51單片機(jī)定時/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)和計(jì)數(shù)器工作原理

定時/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)（T0和T1）

定時器的區(qū)別：

T0可分成2個獨(dú)立的8位定時器，而定時器1則不能；

T1可作為串口的波特率發(fā)生器，而定時器0則不能。

工作原理

定時器：脈沖來源是由系統(tǒng)的時鐘晶振器輸出脈沖源提供

計(jì)數(shù)器：脈沖來源是由T0或T1引腳（P3.4或P3.5）輸入的外部脈沖源提供

用途：定時器和計(jì)數(shù)器

核心：加1計(jì)數(shù)器

原理：每來一個脈沖則加1計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到全1時再來一個脈沖使加1計(jì)數(shù)器歸零，同時加1計(jì)數(shù)器的溢出使TCON寄存器中的TF0（或TF1）置1，向CPU發(fā)出中斷請求

脈沖來源：

注：T0或T1都不能同時既做定時器也做計(jì)數(shù)器

補(bǔ)充：

計(jì)數(shù)器工作原理：

用作計(jì)數(shù)器時，對T0或T1引腳的外部脈沖計(jì)數(shù)，如果前一個機(jī)器周期采樣值為1，后一個機(jī)器周期采樣值為0 ，則說明有一個脈沖，計(jì)數(shù)器加1。

在每個機(jī)器周期的S5P2期間采樣引腳輸入電平。新的計(jì)數(shù)初值于下一個機(jī)器周期的S3P1期間裝入計(jì)數(shù)器。

此種方式需要兩個機(jī)器周期來檢測一個1->0負(fù)跳變信號，因此最高的計(jì)數(shù)頻率為時鐘頻率的1/24。

S5P2：

S5P2指的是第5個時鐘周期的相位2。

晶體振蕩器的振蕩信號從XTAL2端輸入到片內(nèi)的時鐘發(fā)生器上，時鐘發(fā)生器是一個二分頻觸發(fā)器電路，它將振蕩器的信號頻率除以2，向CPU提供了兩相時鐘信號P1和P2。時鐘信號的周期稱為機(jī)器狀態(tài)時間S，它是振蕩周期的2倍。在每個時鐘周期（即機(jī)器狀態(tài)時間S）的前半周期，相位1（即P1信號）有效，在每個時鐘周期的后半周期，相位2（即P2信號）有效。

使用的寄存器

TCON控制寄存器：啟動和停止定時/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，并控制定時器的工作狀態(tài)，不能按位尋址

TMOD方式寄存器：設(shè)置定時器的工作方式，選擇定時或計(jì)數(shù)的功能，可以按位尋址。（和中斷共用寄存器，高四位為定時計(jì)數(shù)器使用，低四位為中斷使用）

注：GATE邏輯結(jié)構(gòu)此處略過

工作方式：

方式0

計(jì)算公式：

最大計(jì)數(shù)：8192個機(jī)器周期

工作原理：13位計(jì)數(shù)器，使用TL0的低5位和TH0的高8位組成，TL0的低5位溢出時向TH0進(jìn)位。TH0溢出時發(fā)出中斷請求。

方式1

計(jì)算公式：

最大計(jì)數(shù)：65536個機(jī)器周期

工作原理：16位計(jì)數(shù)器，TL0作為低8位，TH0作為高8位

方式2：自動重裝初值的8位計(jì)數(shù)方式

計(jì)算公式：p.s.晶振頻率必須選擇12的整數(shù)倍，因?yàn)槎〞r器的頻率是晶振頻率的1/12。

最大計(jì)數(shù)：256個機(jī)器周期

優(yōu)點(diǎn)：適合做比較精準(zhǔn)的脈沖信號發(fā)生器

缺點(diǎn)：

工作原理：計(jì)數(shù)器溢出后，計(jì)數(shù)器自動將上次設(shè)置的初值重裝。

方式3：p.s.只能用于定時/計(jì)數(shù)器T0，T0工作在方式3時，T1不要使用在有中斷的場合。通常該種情況下T1用作串口波特率發(fā)生器

工作原理：將T0分成兩個獨(dú)立的8位定時/計(jì)數(shù)器TL0和TH0。

TL0為正常的8位定時/計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器溢出后置位TF0，申請中斷，之后重裝初值。

TH0也是8位定時/計(jì)數(shù)器，但由于TL0占用了TF0和TR0，因此TH0占用定時器TF1和TR1（所以T1不能用）

時鐘周期/機(jī)器周期計(jì)算：

定時/計(jì)數(shù)器初始化

對TMOD賦值，確定T0和T1的工作方式

計(jì)算初值，并將其寫入TH.x和TL.x

使用中斷方式時對IE寄存器賦值開發(fā)中斷

使TR0或TR1置位，啟動定時/計(jì)數(shù)器