姓名：黃楠琳? ? ? ?學(xué)號(hào)：19020100011? ? ? ? 學(xué)院：電子工程學(xué)院

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【嵌牛導(dǎo)讀】本篇文章介紹了單片機(jī)中特殊功能寄存器實(shí)現(xiàn)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器

【嵌牛鼻子】定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、TH、TL、TMOD工作模式寄存器、TCON定時(shí)器控制寄存器

【嵌牛提問(wèn)】單片機(jī)中怎樣實(shí)現(xiàn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器功能？

【嵌牛正文】

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)介

在單片機(jī)中，存在兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，他們分別為T(mén)0和T1

在單片機(jī)中，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定時(shí)、用于測(cè)量脈沖等應(yīng)用

基本的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器原理如圖所示

在了解定時(shí)器/計(jì)數(shù)器之前，我們需要了解幾個(gè)基本概念：

1）時(shí)鐘周期：時(shí)鐘周期 T 是時(shí)序中最小的時(shí)間單位，具體計(jì)算的方法就是1/ 時(shí)鐘源頻率【也就是晶振電路的振動(dòng)頻率】（一般單片機(jī)采用的是11.0592MHz）

2）機(jī)器周期：?jiǎn)纹瑱C(jī)完成一個(gè)操作的最短時(shí)間，一個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)時(shí)鐘周期

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的實(shí)質(zhì)是加1計(jì)數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個(gè)寄存器組成（TH和TL）。TMOD是定時(shí)器/計(jì)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(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。

定時(shí)器：加1計(jì)數(shù)器是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù)（1個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，即計(jì)數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計(jì)數(shù)值N乘以機(jī)器周期Tcy就是定時(shí)時(shí)間t ，通過(guò)設(shè)定TH和TL的初值，我們就可以合理設(shè)置定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間

計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器主要用來(lái)計(jì)輸入脈沖的值。每來(lái)一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全1（即FFFFH）時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零，且計(jì)數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)），單片機(jī)對(duì)外部脈沖有基本要求：脈沖的高低電平持續(xù)時(shí)間都必須大于1個(gè)機(jī)器周期。所以T0或者T1 輸入的可計(jì)數(shù)外部脈沖的最高頻率為當(dāng)前單片機(jī)工作頻率/24。

在單片機(jī)中，存在兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，他們分別為T(mén)0和T1

TH與TL

在單片機(jī)中，存在4個(gè)特殊功能寄存器，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，他們分別是

通過(guò)設(shè)置TH與TL的初值，我們可以實(shí)現(xiàn)我們想要的定時(shí)功能、延時(shí)功能和計(jì)數(shù)功能

例如：如果我們想要實(shí)現(xiàn)0.02s的定時(shí)，我們可以先計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)0.02s所需要的機(jī)器周期，假設(shè)需要的機(jī)器周期為x

x*12/11059200=0.02

–> x=18432

由于單片機(jī)存在的是16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，最大能表示65535，因此當(dāng)初值y=65536-18432=47104時(shí)，定時(shí)器可實(shí)現(xiàn)0.02s的定時(shí)，對(duì)應(yīng)的16進(jìn)制為0xB800，因此當(dāng)我們給TH0=0xB8，TL0=0x00時(shí)，我們可實(shí)現(xiàn)定時(shí)器0.02s的精確定時(shí)

TMOD工作模式寄存器

TMOD是定時(shí)器、計(jì)數(shù)器模式控制寄存器（TIMER/COUNTER MODE CONTROL REGISTER），它是一個(gè)逐位定義的8位寄存器，但只能使用字節(jié)尋址，其字節(jié)地址為89H

主要用來(lái)控制定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式

1）GATE——門(mén)控制位

GATE=0，以運(yùn)行控制位TRx啟動(dòng)定時(shí)器；GATE=1，以外中斷請(qǐng)求信號(hào)（INT1或INT0）啟動(dòng)定時(shí)器，即僅當(dāng)INT0（P3.2）【INT1（P3.3)】引腳為高且TR0控制位被置1時(shí)可使定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，常用來(lái)測(cè)量外部信號(hào)脈沖寬度

2）C/T——功能選擇位

定時(shí)器或計(jì)數(shù)器選擇位，該位被清零時(shí)用作定時(shí)器功能（內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘），置1時(shí)用作計(jì)數(shù)器功能

3）M0、M1——方式選擇功能

MCS-51的定時(shí)器T0有4種工作方式：方式0，方式1，方式2，方式3。

MCS-51的定時(shí)器T1有3種工作方式：方式0，方式1，方式2

目前我們常用的是方式1和方式2，方式0和方式3基本不用

TCON定時(shí)器控制寄存器

TCON（Timer?Control?Register）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器，TCON在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為88H，位地址(由低位到高位)為88H一8FH，可進(jìn)行位尋址

TCON的作用是控制定時(shí)器的啟、停，標(biāo)志定時(shí)器溢出和中斷情況

目前我們只了解4567位的作用，其他的暫時(shí)不做了解

1）TF位

溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，T1計(jì)數(shù)/定時(shí)溢出時(shí)由硬件自動(dòng)置TF1為1，CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動(dòng)清0,也可軟件清零，可用來(lái)判別定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的狀態(tài)

2）TR位

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器運(yùn)行控制位，TR置0時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器停止工作，置1時(shí)開(kāi)始工作

定時(shí)器操作實(shí)例

對(duì)于定時(shí)器的設(shè)置，我們只需要遵循以下幾個(gè)步驟：

第一：設(shè)置特殊功能寄存器TMOD，配置好工作模式

第二：設(shè)置存儲(chǔ)器TH0與TL0的初值

第三：設(shè)置TCON，通過(guò)TR0置1來(lái)讓定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)

第四：判斷TCON寄存器的TF0，監(jiān)測(cè)定時(shí)器溢出情況

下面，我們基于C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行程序編寫(xiě)：以實(shí)現(xiàn)LED燈閃爍（周期為2s）