【蓝桥杯—单片机学习笔记（九）】定时/计数器基本原理

一、定时/计数器的结构原理

MCS-51单片机中有2个可编程的16位定时/计数器T0和T1，他们内部都是由“加1”计数寄存器、工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON三个部分组成。

其中，

（1）“加1”计数器分为高8位和低8位；

（2）TMOD寄存器主要用于控制定时或者计数功能选择、工作方式设置以及启动方式的控制等；

（3）TCON寄存器主要用于控制T0或T1的启动/暂停、溢出标志的设置等。

定时/计数器工作时，每来一个脉冲（即过1个机器周期），“加1”计数寄存器会加1，当其为全1的时候，在输入一个脉冲，这时计数寄存器产生溢出。与此同时，计数寄存器值会被清零，同时TCON寄存器的溢出标志位被置为1，并向单片机CPU发出定时中断信号。

若此时工作在定时模式，则代表设定的时间到；若工作于计数模式，则表示计数值已满。

1.工作于定时模式

定时/计数器工作于定时模式时，“加1”计数寄存器是对单片机内部产生的机器周期进行计数，其频率为系统晶振频率的1/12，此时定时时间T = Tp * N（Tp是每个机器周期的时间，N为累计的机器周期脉冲个数）

2.工作于计数模式

定时/计数器工作于计数模式时，它用于对外部事件的计数，其值由单片机T0或T1引脚输入，脉冲的下降沿计数。输入值从一个高电平到低电平，至少需要2个机器周期，（1个机器周期 = 12晶振周期），因此计数频率最大为系统晶振频率的1/24。

二、定时/计数器方式控制字设置

1.定时/计数器控制寄存器TCON（可以进行位寻址）

TCON为定时/计数器T0、T1的控制寄存器，同时也锁存T0、T1溢出中断源和外部请求中断源。

2.定时/计数器工作模式寄存器TMOD（不能进行位寻址）

定时和计数功能由特殊功能寄存器TMOD的控制位C/T'进行选择。2个定时/计数器有4种操作模式，通过TMOD的M0和M1选择。

 三、定时/计数器的工作方式

1.方式0：13位定时/计数器 

13位定时/计数器 ，由TH0的高8位和TL0的低5位（高3位未用）构成，TL0溢出时向TH0进位；TH0溢出时，溢出标志位TF置1。

定时时间T = Tp*N（Tp为每个机器周期的时间，N为累计的机器周期脉冲的个数），Tp = 12Tosc = 12/fosc。

（1）做定时器使用时，定时初值。

（2）做计数器使用时，计数初值（M为T0或T1引脚输入的计数脉冲个数）。

2.方式1：16位定时/计数器

16位定时/计数器，由TH0作为高8位、TL0作为低8位构成。

（1）做定时器使用时，定时初值。

 （2）做计数器使用时，计数初值（M为T0或T1引脚输入的计数脉冲个数）。

3.方式2：8位自动重装载定时/计数器

8位自动重装载定时/计数器，TL0作为计数寄存器，当TL0溢出后，TL0初值自动重装入TH0的值。

（1）做定时器使用时，定时初值。

（2）做计数器使用时，计数初值（M为T0或T1引脚输入的计数脉冲个数）。