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单片机定时器/计数器的基本结构及工作原理

2016-11-07 17:24:11 | 人围观 | 评论:

    本文主要学习定时器/计数器的基本结构。对结构的学习首先要明确定时器/计数器的功能，可参考第一节的内容来理解。目前常用的单片机中往往都配备了定时器/计数器。在AT89S52芯片内包含有三个16位的定时器/计数器：T0、T1和T2，其核心是加1计数器。我们主要要求掌握T0和T1的结构和功能。学习中要注意从电路结构上来理解功能的实现。定时器/计数器方式寄存器TMOD和定时器/计数器控制寄存器TCON是用以设定定时器/计数器的工作方式、定时或计数功能，控制启动或停止以及产生溢出中断的重要模块，应该对这两个寄存器中的逐位的定义和功能进行学习和掌握。
一、定时器/计数器的功能

AT89S52单片机定时器/计数器的基本部件是两个8位的计数器（T1计数器分为高8位TH1和低8位TL1，T0计数器的高8位是TH0，低8位是TL0）。如图1所示。


图1 T0和T1的基本构成

定时器/计数器的核心是一个加1计数器，在作定时器使用时，它对机器周期进行计数，每过一个机器周期计数器加1，直到计数器计满溢出。

当它用作对外部事件计数时，计数器接相应的外部输入引脚T0（P3.4）或T1(P3.5)并在每个机器周期的S5P2时采样，当采样到1―0的负跳变时，计数器加1。

二、定时器/计数器的结构

AT89S52单片机内部的定时/计数器的结构如图2所示。定时器T0由特殊功能寄存器TL0（低8位）和TH0（高8位）构成，定时器T1由特殊功能寄存器TL1（低8位）和TH1（高8位）构成。每个寄存器均可单独访问。



图2 定时器/计数器的内部结构

三、TMOD和TCON

AT89S52的定时器/计数器是一种可编程部件，在定时器/计数器开始工作之前，CPU必须将一些命令（控制字）写入定时/计数器。

例如：选择哪一个定时器/计数器在何种工作方式下工作？

是用作定时器计时功能还是用作计数器的计数功能？

是否启动定时器/计数器的运行？

……

这些设置的功能是通过对特殊功能寄存器TMOD和TCON的设置来实现。在初始化过程中，要将工作方式控制字写入方式寄存器（初始化工作的一部分），工作状态字写入控制寄存器，CPU就会按设定的工作方式独立运行。

1．定时器/计数器方式寄存器TMOD

    定时器/计数器方式控制寄存器TMOD在特殊功能寄存器中，字节地址为89H。TMOD不能进行位寻址，只能用字节传送指令设置定时器工作方式，低半字节定义为定时器/计数器0，高半字节定义为定时器/计数器1。复位时，TMOD所有位均为0。TMOD的格式

如下表所示。





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D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

GATE

C/

M1

M0

GATE

C/

M1

M0

T1方式控制字

T0方式控制字