80C51单片机的定时器/计数器介绍

CHANBAEK 2023-11-01 5309

描述

定时器/计数器介绍

定时/计数器T0和T1分别是由两个8位的专用寄存器组成，即定时/计数器T0由TH0和TL0组成，T1由TH1和TL1组成。此外，其内部还有2个8位的特殊功能寄存器TMOD和TCON，TMOD负责控制和确定T0和T1的功能和工作模式，TCON用来控制T0和T1启动或停止计数，同时包含定时/计数器的状态。

TF1：定时器1溢出标志。定时/计数器溢出时由硬件置位。中断处理时由硬件清除。或用软件清除。

TF0：定时器0溢出标志。定时/计数器溢出时由硬件置位。中断处理时由硬件清除，或用软件清除。

在现在很多新MCU中，不只有两个定时/计数器，例如STC15系列就有四个定时/计数器，但是在使用上操作上是大同小异的。

定时器内部框图和结构介绍

定时器/计数器有定时器0（简称T0），定时器1（简称T1），定时器方式寄存器TMOD和定时器控制寄存器TCON四部分组成。该逻辑框图如下所示。

mcu

红线

TMOD（工作方式寄存器）：从该命名就可也知道，该寄存器控制的是选择哪一个定时器，T0或者T1。用什么方式，作为定时器使用，还是作为计数器使用。这个都将由TMOD对应的位决定。

由TMOD的2位的C/T和6位的C/T位决定。

蓝色

TCON(控制寄存器)：控制寄存器的高四位负责管理定时器/计数器和中断申请，低四位则是负责与外部中断有关的设置。选择了定时器的工作方式之后，就需要由一个寄存器来允许它是否可以工作，TCON就是这个功能。

黄色

则是外部计数，外部每产生一个脉冲，计数器加1，当计数器都为一，产生一次溢出。由TH0,TL0（值得是定时器0的高八位和低八位）或者TH1,TH0（值得是定时器1的高八位和低八位

进行累计。就比如需要一个计数器，则就需要由该IO进行计数。

紫色

当定时器1和定时器0计数器累计加一，当计数器全为一的时候，长生一次溢出，向TCON中的TF0或者TF1置1。

绿色

由TCON向CPU申请中断。

黑色

则是外部中断直接向CPU进行中断申请；

寄存器介绍

工作方式寄存器TMOD

mcu

GATE:门控卫，当GATE=0时候，只需要在软件上使TCON置TR0或者TR1为1，既可以启动定时器/计数器。当GATE=1时，不仅需要在软件上使TCON置TR0或者TR1为1，还需要由外部中断引脚INT0————或INT1————为高电平的时候，才能启动定时器/计数器。

C/T-: 定时器/计数器选择位， C/T-=1时，为计数模式。C/T-=0时，为定时模式。

M1、M0：工作方式设置位。四种工作方式由M1、M0进行设置。如下表

mcu

控制寄存器

TCON的高四位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。低四位与外部中断相关，在前面的中断中已经做了介绍。

mcu

TF1：T1中断溢出中断请求位。计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断了之后，TF1由硬件自动清０。在T１工作的时候，CPU可以随时查询TF1的状态。

TR1:T1运行控制位。当TR1为１时，则表示T１开始工作。当TR1为０时，则表示T１停止工作。TR1需要由软件置１或者０；

TF0：T０中断溢出中断请求位。功能与TF1相同。

TR０: T０运行控制位。功能与TF１相同。

定时／计数器的工作方式

在新的8051结构的单片机中，2个定时/计数器都有四种工作模式，既通过TMOD的M1和M0选择。但是在传统的Intel 8051的单片机中，T0有四种工作方式（方式0、1、2、3），T1有三种工作方式（方式0、1、2），以上除了所使用的寄存器，有关的控制位，标志位不同外，在操作方式上是一样的。以下就以参见的工作方式1（既计数位数是16位）为例。

方式1

mcu

方式1的计数方式是16位，TH0作为高八位， TL0作为第八位。其逻辑结构图如所示。组成了16位的加一计数器，计数个数和计数初值的关系为：

mcu

计数的初值在0 ~ 65535之间，计数范围为1~65536 。

例如，若要求定时器在T0 的工作模式下，定时时间为1ms。当晶振为6MHZ的时，求送入TH0和TL0的值。由于晶振为6MHZ，所以该机械周期为 mcu =12/晶振频率，即为2us。

mcu

将X值写入TH0和TL0时，分别将X值得高八位赋值给TH0，第八位赋值给TL0，格式如下：

TH0=(65536-5000)/256 //定时器的高八位赋值

TL0=(65536-5000)%256 //定时器的第八位赋值

所以一个该程序部分代码为：

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

使用方式1的工作模式，进行1s的延时，通过LED的闪烁呈现出来。

写法一

#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();  
  } 
}

写法二

#include < reg51.h >


typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;


sbit LED=P2^0;


u8 num;


void TIM0init(void)
{
     TMOD=0x01;            //设置定时器0为工作方式0
     TH0=(65536-18432)/256;
     TL0=(65536-18432)%256;   
     EA=1;    //开总中断
     ET0=1;   //开定时器中断
     TR0=1;   //启动定时器0
}


void T0_time()  interrupt 1      
{
    TH0=(65536-18432)/256;//重装初值，如果不重装，中断只触发一次
    TL0=(65536-18432)%256;
     num++;
}
/*
interrupt 0  指明是外部中断0；
interrupt 1  指明是定时器中断0； 
interrupt 2  指明是外部中断1；
interrupt 3  指明是定时器中断1；
interrupt 4  指明是串行口中断；
函数名字可以随便起，但定时器0的中断号是固定为1的
*/




void main()
{
    TIM0init(); 
    while(1)
    {
    if(num==25)     //如果到了25，说明一秒时间到
       {
         num=0;
         LED=~LED;   //让发光管状态取反
       }
    }
}

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