(gòu)介紹

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有定時(shí)器0（簡(jiǎn)稱T0），定時(shí)器1（簡(jiǎn)稱T1），定時(shí)器方式寄存器TMOD和定時(shí)器控制寄存器TCON四部分組成。該邏輯框圖如下所示。

紅線

TMOD（工作方式寄存器）：從該命名就可也知道，該寄存器控制的是選擇哪一個(gè)定時(shí)器，T0或者T1。用什么方式，作為定時(shí)器使用，還是作為計(jì)數(shù)器使用。這個(gè)都將由TMOD對(duì)應(yīng)的位決定。

由TMOD的2位的C/T和6位的C/T位決定。

藍(lán)色

TCON(控制寄存器)：控制寄存器的高四位負(fù)責(zé)管理定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和中斷申請(qǐng)，低四位則是負(fù)責(zé)與外部中斷有關(guān)的設(shè)置。選擇了定時(shí)器的工作方式之后，就需要由一個(gè)寄存器來允許它是否可以工作，TCON就是這個(gè)功能。

黃色

則是外部計(jì)數(shù)，外部每產(chǎn)生一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)計(jì)數(shù)器都為一，產(chǎn)生一次溢出。由TH0,TL0（值得是定時(shí)器0的高八位和低八位）或者TH1,TH0（值得是定時(shí)器1的高八位和低八位

進(jìn)行累計(jì)。就比如需要一個(gè)計(jì)數(shù)器，則就需要由該IO進(jìn)行計(jì)數(shù)。

紫色

當(dāng)定時(shí)器1和定時(shí)器0計(jì)數(shù)器累計(jì)加一，當(dāng)計(jì)數(shù)器全為一的時(shí)候，長(zhǎng)生一次溢出，向TCON中的TF0或者TF1置1。

綠色

由TCON向CPU申請(qǐng)中斷。

黑色

則是外部中斷直接向CPU進(jìn)行中斷申請(qǐng)；

寄存器介紹

工作方式寄存器TMOD

GATE:門控衛(wèi)，當(dāng)GATE=0時(shí)候，只需要在軟件上使TCON置TR0或者TR1為1，既可以啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。當(dāng)GATE=1時(shí)，不僅需要在軟件上使TCON置TR0或者TR1為1，還需要由外部中斷引腳INT0————或INT1————為高電平的時(shí)候，才能啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。

C/T-: 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器選擇位， C/T-=1時(shí)，為計(jì)數(shù)模式。C/T-=0時(shí)，為定時(shí)模式。

M1、M0：工作方式設(shè)置位。四種工作方式由M1、M0進(jìn)行設(shè)置。如下表

控制寄存器

TCON的高四位用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。低四位與外部中斷相關(guān)，在前面的中斷中已經(jīng)做了介紹。

TF1：T1中斷溢出中斷請(qǐng)求位。計(jì)數(shù)溢出時(shí)由硬件自動(dòng)置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷了之后，TF1由硬件自動(dòng)清０。在T１工作的時(shí)候，CPU可以隨時(shí)查詢TF1的狀態(tài)。

TR1:T1運(yùn)行控制位。當(dāng)TR1為１時(shí)，則表示T１開始工作。當(dāng)TR1為０時(shí)，則表示T１停止工作。TR1需要由軟件置１或者０；

TF0：T０中斷溢出中斷請(qǐng)求位。功能與TF1相同。

TR０: T０運(yùn)行控制位。功能與TF１相同。

定時(shí)／計(jì)數(shù)器的工作方式

在新的8051結(jié)構(gòu)的單片機(jī)中，2個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器都有四種工作模式，既通過TMOD的M1和M0選擇。但是在傳統(tǒng)的Intel 8051的單片機(jī)中，T0有四種工作方式（方式0、1、2、3），T1有三種工作方式（方式0、1、2），以上除了所使用的寄存器，有關(guān)的控制位，標(biāo)志位不同外，在操作方式上是一樣的。以下就以參見的工作方式1（既計(jì)數(shù)位數(shù)是16位）為例。

方式1

方式1的計(jì)數(shù)方式是16位，TH0作為高八位， TL0作為第八位。其邏輯結(jié)構(gòu)圖如所示。組成了16位的加一計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)和計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為：

計(jì)數(shù)的初值在0 ~ 65535之間，計(jì)數(shù)范圍為1~65536 。

例如，若要求定時(shí)器在T0 的工作模式下，定時(shí)時(shí)間為1ms。當(dāng)晶振為6MHZ的時(shí)，求送入TH0和TL0的值。由于晶振為6MHZ，所以該機(jī)械周期為=12/晶振頻率，即為2us。

將X值寫入TH0和TL0時(shí)，分別將X值得高八位賦值給TH0，第八位賦值給TL0，格式如下：

TH0=(65536-5000)/256 //定時(shí)器的高八位賦值

TL0=(65536-5000)%256 //定時(shí)器的第八位賦值

所以一個(gè)該程序部分代碼為：

复制TMOD=0X01;
TH0=(65536-500)/256;
TL0=(65536-500)%256;
TF0=0；
TR0=1

使用方式1的工作模式，進(jìn)行1s的延時(shí)，通過LED的閃爍呈現(xiàn)出來。

寫法一

复制#include < reg51.h >


typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;


sbit LED=P2^0;


void delay_1s()
{
  u8 num=0;  
  TMOD=0X01;
  TR0=1;
  while(1)
  {
    TH0=(65536-18432)/256;
    TL0=(65536-18432)%256;
    num++;
    do
    {
      TF0=0;
    }while(!TF0);
    if (num==25)
    {
      num=0;
      break;
    }
  }
}


int main()  
{


  while(1)
  {
    LED=~LED;
    delay_1s();  
  } 
}

寫法二

复制#include < reg51.h >


typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;


sbit LED=P2^0;


u8 num;


void TIM0init(void)
{
     TMOD=0x01;            //設(shè)置定時(shí)器0為工作方式0
     TH0=(65536-18432)/256;
     TL0=(65536-18432)%256;   
     EA=1;    //開總中斷
     ET0=1;   //開定時(shí)器中斷
     TR0=1;   //啟動(dòng)定時(shí)器0
}


void T0_time()  interrupt 1      
{
    TH0=(65536-18432)/256;//重裝初值，如果不重裝，中斷只觸發(fā)一次
    TL0=(65536-18432)%256;
     num++;
}
/*
interrupt 0  指明是外部中斷0；
interrupt 1  指明是定時(shí)器中斷0； 
interrupt 2  指明是外部中斷1；
interrupt 3  指明是定時(shí)器中斷1；
interrupt 4  指明是串行口中斷；
函數(shù)名字可以隨便起，但定時(shí)器0的中斷號(hào)是固定為1的
*/




void main()
{
    TIM0init(); 
    while(1)
    {
    if(num==25)     //如果到了25，說明一秒時(shí)間到
       {
         num=0;
         LED=~LED;   //讓發(fā)光管狀態(tài)取反
       }
    }
}