定時器/計數器介紹

定時/計數器T0和T1分別是由兩個8位的專用寄存器組成，即定時/計數器T0由TH0和TL0組成，T1由TH1和TL1組成。此外，其內部還有2個8位的特殊功能寄存器TMOD和TCON，TMOD負責控制和確定T0和T1的功能和工作模式，TCON用來控制T0和T1啟動或停止計數，同時包含定時/計數器的狀態。

TF1：定時器1溢出標志。定時/計數器溢出時由硬件置位。中斷處理時由硬件清除。或用軟件清除。

TF0：定時器0溢出標志。定時/計數器溢出時由硬件置位。中斷處理時由硬件清除，或用軟件清除。

在現在很多新MCU中，不只有兩個 定時/計數器，例如STC15系列就有四個定時/計數器，但是在使用上操作上是大同小異的。

定時器內部框圖和結構介紹

定時器/計數器有定時器0（簡稱T0），定時器1（簡稱T1），定時器方式寄存器TMOD和定時器控制寄存器TCON四部分組成。該邏輯框圖如下所示。

紅線

TMOD（工作方式寄存器）：從該命名就可也知道，該寄存器控制的是選擇哪一個定時器，T0或者T1。用什么方式，作為定時器使用，還是作為計數器使用。這個都將由TMOD對應的位決定。

由TMOD的2位的C/T和6位的C/T位決定。

藍色

TCON(控制寄存器)：控制寄存器的高四位負責管理定時器/計數器和中斷申請，低四位則是負責與外部中斷有關的設置。選擇了定時器的工作方式之后，就需要由一個寄存器來允許它是否可以工作，TCON就是這個功能。

黃色

則是外部計數，外部每產生一個脈沖，計數器加1，當計數器都為一，產生一次溢出。由TH0,TL0（值得是定時器0的高八位和低八位）或者TH1,TH0（值得是定時器1的高八位和低八位

進行累計。就比如需要一個計數器，則就需要由該IO進行計數。

紫色

當定時器1和定時器0計數器累計加一，當計數器全為一的時候，長生一次溢出，向TCON中的TF0或者TF1置1。

綠色

由TCON向CPU申請中斷。

黑色

則是外部中斷直接向CPU進行中斷申請；

寄存器介紹

工作方式寄存器TMOD

GATE:門控衛，當GATE=0時候，只需要在軟件上使TCON置TR0或者TR1為1，既可以啟動定時器/計數器。當GATE=1時，不僅需要在軟件上使TCON置TR0或者TR1為1，還需要由外部中斷引腳INT0————或INT1————為高電平的時候，才能啟動定時器/計數器。

C/T-: 定時器/計數器選擇位， C/T-=1時，為計數模式。C/T-=0時，為定時模式。

M1、M0：工作方式設置位。四種工作方式由M1、M0進行設置。如下表

控制寄存器

TCON的高四位用于控制定時/計數器的啟動和中斷申請。低四位與外部中斷相關，在前面的中斷中已經做了介紹。

TF1：T1中斷溢出中斷請求位。計數溢出時由硬件自動置TF1為1。CPU響應中斷了之后，TF1由硬件自動清０。在T１工作的時候，CPU可以隨時查詢TF1的狀態。

TR1:T1運行控制位。當TR1為１時，則表示T１開始工作。當TR1為０時，則表示T１停止工作。TR1需要由軟件置１或者０；

TF0：T０中斷溢出中斷請求位。功能與TF1相同。

TR０: T０運行控制位。功能與TF１相同。

定時／計數器的工作方式

在新的8051結構的單片機中，2個定時/計數器都有四種工作模式，既通過TMOD的M1和M0選擇。但是在傳統的Intel 8051的單片機中，T0有四種工作方式（方式0、1、2、3），T1有三種工作方式（方式0、1、2），以上除了所使用的寄存器，有關的控制位，標志位不同外，在操作方式上是一樣的。以下就以參見的工作方式1（既計數位數是16位）為例。

方式1

方式1的計數方式是16位，TH0作為高八位， TL0作為第八位。其邏輯結構圖如所示。組成了16位的加一計數器，計數個數和計數初值的關系為：

計數的初值在0 ~ 65535之間，計數范圍為1~65536 。

例如，若要求定時器在T0 的工作模式下，定時時間為1ms。當晶振為6MHZ的時，求送入TH0和TL0的值。由于晶振為6MHZ，所以該機械周期為=12/晶振頻率，即為2us。

將X值寫入TH0和TL0時，分別將X值得高八位賦值給TH0，第八位賦值給TL0，格式如下：

TH0=(65536-5000)/256 //定時器的高八位賦值

TL0=(65536-5000)%256 //定時器的第八位賦值

所以一個該程序部分代碼為：

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

使用方式1的工作模式，進行1s的延時，通過LED的閃爍呈現出來。

寫法一

#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();  
  } 
}

寫法二

#include < reg51.h >


typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;


sbit LED=P2^0;


u8 num;


void TIM0init(void)
{
     TMOD=0x01;            //設置定時器0為工作方式0
     TH0=(65536-18432)/256;
     TL0=(65536-18432)%256;   
     EA=1;    //開總中斷
     ET0=1;   //開定時器中斷
     TR0=1;   //啟動定時器0
}


void T0_time()  interrupt 1      
{
    TH0=(65536-18432)/256;//重裝初值，如果不重裝，中斷只觸發一次
    TL0=(65536-18432)%256;
     num++;
}
/*
interrupt 0  指明是外部中斷0；
interrupt 1  指明是定時器中斷0； 
interrupt 2  指明是外部中斷1；
interrupt 3  指明是定時器中斷1；
interrupt 4  指明是串行口中斷；
函數名字可以隨便起，但定時器0的中斷號是固定為1的
*/




void main()
{
    TIM0init(); 
    while(1)
    {
    if(num==25)     //如果到了25，說明一秒時間到
       {
         num=0;
         LED=~LED;   //讓發光管狀態取反
       }
    }
}