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MCS-51系列单片机中的定时器有哪几个专用寄存器？它们各自的作用是什么？

2025-02-28 15:07:44

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回答1：

要讲定时离不开中断，两者结合使用的。定时计数器主要用到TMOD工作模式寄存器，TCON定时器的控制寄存器，EA中断允许控制寄存器，IP中断优先级寄存器定时器控制寄存器TCON (88H)TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0TCONTF0/TF1：定时器0/定时器1溢出中断申请标志位： =0：定时器未溢出； =1：定时器溢出申请中断，进中断后自动清零。TR0/TR1：定时器运行启停控制位： =0：定时器停止运行； =1：定时器启动运行。TCON：Timer控制寄存器，是管理定时器工作的SFR（其中低4位管外部中断）定时器控制寄存器TCON (88H)TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0TCONIE0/IE1：外部中断申请标志位： =0：没有外部中断申请； =1：有外部中断申请。IT0/IT1：外部中断请求的触发方式选择位： =0：在INT0/INT1端申请中断的信号低电平触发; =1：在INT0/INT1端申请中断的信号负跳变触发.TCON：Timer控制寄存器，低4位管理外部中断�8�4在CPU已经开放了外部中断允许的前提下：�8�4在INT0/INT1引脚输入一个负脉冲或低电平， �8�4TCON寄存器中的IE0/IE1标志位自动变“1”，检测到IE0/IE1变“1”后,将产生指令：执行中断服务程序,�8�4并将IE0/IE1标志位自动清“0”,以备下次申请。外部中断(INT0,INT1)申请过程单片机的定时/计数器定时器计数器的概念一、计数的概念
选票：画“正”。这就是计数，生活中计数的例子处处可见。比如一个水盆在水龙头下，水龙没关紧，水一滴滴地滴入盆中。水滴持续落下，盆的容量是有限的，过一段时间之后，水就会逐渐变满。51单片机中有两个计数器，分别称之为T0和T1，这两个计数器分别是由两个8位的RAM单元组成的，即每个计数器都是16位的计数器，最大的计数量是65536。

二、定时
计数器是如何作为定时器来用的呢？比如一个闹钟，将它定时在1个小时后响闹，我们也能说成是秒针走了（3600）次，所以时间就转化为秒针走的次数的，也就是计数的次数了，可见，计数的次数和时间之间十分相关。那么它们的关系是什么呢？也就是秒针每一次走动的时间要正好是1秒。

只要计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了时间的流逝。由此，单片机中的定时器和计数器是同一个东西，只不过计数器是记录的外部的触发脉冲，而定时器则是由单片机供给一个非常稳定的计数源。供给定时器的是计数源是机器周期也就是由单片机的晶体震荡器经过12分频后获得的一个脉冲源（机器周期）。晶振的频率是很准确的，所以这个计数脉冲的时间间隔也很准。一个12M的晶振，它供给给计数器的脉冲时间间隔是1微秒。计数脉冲的间隔与晶振有关，12M的晶振，计数脉冲的间隔是1微秒。这是逻辑图，可以看到T1是一个单刀双掷开关，说明定一个定时/计数器同一时刻要么作定时用，要么作计数用，不能同时用；接通T1引脚时作为外部计数用。（T0的引脚是P3.4，T1的引脚是P3.5）。

