LinkedIn定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)

定時器/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個寄存器組成。TMOD是定時器/計數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能;TCON是控制寄存器，控制T0、T1的啟動和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。

定時器/計數(shù)器的工作原理

計數(shù)器輸入的計數(shù)脈沖源

系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后產(chǎn)生;

T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。

計數(shù)過程

每來一個脈沖計數(shù)器加1，當(dāng)加到計數(shù)器為全1（即FFFFH）時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零，且計數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請求（定時器/計數(shù)器中斷允許時）。如果定時器/計數(shù)器工作于定時模式，則表示定時時間已到;如果工作于計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿。

定時應(yīng)用

用作定時器：此時設(shè)置為定時器模式，加1計數(shù)器是對內(nèi)部機器周期計數(shù)（1個機器周期等于12個振蕩周期，即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計數(shù)值N乘以機器周期Tcy就是定時時間t 。

計數(shù)運用

用作計數(shù)器：此時設(shè)置為計數(shù)器模式，外部事件計數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計數(shù)器。每來一個外部脈沖，計數(shù)器加1。但單片機對外部脈沖有基本要求：脈沖的高低電平持續(xù)時間都必須大于1個機器周期。

工作方式寄存器（TMOD）

GATE：門控位。

GATE=0時，只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動定時器/計數(shù)器工作;（即需要一個啟動條件）

GATE=1時，要用軟件使TR0或TR1為1，同時外部中斷引腳也為高電平時，才能啟動定時器/計數(shù)器工作，即需要兩個啟動條件。

C/T ：定時/計數(shù)模式選擇位。

C/T =0為定時模式; C/T =1為計數(shù)模式。

M1M0：工作方式設(shè)置位。

計數(shù)器工作方式選擇

M1 M0 工 作 方 式 功 能 說 明

0 0 方式0 13位計數(shù)器

0 1 方式1 16位計數(shù)器

1 0 方式2 自動重裝8位計數(shù)器

1 1 方式3 定時器0：分成兩個8位［page］

定時器1：停止計數(shù)

定時器/計數(shù)器的控制

控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中斷，已在前面介紹。TCON的高4位用于控制定時器/計數(shù)器的啟動和中斷申請。其格式如下：

TF1（TCON.7）：T1溢出中斷請求標(biāo)志位。T1計數(shù)溢出時由硬件自動置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動清0。TR1（TCON.6）：T1起/?？刂莆?。1：啟動 0：停止

TF0（TCON.5）：T0溢出中斷請求標(biāo)志位，其功能與TF1類同。

TR0（TCON.4）：T0起/?？刂莆?。1：啟動 0：停止

定時器/計數(shù)器的工作方式

方式0

方式0為13位計數(shù)，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成TL0的低5位溢出時向TH0進位，TH0溢出時，置位TCON中的TF0標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請求。

方式1

方式1的計數(shù)位數(shù)是16位，由TL0（TL1）作為低8位、TH0（TH1）作為高8位，組成了16位加1計數(shù)器 。

方式2

方式2為自動重裝初值的8位計數(shù)方式。

在方式2下，當(dāng)計數(shù)器計滿255（FFH）溢出時，CPU自動把TH 的值裝入TL中，不需用戶干預(yù)。因此特別適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器。

方式3

方式3只適用于定時器/計數(shù)器T0，定時器T1方式3時相當(dāng)于TR1=0，停止計數(shù)。

工作方式3將T0分成為兩個獨立的8位計數(shù)器TL0和TH0 。

TMOD和TCON

AT89S52的定時器/計數(shù)器是一種可編程部件，在定時器/計數(shù)器開始工作之前，CPU必須將一些命令（控制字）寫入定時/計數(shù)器。

例如：選擇哪一個定時器/計數(shù)器在何種工作方式下工作？

是用作定時器計時功能還是用作計數(shù)器的計數(shù)功能？

是否啟動定時器/計數(shù)器的運行？

……

這些設(shè)置的功能是通過對特殊功能寄存器TMOD和TCON的設(shè)置來實現(xiàn)。在初始化過程中，要將工作方式控制字寫入方式寄存器（初始化工作的一部分），工作狀態(tài)字寫入控制寄存器，CPU就會按設(shè)定的工作方式獨立運行。

1．定時器/計數(shù)器方式寄存器TMOD

定時器/計數(shù)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。TMOD不能進行位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置定時器工作方式，低半字節(jié)定義為定時器/計數(shù)器0，高半字節(jié)定義為定時器/計數(shù)器1。復(fù)位時，TMOD所有位均為0。TMOD的格式

如下表所示。

M1、M0：工作方式選擇位。用來定義定時器/計數(shù)器的四種工作方式。

C/：功能選擇位：C/位為定時器方式或計數(shù)器方式選擇位。C/=1時，為計數(shù)器方式；C/=0時，為定時器方式。

GATE：門控制位，確定定時器的開啟與關(guān)閉。當(dāng)GATE=0時，只要定時器控制寄存器TCON中的TR0（或TR1）被置1時，T0（或T1）被允許開始計數(shù)（TCON各位含義見后面敘述）。

當(dāng)GATE=1時，外部中斷引腳或的輸入電平控制T0或T1的開啟與關(guān)閉。

2．定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON

TCON是T0和T1的控制寄存器，它同時也用來鎖存T0、T1的溢出中斷請求源和外部中斷請求源。TCON寄存器復(fù)位時為00H，可以進行位尋址。定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON字節(jié)地址為88H。TCON寄存器各位定義如下表

TCON中各標(biāo)志位的功能是：

TF1（D7）：定時器1溢出標(biāo)志位。當(dāng)T1計滿溢出時，由硬件使TF1置1，申請中斷。進入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動清0，在查詢方式下用軟件清0。

TR1（D6）：定時器1運行控制位。TR1置1，啟動定時器1；TR1置0則停止工作。TR1由軟件置1或清零

TF0（D5）：定時器0溢出標(biāo)志。其功能及操作情況同TF1。

TR0（D4）：定時器0運行控制位。其功能及操作情況同TR1。

IE1（D3）：外部中斷1中斷請求標(biāo)志。IT1=1時，外部中斷1引腳上的電平由1變0時，IE1由硬件置位，外部中斷1請求中斷。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷并轉(zhuǎn)向該中斷服務(wù)程序執(zhí)行時，由內(nèi)部硬件自動清0。

IT1（D2）：外部中斷1（）電平觸發(fā)方式或者脈沖觸發(fā)方式控制位。IT1=1時，外部中斷1為負邊沿觸發(fā)方式，引腳上的電平從高到低負跳變有效。IT1=0時，外部中斷1為電平觸發(fā)方式。上輸入低電平有效。

IE0（D1）：外部中斷0中斷請求標(biāo)志。如果IT0置1，則當(dāng)上的電平由1變0時，IE0由硬件置位。在CPU把控制轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序時由硬件使IE0復(fù)位。

IT0（D0）：外部中斷源0觸發(fā)方式控制位，其含義同IT1。

3．TMOD和TCON的控制功能可以通過一個具體的電路結(jié)構(gòu)來加強理解

圖3TMOD和TCON控制功能的實現(xiàn)

在圖3中，清楚的表示了TMOD和TCON中的控制位對工作方式、定時/計數(shù)模式、啟動、溢出中斷的控制的實現(xiàn)。