MCS-51單片機總結——No1.定時器/計數器應用

8051單片機定時器/計數器的基本知識

概述：

51單片機內部集成了兩個16位定時/計數器T0和T1，他們可以單獨配置爲定時器或計數器。
當它們被配置爲定時器時，將按照預先設置好的長度運行一段時間後產生一個溢出中斷；
當他們被配置爲計數器時，在單片機的外部中斷引腳上檢測到一個脈衝信號後計數器將加1，如果達到預先設置好的事件數目，就將產生一箇中斷事件。
處於計數工作模式時， 加法計數器對芯片端子T0(P3.4)或T1(P3.5)上的輸入脈衝進行計數；
處於定時器工作模式時，加法計數器對內部機器週期脈衝進行計數。

相關寄存器：

工作方式寄存器：TMOD(地址：0x89)

TMOD不支持位尋址，當單片機初始化後，TMOD的值爲0x00。
TMOD的結構：

bit	bit7	bit6	bit5	bit4	bit3	bit2	bit1	bit0
name	GATE	C/$\overline{T}$	M1	M0	GATE	C/$\overline{T}$	M1	M0

其中bit0-bit3對定時器0進行配置，bit4-bit7對定時器1進行配置
GATE位：定時/計數器的門控位
GATE=0時，定時/計數器的運行只受到控制寄存器TCON中的運行控制位TRx控制；
GATE=1時，定時/計數器的運行收到TRx和外部中斷輸入引腳上的電平雙重控制。也就是定時器的啓動由TRx和INTx共同控制，即TRx=1&&INTx=1時，定時/計數器方可運行。
C/$\overline{T}$位：定時方式、計數方式選擇位
C/$\overline{T}$=0時，工作在計數狀態下；
C/$\overline{T}$=1時，工作在定時狀態下。

定時器/計數器0與定時器/計數器1只在工作方式選擇位上有所差別，差別在定時器/計數器0有工作方式3，定時器/計數器1沒有工作方式3，當定時器/計數器1的工作方式選擇位配置爲工作方式3時，定時器/計數器1停止工作。

M1	M0	工作方式	含義
0	0	0	13bit不帶自動重裝的計數器
0	1	1	16bit不帶自動重裝的計數器
1	0	2	自動重裝的8bit計數器
1	1	3	獨立的兩個8bit計數器

在工作方式2中，數據寄存器THx作爲自動重裝值自動賦值給數據寄存器TLx。

控制寄存器：TCON(地址：0x88)

TCON支持位尋址，用於控制定時器/計數器的啓動與溢出。當單片機初始化後，TMOD的值爲0x00。

TCON的結構：

bit	bit7	bit6	bit5	bit4	bit3	bit2	bit1	bit0
name	TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0

TFx爲定時器/計數器的溢出標誌位。該位置位則說明單片機檢測到了定時器/計數器的溢出，並且PC自動跳轉到該中斷向量入口，當單片機響應中斷後，該位被硬件自動清除。該位由硬件寫操作，軟件讀操作。
TRx爲定時器/計數器啓動控制位，當該位被置位時，啓動定時器/計數器。該位由軟件寫操作，硬件讀操作。
TCON的bit0-bit3爲外部中斷控制位。
T0數據寄存器：TH0、TL0
T1數據寄存器：TH1、TL1

關於數據寄存器的賦值：

1個計數週期等於1個機器週期
1個機器週期等於12個時鐘週期
MCU主頻：$f_{osc}$
MCU計數週期：$T_{cy}$
預設時間：t
定時器/計數器需要運行的次數：num

$T_{cy}$=$\frac{12}{f_{osc}}$,num=$\frac{t}{T_{cy}}$=$\frac{t*f_{osc}}{12}$

相關應用實例：
實例1：

#include <AT89X52.h>

sbit Signal = P2 ^ 0;
//初始化定時計數器控制寄存器

Timer0_int(void) interrupt 1  using 1  	//定時器0中斷服務子程序
{
	Signal = ~Signal;				    //P1.7引腳翻轉
	TH0 = 0x1F;
	TL0 = 0x08;					        //重裝初始化值
}

void main()																			  
{
  	TMOD = 0x00;						//定時/計數器的方式和控制寄存器
  										//不受外部中斷控制，選擇方式0：13bit定時/計數器，工作在定時方式
  	EA = 1;								//中斷允許控制寄存器IE中的第7位bit7：EA中斷允許總控制
  	ET0 = 1;							//中斷允許控制寄存器IE中的第1位bit1：ET0定時器/計數器T0的溢出中斷允許位
  	TH0 = 0x1F;							//這裏是高8位與低5位：0001 1111	xxxx0 1000
  	TL0 = 0x08;					        //裝入初始化值
  	TR0 = 1;
  	while(1)
  	{
  	}
}

實例2：

#include <AT89X52.h>
sbit Signal = P2 ^ 0;
//初始控制寄存器
//TL0中斷服務子函數，使用通用工作寄存器組1
void Timer0(void) interrupt 1 using 1
{
	Signal = 0;
	TR0 = 0;						//停止定時器TL0
	TL0 = 0xCE;
}
//TH0中斷服務子函數，佔用定時計數器1的中斷向量，使用通用工作寄存器組2
void Timer1(void) interrupt 3 using 2
{
	Signal = 1;
	TR0 = 1;						//啓動定時器TL0
	TH0 = 0x38;							
}
main()
{
  	TMOD = 0x03;					//定時/計數器的方式和控制寄存器TMOD
  									//0000 0011 定時器1工作在模式0、定時器0工作在模式3 ，它們都工作在定時模式
  	EA = 1;
  	ET0 = 1;
  	ET1 = 1;
  	TH0 = 0x38;
  	TL0 = 0xCE;
  	Signal = 1;
  	TR0 = 1;
  	TR1 = 1;						//啓動兩個定時器
  	while(1)
  	{
  	}
}

實例3：

#include <AT89X52.h>

sbit LED1 = P2^0;                               //外部LED驅動引腳定義

void Timer0(void) interrupt 1  using 1          //定時計數器0中斷處理函數
{
   LED1 = ~LED1;                                //如果有中斷，LED翻轉
}

main()
{
  	TMOD = 0x06;								//定時/計數器的方式和控制寄存器
  												//0000 0110 定時計數器0 工作方式2 計數模式
  	TH0 = 0xFD;
  	TL0 = 0xFD;
 	EA = 1;                       
  	ET0 = 1;                     				//打開相應中斷
  	TR0 = 1;
  	while(1)
  	{
  	}
}