定时器／计数器的工作方式是什么？

时间：2023-01-10 14:00:01

关键字：定时器计数器单片机

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[导读]TMOD 的地址是 89H ，它不能位寻址，它里面的内容被称为方式字，设置时一次写入，其各位的定义如图 6.2 所示。高 4 位用于定时器 T1 ，低 4 位用于定时器 T0 。

定时器/计数器有 4 种工作方式，由 TMOD 设置，并由 TCON 控制。TMOD 和 TCON 都属于特殊功能寄存器。

1. 定时器/计数器的方式寄存器 TMOD

TMOD 的地址是 89H ，它不能位寻址，它里面的内容被称为方式字，设置时一次写入，其各位的定义如图 6.2 所示。高 4 位用于定时器 T1 ，低 4 位用于定时器 T0 。

下面介绍 TMOD 各位功能。

1) M1M0 工作方式控制位

两位可组合成 4 种编码，分别对应 4 种工作方式，见表 6.1 所示。

2) C/T珚定时器方式或计数器方式选择位

当 C/T珚 =1 时，为计数器方式;当 C/T珚 = 0 时，为定时器方式。

3) GATE 定时器/计数器运行门控标志位

当 GATE=1 时，只有 INT0(或 INT1) 引脚为高电平且 TR0(或 TR1) 置 1 时，相应的

定时器/计数器才被选通工作，这时可用于测量在 INTx 端出现的正脉冲的宽度。若GATE=0 ，则只要 TR0 (或 TR1) 置 1 ，定时器/计数器就被选通，而不管 INT0(或 INT1) 的电平是高还是低。

2.定时器/计数器控制寄存器 TCON

特殊功能寄存器 TCON 用于控制定时器的操作及对定时器中断的控制。

TF0 、TF1 分别是定时器/计数器 T0 、T1 的溢出标志位，加法计数器计满溢出时置 1，申请中断，在中断响应后自动复 0。TF 产生的中断申请是否被接受，还需要由中断是否开放来决定。

TR1、TR0 分别是定时器/计数器 T1 、T0 的运行控制位，通过软件置 1 后，定时器/计数器才开始工作，在系统复位时被清 0。

工作方式

定时器/计数器的工作方式有 4 种，由 TMOD 中的 M1 和 M0 位选择，工作方式不同，计数长度(即最大值 M)和计数方式也不同。

方式 0：

当 M1M0 设置为 00 时，定时器选定为方式 0 工作。在这种方式下，16 位寄存器只用了 13 位，加法计数器由 TL 的低 5 位和 TH 的高 8 位组成，而 TL 的高 3 位弃之不用。工作方式 0 的逻辑图如图 6.3 所示。

当 GATE=0 时，只要 TCON 中的 TR0 为 1 ，TL0 及 TH0 组成的 13 位计数器就开始计数 ;当 GATE=1 时，此时仅 TR0=1 仍不能使计数器计数，还需要 INT0引脚为高电平才能使计数器工作。当 GATE=1 和 TR0=1 时，TH0+TL0 是否计数取决于 INT0引脚的信号，当 INT0由低电平变为高电平时，开始计数;当 INT0由高电平变为低电平时，停止计数，这样就可以用来测量在 INT0 引脚上出现的正脉冲宽度。

图 6.3 方式 0(13 位计数器)

当 13 位计数器加 1 到全“1”以后，再加 1 就产生溢出，这时置 TCON 的 TF0 为 1 ，同时把计数器全变为“0”。这种方式的计数长度 M 为 2 的 13 次方。由于加法计数器是 13 位的，故赋的初值也应是 13 位二进制数。但应注意，13 位初值的高 8 位赋值给 TH0 ，低 5 位数前面加 3 个 0 凑成 8 位之后赋给 TL0 。如要求计数值 N 为 1000 ，则初值 X 为

X=M-1000=8192-1000=7192=1110000011000B

其二进制数前 8 位是 11100000 ，后 5 位是 11000 ，因此赋初值时 TH=0E0H ，TL=18H 。

方式 1 ：

方式 1 和方式 0 的工作相同，唯一的不同是加法计数器是由 16 位计数器组成的，高 8 位为 TH ，低 8 位为 TL 。其控制逻辑图如图 6.4 所示。给它赋初值时，16 位二进制数的高 8 位赋给 TH ，低 8 位赋给 TL，最大计数值 M 为 2 的 16 次方。

图 6.4 方式 1(16 位计数器)

方式 2：

方式 2 使定时器/计数器作为能自动重置初值连续工作的 8 位计数器，TL 作 8 位加法计数器，TH 用于重置初值的常数缓冲器，如图 6.5 所示。TH 由软件预置初值，当 TL 产生溢出时，一方面使溢出标志 TF 置 1 ，同时把 TH 中的 8 位数据重新装入 TL 中。

方式 0 、1 在计数器计满溢出后由软件重新赋初值，方式 2 就省去了这种麻烦，所以它常用于定时控制或串行口的波特率发生器。如希望每隔 250 μs 产生一个定时控制脉冲，若晶振频率为 12 MHz ，则此时计数初值 X= M-N= (256-250)/1=6 ，故只要在 TH0，TL0 中预置初始值 6 ，将定时器/计时器 T0 设置成定时工作方式 2，则就能很方便地实现上述功能。

图 6.5 方式 2(初始常数自动重装载)

方式 3：

方式 3 对 T0 和 T1 是不相同的，若 T1 设置为方式 3 ，则停止工作(其效果与 TR1=0 相同)，所以方式 3 只适用于 T0。

在工作方式 3 ，定时器/计数器 T0 被分成两个独立的 8 位计数器 TL0 和 TH0 。如图 6.6 所示。由图可见，TL0 利用 T0 本身的一些控制(C/T ，GATE ，TR0 ，INT0 和 TF0)，它的操作与方式 0 和方式 1 类似，只不过是一个 8 位计数器，而 TH0 借用了 T1 的控制位 TR1 和 TF1 ，并规定只能用作定时器功能，对机器周期计数。在这种方式中，TH0 控制了 T1 的中断，T1 可以设置为方式 0~2 ，主要用于任何不需要中断控制的场合，或用作串行口的波特率发生器。