比如滴水的例子，当水持续落下，盆中的水逐渐变满，最终会有一滴水使得盆中的水全满了。这个时候如果再有一滴水落下，水会漫出来，用术语来讲就是“溢出”，而每一滴水落下，用术语来说就是发出一个计数脉冲。水溢出是流到地上，而计数器溢出后就会引发一个定时中断事件，就象定时的时间一到，闹钟就会响一样。现在另一个问题是：要有多少个计数脉冲才会产生事件。刚才已研究过，计数器的容量是16位，也就是最大的计数值到65536，因此计数计到65536就会产生溢出。这个没有问题，问题是我们现实生活中，经常会有少于65536个计数值的要求，如制药厂包装线上，一瓶药片为100粒，500瓶为一箱那么怎么样来满足这个要求呢？举例如果是一个空的水盆要1万滴水滴进去才会满，我在开始滴水之前就先放入一勺水，还需要10000滴吗？对了，这时我们就采用预置数的办法，我要计 100，那我就先放进65436，再来100个脉冲，不就到了65536了吗。定时也是如此，每个脉冲是1微秒，则计满65536个脉冲需时65.536 毫秒，但现在我只要10毫秒，怎么办？10个毫秒为10000个微秒，所以，只要在计数器里面放进55536就可以了。溢出的概念和设置任意定时计数的方法3个16位定时器/计数器 ——(51系列有2个16位Timer少一个T2)定时器:对片内机器时钟(周期方波)进行计数计数器:对Tx引脚输入的负脉冲进行计数与Timer工作有关的特殊功能寄存器： TCON 和 TMODAT89S52单片机的定时器/计数器单片机定时/计数器内部结构单片机定时/计数器内部结构图定时器的2个特殊功能寄存器(TCON)TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0定时器控制寄存器TCON (88H)TF0/TF1: 定时器0/1计数溢出标志位。 =1 计数溢出； =0 计数未满 TF0/TF1标志位可用于申请中断或供CPU查询。在进入中断服务程序时会自动清零；但在查询方式时必须软件清零。TR0/TR1: 定时器0/1运行控制位。 =1 启动计数； =0 停止计数TR0/TR1：定时器0/1运行控制位： TR0/TR1 =0 时，Timer0/1停止计数 TR0/TR1 =1 时，Timer0/1启动计数定时器T0/T1 中断申请过程�8�4 在已经开放T0/T1中断允许且已被启动的前提下：�8�4 T0/T1加满溢出时 TF0/TF1标志位自动置“1” �8�4 检测到TCON中TF0/TF1变“1”后,将产生指令：执行中断服务程序,�8�4 TF0/TF1标志位会自动清“0”,以备下次中断申请。定时/计数器可按片内机器周期定时，也可对由T0/T1引脚输入一个负脉冲进行加法计数TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0TCON (88H)GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0定时器方式寄存器TMOD (89H)T1T0M1,M0：工作方式定义位 ( 定义4 种方式 ):C/T ：计数器/定时器选择位 = 1 外部事件计数器。对T0/T1引脚的负脉冲计数； = 0 片内时钟定时器。对机器周期脉冲计数定时0 0：13位定时器——几乎不用0 1：16位定时器——经常用到1 0：可自动重装的 8位定时器——经常用到1 1：T0 分为2个8位 Timer；T1 此时不工作 ——几乎不用GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0T1T0GATE门控位: Timer可由软件与硬件两者控制 �8�4 GATE = 0 ——普通用法 Timer的启/停由软件对TRx位写“1”/“0”控制定时器方式寄存器TMOD(89H)�8�4 GATE = 1 ——门控用法 Timer的启/停由软件对TR0/TR1位写“1”/“0” 和在INT0/INT1引脚上出现的信号的高/低共同控制GATE=0时，定时/计数是否工作，只取决于TR0是否为1。GATE=1，只有TR0为1，且INT0管脚也是高电平，定时/计数才工作。从电路上看到GATE是一个非门，它与INTx组成一个或门，这个或门与TR0又组成一个与门。当GATE=0时，则~GATE=1(非门)，此时无论INT0为高或低，它们相或之后必然为1，此时只要TR0=1，则工作，TR0=0则不工作，不受INT0的影响。当GATE=1时，～GATE=0，则INT0=1时，它们相或为1，此时定时器是否工作受TR0影响；若INT0=0，则无论TR0为什么，定时器都不能工作，即当GATE=0时，定时器受INT0和TR0共同的作用。所以，GATE位的状态决定定时器运行控制取决于TR0的一个条件还是TR0和INT0引脚这两个条件。当GATE=1时，由于GATE信号封锁了与门，使引脚 INT0信号无效。而这时候如果TR0=1，则接通模拟开关，使计数器进行加法计数，即定时/计数工作。而TR0=0，则断开模拟开关，停止计数，定时 /计数不能工作。当GATE=0时，与门的输出端由TR0和INT0电平的状态确定，此时如果TR0=1，INT0=1与门输出为1，允许定时/计数器计数，在这种情况下，运行控制由TR0和INT0两个条件共同控制，TR0是确定定时/计数器的运行控制位，由软件置位或清“0”。振荡器�8�112TLx THx (8位) (8位)TFx申请中断Tx端TRx位GATE位INTx端≥1&C/T=0C/T=1控制开关或门与门非门定时器结构与工作方式工作方式1：——16位的定时/计数器在工作方式1下，计数器的计数值范围是： 1~65536（216）
当为定时工作方式1时，定时时间的计算公式为：
（216—计数初值）╳晶振周期╳12或（216—计数初值）╳机器周期
其时间单位与晶振周期或机器周期相同。

