C51定时器计数器

C51定时器计数器

电路图

---

定时/计数器的结构和工作原理

1，定时/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TH1，TH2组成
TH1+TL0的模是65536，可表达范围0~65535，65535+1时就会溢出产生相关中断
2，TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；
3，TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志

---

定时计数器相关寄存器

TCON寄存器（中断的请求与外部中断的选择）

位	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
addr:88H	TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0
中断源	T1	T1	T0	T0	INT1	INT1	INT0	INT0

• IT0和IT1是设置外部中断的触发方式
  当其为0时，为低电平触发方式
  当其为1时，为负跳变触发方式

• IE0和IE1是外部中断标志位

• 下面是定时/计数器的控制
  TF0和TF1是定时器的中断标志
  TR1和TR0是打开相应的定时器

  TF1：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。T1工作时，CPU可随时
  查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软
  件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。
  TR1：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。
  TF0：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1同。TR0
  TR0：T0运行控制位，其功能与TR1类同。
  

---

IE寄存器（开关）

位	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
addr:A8H	EA			ES	ET1	EX1	ET0	EX0
中断源				串	T1	INT1	T0	INT0

• EX0外部中断0允许位；
• ET0定时/计数器T0中断允许位；
• EX1 外部中断0允许位；
• ET1 定时/计数器T1中断允许位；
• ES 串行口中断允许位；
• EA CPU中断允许（总允许）位；

---

计数存放寄存器

Mnemonic	ADD	NAME	7~0位
TL0	8Ah	Timer / Counter 0 Low Byte
TH0	8Ch	Timer / Counter 0 High Byte
TL1	8Bh	Timer / Counter 0 High Byte
TH1	8Dh	Timer / Counter 1 High Byte

---

TMOD寄存器（寄存器工作方式）

位	7	6	5	4	3	2	1	0
addr:89H	GATE	C/T1	M1	M0	GATE	C/T0	M1	M0
中断源	T1	T1	T1	T1	T0	T0	T0	T0

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/计数器工作；GATA＝1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚或也为高电平时，才能启动定时/计数器工作
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。定时/计数器有四种工作方式，由M1M0进行设置。

M1M0设置的工作方式

M1	M0	工作方式	功能简述
0	0	方式0	13位计数器，TLi只用低5位
0	1	方式1	16位计数器
1	0	方式2	8位自动重装计数器。仅TLi作为计数器，THi的值不变。TLi溢出, THi中的值自动装入TLi中.
1	1	方式3	T0分为两个独立的8位计数器

---

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作为低8位、TH0作为高8位，组成了16位加1计数器
计数个数与计数初值的关系为： X=2¹⁶-N

---

方式2

方式2为自动重装初值的8位计数方式
计数个数与计数初值的关系为： X=2⁸-N

---

方式3

方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式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 。

---

定时器操作步骤：

1,选择工作方式（设置M1，M0）
2,选择控制方式（设置GATE）
3,选择定时器还是计数器模式（设置C/T）
4,给定时/计数器赋初值(设置THx和TLx)
5,开启定时器中断（设置ET0或ET1）
6,开启总中断（设置EA）
7,打开计数器（设置TR1或TR0）
8,编写中断程序

---

周期晶振

1,晶振频率(frequency oscillate): 晶体振荡器的固有频率
2,时钟周期(Clock Cycle): 时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位,为晶振频率12Mhz倒数
3,状态周期: CPU从一个状态转换到另一状态所需要的时间,一个状态周期S包含2个节拍，前一时钟周期称为P1节拍，后一时钟周期称为P2节拍
4,机器周期: 一个机器周期包含六个状态例如，取指令、存储器读、存储器写等。即机器周期等于6个状态周期，而一个状态周期是2个时钟周期，因此一个机器周期又等于12个时钟周期
5,指令周期: 取出并执行一条指令的时间
6,总线周期: 访问1次存储器和I/O端口操作所需要的时间
时间比较：时钟周期 < 状态周期 < 机器周期 < 指令周期 < 总线周期

---

初值计算

这里使用16位的定时器，那单片机定时器0的最大计数就是65536.晶振约为12MHZ(11.0592MHZ)，那一个机器周期就是1us，定时器 0工作在方式1时最大定时65.536ms

---

1，计数值 = 定时时间 / （振荡周期 * 12）
2，初值 = 65536 - 计数值
3，定时时间 =（振荡周期 * 12） * （65536 - 初值）

---

例子

//第一个led灯以500ms一次的频率闪烁
void timer1_init()//初始化
{
	TMOD = 0x10; //定时器0选择工作方式1
    TH1 = 0x4C;	 //设置初始值，定时50ms
    TL1 = 0x00; 
    EA = 1;			 //打开总中断
    ET1 = 1;		 //打开定时器0中断
    TR1 = 1;		 //启动定时器0
}

void main()
{
    int i = 0;
	led = 1;
	timer1_init();//定时器1的初始化
	while(1)
	{
		if(i==10)
		{
		  led = ~led;
		  i = 0; //注意i需要零
		}
	}
}

void timer1() interrupt 3  //中断服务函数
{
    TH1 = 0x4C;	 //设置初始值，定时50ms，这里晶振用12
    TL1 = 0x00;
	i++;
}

---

…Thank you for reading…______________________Heisenberg_Poppings