6.1 定時器/計數器的結構及工作原理

1. 51單片機定時器/計數器功能

• 用單片機實現定時的途徑

1	軟件定時	利用循環程序、靠執行指令消耗時間，實現時間延遲 無需硬件電路，方便、經濟 占用CPU時間，適合實現較短時間定時
2	硬件定時	利用硬件電路實現定時 不占用CPU時間，可實現較長時間定時 調整定時時間需改變元件參數，缺乏靈活性
2	可編程定時器定時	通過對系統時鐘脈沖計數實現定時 計數值可通過程序靈活設定

• 定時器/計數器功能
  • 定時器：利用MCU自身的工作時鐘
  • 計數器：利用外部輸入的時鐘信號

2. 定時器/計數器結構

• 51單片機共有2個可編程定時器/計數器——T0和T1
• T0和T1均為16位加法計數結構
• 每個定時器/計數器均由THx、TLx兩個8位計數單元組成

• T0和T1具有定時和計數兩種工作方式
• 當作為計數器方式時，T0對來自P3.4（T1對來自P3.5）引腳脈沖信號進行計數（下降沿有效）
• 當作為定時器方式時，T0、T1對經過12分頻的時鐘周期（即機器周期T）進行計數

3. 定時器/計數器的控制字

• 定時器/計數器共有2個控制寄存器TCON和TMOD
• TMOD用于選擇定時方式，可實現4種工作模式
• TCON用于控制定時器啟停，反映計數單元溢出狀態
• 復位后TCON和TMOD所有位清零

位	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
TCON (88H)	TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0
TR0	T0啟動控制位: 1：啟動T0計數，計數單元在脈沖作用下進行加1計數 0：停止T0計數，計數單元保持原數據
TR1	T1啟動控制位: 1：啟動T1計數，計數單元在脈沖作用下進行加1計數 0：停止T1計數，計數單元保持原數據

位	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
TMOD (89H)	GATE		M1	M0	GATE		M1	M0
	T1				T0
GATE	門控位 0：不門控，定時器/計數器工作僅受啟動位TR0（或TR1）控制 1：門控功能，T0（或T1）計數不僅受TR0（或TR1）控制，同時還受外部中斷輸入引腳控制，當其為高電平時，計數單元才能計數，否則停止計數
	定時器/計數器方式選擇位 0：定時器方式，對12分頻進行計數 1：計數器方式，對外部輸入信號進行計數
M1&M0	工作模式選擇 工作模式 M1 M0 定時器方式 模式0 0 0 13位定時器/計數器 模式1 0 1 16位定時器/計數器 模式2 1 0 8位自裝載定時器，當溢出時將THx存放的值裝入TLx 模式2 1 1 T0作為雙8位定時器/計數器，T1關閉

6.2 定時器/計數器的工作模式

1. 模式0

• 13位定時器/計數器結構，由THx的8位和TLx的低5位構成，TLx的高3位不用，當13位計數值溢出時（），置位TFx標志位

?2. 模式1

• 16位定時器/計數器結構，由THx和TLx兩個8位寄存器組成，當16位計數值溢出時（），置位TFx標志位，工作過程同模式0

?3. 模式2

• 一個可自動重新裝入計數值的8位定時器，TLx作為8位計數器，THx作為常數寄存器。當TLx溢出時，一方面置位TFx標志位，同時將THx中的數值重新裝入TLx寄存器，使計數器重新開始計數
• 特點：初始值由硬件自動裝入，無需軟件干預，可以獲得較高精度的定時

?4. 模式3

• 該模式僅適用于T0，T1不工作
• T0分成兩個獨立的8位計數器結構，分別通過TH0和TL0進行計數。此時TL0工作過程與模式0相當；TH0只能作為一個8位定時器使用，其運行控制和溢出標志借用T1的TR1和TF1

?6.3 計數器模式下對輸入信號的要求

• 當輸入信號產生由1至0的跳變（即負跳變）時，計數器的值增1
• 確認一次負跳變需要2個機器周期，即24個振蕩周期，因此外部輸入的計數脈沖的最高頻率位系統振蕩頻率的1/24
• 例如：若選用6MHz頻率的晶振，允許輸入脈沖頻率最高為250kHz；若選用12MHz頻率的晶振，則可輸入最高頻率為500kHz的外部脈沖
• 占空比：為確保某一給定電平在變化前能被采樣一次，這一電平至少要保持一個機器周期

總結

以上是生活随笔為你收集整理的从头开始学51单片机之6：定时器/计数器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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