�8�4 THx/TLx赋初值：THx赋高8位，TLx赋低8位工作方式1 的编程要点： �8�4 TMOD选方式：写“M1,M0”=01 选方式1�8�4 若不用门控位,直接用软件写TRx控制启/停�8�4 若使用门控位，先置位TRx，然后由INTx端的高/低电平来控制其启/停�8�4 若要允许中断，还须先置位ETx、EA等中断允许控制位，并编写中断服务程序�8�4 若不用中断，可查询“计数溢出标志TFx” 的方式工作，但溢出标志TFx须软件清0工作方式2：——8 位自动重装的定时/计数器振荡器�8�112TLx (8位)TFx申请中断Tx端TRx位GATE位INTx端≥1&C/T=0C/T=1控制 =1开关接通或门与门THx (8位)溢出位门开�7�4 THx/TLx赋相同初值在TLx计数达到0FFH 再加“1”时，TL0 将溢出,进位位直接进入“TFx”去申请中断,同时打开三态门，使THx中的值自动重装(Copy)进TLx工作方式 2 的编程：�7�4 TMOD寄存器选方式：写“M1，M0” = 10选中方式2�7�4 其他用法与各种方式1完全相同T0：组织成TL0和TH0两个8位定时/计数器Timer工作方式 3 ——几乎无用T1：不再是定时/计数器了 T1 的TR1和TF1出借给TH0当控制位使用, 剩下的TH1/TL1寄存器只能当作普通寄存器用。振荡器�8�112TL0 (8位)TF0申请中断T0端TR0位GATE位INT0端≥1&C/T=0C/T=1控制 =1开关接通或门与门TH0 (8位)TF1申请中断TR1位控制 =1Timer工作方式 3 结构：�7�4T0成为双 8位Timer �7�4T1不再有Timer功能 �7�4TF1，TR1出借给TH0 定时器小结：（2个16位加法计数器）�7�4运行/停止由TRx位控制，(当GATE=1时：由TRx位和Tx引脚上的信号共同控制)�7�4工作方式由TMOD决定; 计数/定时由C/T位决定工作方式0（13位）永远不用工作方式3（T0拆为双8位）几乎无用工作方式1（16位）经常用到工作方式2（8位自动重装）经常用到�7�4从初值按机器周期或外部脉冲递加，溢出位 TFx申请中断；中断允许由ETx位和EA位控制，定时器/计数器的定时/计数范围工作方式0：13位定时/计数方式，因此，最多能计到2的13次方，也就是8192次。工作方式1：16位定时/计数方式，因此，最多能计到2的16次方，也就是65536次。工作方式2和工作方式3，都是8位的定时/计数方式，因此，最多能计到2的8次方，也说是256次。预置值计算：用最大计数量减去需要的计数次数即可

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