定时器工作原理一 555定时器工作原理

1定时器/计数器的结构与功能

主要介绍定时器0（T0）和定时器1（T1）的结构与功能。图6.1是定时器/计数器的结构框图。由图可知，定时器/计数器由定时器0、定时器1、定时器方式寄存器TMOD和定时器控制寄存器TCON组成。

定时器0，定时器1是16位加法计数器，分别由两个8位专用寄存器组成：定时器0由TH0和TL0组成，定时器1由TH1和TL1组成。

TL0、TL1、TH0、TH1的访问地址依次为8AH~8DH，每个寄存器均可单独访问。定时器0或定时器1用作计数器时，对芯片引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）上输入的脉冲计数，每输入一个脉冲，加法计数器加1；其用作定时器时，对内部机器周期脉冲计数，由于机器周期是定值，故计数值确定时，时间也随之确定。

TMOD、TCON与定时器0、定时器1间通过内部总线及逻辑电路连接，TMOD用于设置定时器的工作方式，TCON用于控制定时器的启动与停止。

6. 1.1计数功能

计数方式时，T的功能是计来自T0(P3.4)T1(P3.5)的外部脉冲信号的个数。

输入脉冲由1变0的下降沿时，计数器的值增加1直到回零产生溢出中断，表示计数已达预期个数。外部输入信号的下降沿将触发计数，识别一个从“1”到“0”的跳变需2个机器周期，所以，对外部输入信号最高的计数速率是晶振频率的1/24。若晶振频率为6MHz，则计数脉冲频率应低于1/4MHz。当计数器满后，再来一个计数脉冲，计数器全部回0，这就是溢出。

脉冲的计数长度与计数器预先装入的初值有关。初值越大，计数长度越小；初值越小，计数长度越大。最大计数长度为65536（2¹⁶）个脉冲（初值为0）。

6.1.2定时方式

定时方式时，T记录单片机内部振荡器输出的脉冲(机器周期信号)个数。

每一个机器周期使T0或T1的计数器增加1，直至计满回零自动产生溢出中断请求。

定时器的定时时间不仅与定时器的初值有关，而且还与系统的时钟频率有关。在机器周期一定的情况下，初值越大，定时时间越短；初值越小，定时时间越长。最长的定时时间为65536（2¹⁶）个机器周期（初值为0）。

6.2定时器/计数器控制寄存器

与对定时器/计数器有关的控制寄存器共有4个：TMOD、TCON、IE、IP。IE、IP已在中断一节中介绍，这里不再赘述。

6.2.1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。其各位定义格式如下。其中D0~D3位与外部中断有关，已在中断系统一节中介绍。

TF0和TF1：定时器/计数器溢出标志位。当定时器/计数器0（或定时器/计数器1）溢出时，由硬件自动使TF0（或TF1）置1，并向CPU申请中断。CPU响应中断后，自动对TF1清零。TF1也可以用软件清零。

TR0和TR1：定时器/计数起运行控制位。

TR0（或TR1）=0，停止定时器/计数器0（或定时器/计数器1）工作。

TR0（或TR1）=1，启动定时器/计数器0（或定时器/计数器1）工作。

可由软件置1（或清0）来启动（或关闭）定时器/计数器，使定时器/计数器开始计数。用指令SETB （或CLR）使运行控制位置1（或清0）。

6.2.2工作方式寄存器TMOD

TMOD用于控制定时器/计数器的工作方式。字节地址为89H，不可位寻址，只能用字节设置其内容。其格式如下：

其中，低4位用于T0，高4位用于T1的。

GATE：门控位。

GATE＝0，只要用软件使TR0（或TR1）置1就能启动定时器/计数器0（或定时器/计数器1）；

GATE＝1，只有在（或）引脚为高电平的情况下，且由软件使TR0（或TR1）置1时，才能启动定时器/计数器0（或定时器/计数器1）工作。

不管GATE处于什么状态，只要TR0（或TR1）=0定时器/计数器便停止工作。

C/ ：定时器/计数器工作方式选择位。

C/ ＝0，为定时工作方式；

C/ ＝1，为计数工作方式。

M0、M1：工作方式选择位，确定4种工作方式。如表6.1所示。

表6.1 定时器/计数器工作方式选择

M1	M0	工作方式	功能说明
0	0	1	13位计数器
0	1	2	16位计数器
1	0	3	自动再装入8位计数器
1	1	4	定时器0：分成两个8位计数器定时器1：停止计数

【例6.1】设置定时器1工作于方式1，定时工作方式与外部中断无关，则M1=0，M0=1，GATE=0，因此，高4位应为0001；定时器0未用，低4位可随意置数，但低两位不可为11（因方式3时，定时器1停止计数），一般将其设为0000。因此，指令形式为：

MOVTMOD，#10H

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