定时器/计数器的结构和工作原理

定时器/计数器的结构和工作原理

定时器/计数器的结构
 定时器/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时器/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。

定时器/计数器的工作原理
计数器输入的计数脉冲源
系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后产生；
T0或T1引脚输入的外部脉冲源。
计数过程
每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1（即FFFFH）时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求（定时器/计数器中断允许时）。如果定时器/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。
定时应用
用作定时器：此时设置为定时器模式，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t 。
计数运用
用作计数器：此时设置为计数器模式，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。每来一个外部脉冲，计数器加1。但单片机对外部脉冲有基本要求：脉冲的高低电平持续时间都必须大于1个机器周期。
工作方式寄存器（TMOD）

GATE：门控位。
GATE＝0时，只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时器/计数器工作；（即需要一个启动条件）
GATE＝1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚也为高电平时，才能启动定时器/计数器工作，即需要两个启动条件。
C/T :定时/计数模式选择位。
C/T ＝0为定时模式； C/T =1为计数模式。
M1M0：工作方式设置位。

计数器工作方式选择
M1   M0 工 作 方 式 功 能 说 明
0     0 方式0 13位计数器
0    1 方式1 16位计数器
1    0 方式2 自动重装8位计数器
1   1 方式3 定时器0：分成两个8位
                 定时器1：停止计数

定时器/计数器的控制

控制寄存器TCON
 TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控制定时器/计数器的启动和中断申请。其格式如下：

TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。TR1（TCON.6）：T1起/停控制位。1：启动       0：停止
TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。
TR0（TCON.4）：T0起/停控制位。1：启动       0：停止

定时器/计数器的工作方式
方式0
  方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。

方式1
 方式1的计数位数是16位，由TL0(TL1)作为低8位、TH0(TH1)作为高8位，组成了16位加1计数器 。

方式2
 方式2为自动重装初值的8位计数方式。

 在方式2下，当计数器计满255（FFH）溢出时，CPU自动把TH 的值装入TL中，不需用户干预。因此特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。
方式3

 方式3只适用于定时器/计数器T0，定时器T1方式3时相当于TR1=0，停止计数。
工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。 

详细请查看：定时器/计数器基础