定時計數(shù)器結(jié)構(gòu)講解

《單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用》模塊四單元一MCS-51定時器計數(shù)器的寄存器知識點(diǎn)1：MCS-51定時器計數(shù)器的寄存器機(jī)電工程學(xué)院

MCS-51定時器計數(shù)器的寄存器80C51單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個16位的可編程定時器/計數(shù)器。可編程的意思是指其功能（如工作方式、定時時間、量程、啟動方式等）均可由指令來確定和改變。在定時器/計數(shù)器中除了有兩個16位的計數(shù)器之外，還有兩個特殊功能寄存器（控制寄存器和方式寄存器）

MCS-51定時器計數(shù)器的寄存器

從上面定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)圖中我們可以看出，16位的定時/計數(shù)器分別由兩個8位專用寄存器組成，即：T0由TH0和TL0構(gòu)成；T1由TH1和TL1構(gòu)成。其訪問地址依次為8AH-8DH。每個寄存器均可單獨(dú)訪問。這些寄存器是用于存放定時或計數(shù)初值的。此外，其內(nèi)部還有一個8位的定時器方式寄存器TMOD和一個8位的定時控制寄存器TCON。這些寄存器之間是通過內(nèi)部總線和控制邏輯電路連接起來的。TMOD主要是用于選定定時器的工作方式；TCON主要是用于控制定時器的啟動停止，此外TCON還可以保存T0、T1的溢出和中斷標(biāo)志。當(dāng)定時器工作在計數(shù)方式時，外部事件通過引腳T0（P3.4）和T1（P3.5）輸入

MCS-51定時器計數(shù)器的寄存器定時計數(shù)器的原理： 16位的定時器/計數(shù)器實(shí)質(zhì)上就是一個加1計數(shù)器，其控制電路受軟件控制、切換。

當(dāng)定時器/計數(shù)器為定時工作方式時，計數(shù)器的加1信號由振蕩器的12分頻信號產(chǎn)生，即每過一個機(jī)器周期，計數(shù)器加1，直至計滿溢出為止。顯然，定時器的定時時間與系統(tǒng)的振蕩頻率有關(guān)。因一個機(jī)器周期等于12個振蕩周期，所以計數(shù)頻率fcount=1/12osc。如果晶振為12MHz，則計數(shù)周期為： T=1/（12×106）Hz×1/12=1μs

這是最短的定時周期。若要延長定時時間，則需要改變定時器的初值，并要適當(dāng)選擇定時器的長度（如8位、13位、16位等）。

MCS-51定時器計數(shù)器的寄存器

當(dāng)定時器/計數(shù)器為計數(shù)工作方式時，通過引腳T0和T1對外部信號計數(shù)，外部脈沖的下降沿將觸發(fā)計數(shù)。計數(shù)器在每個機(jī)器周期的S5P2期間采樣引腳輸入電平。若一個機(jī)器周期采樣值為1，下一個機(jī)器周期采樣值為0，則計數(shù)器加1。此后的機(jī)器周期S3P1期間，新的計數(shù)值裝入計數(shù)器。

所以檢測一個由1至0的跳變需要兩個機(jī)器周期，故外部事年的最高計數(shù)頻率為振蕩頻率的1/24。例如，如果選用12MHz晶振，則最高計數(shù)頻率為0.5MHz。雖然對外部輸入信號的占空比無特殊要求，但為了確保某給定電平在變化前至少被采樣一次，外部計數(shù)脈沖的高電平與低電平保持時間均需在一個機(jī)器周期以上。

MCS-51定時器計數(shù)器的寄存器

當(dāng)CPU用軟件給定時器設(shè)置了某種工作方式之后，定時器就會按設(shè)定的工作方式獨(dú)立運(yùn)行，不再占用CPU的操作時間，除非定時器計滿溢出，才可能中斷CPU當(dāng)前操作。 CPU也可以重新設(shè)置定時器工作方式，以改變定時器的操作。由此可見，定時器是單片機(jī)中效率高而且工作靈活的部件。

綜上所述，我們已知定時器/計數(shù)器是一種可編程部件，所以在定時器/計數(shù)器開始工作之前，CPU必須將一些命令（稱為控制字）寫入定時/計數(shù)器。將控制字寫入定時/計數(shù)器的過程叫定時器/計數(shù)器初始化。在初始化過程中，要將工作方式控制字寫入方式寄存器，工作狀態(tài)字（或相關(guān)位）寫入控制寄存器，賦定時/計數(shù)初值。

MCS-51定時器計數(shù)器的寄存器

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(yùn)行，以及作為運(yùn)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)。定時器/計數(shù)器方式寄存器TMOD：

定時器方式控制寄存器TMOD在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為89H，無位地址。TMOD的格式如下圖所示。

MCS-51定時器計數(shù)器的寄存器

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。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。

MCS-51定時器計數(shù)器的寄存器

工作方式

功能描述00工作方式013位計數(shù)器01工作方式116位計數(shù)器10工作方式2自動再裝入8位計數(shù)器11工作方式3定時器0：分成兩個8位計數(shù)器，定時器 1：停止計數(shù)

定時器/計數(shù)器方式