MCS-51单片机内部定时器控制实例

MCS-51系列单片机对内部定时器/计数器的控制主要是通过TCON和TMOD两个特殊功能寄存器实现的。

1.定时器控制寄存器TCON

定时器控制寄存器TCON是一个8位寄存器，可按字节寻址，也可按位寻址。各位定义如图6-23所示。图中，TR0和TR1分别用于控制内部定时器/计数器T0和T1的启动和停止，TF0和TF1用于标志T0和T1计数器是否产生了溢出中断请求。T0和T1计数器的溢出中断请求还受中断允许寄存器IE中EA、ET0和ET1状态的控制。具体情况如下：

1）TF1：定时器/计数器1溢出标志。当定时器/计数器溢出时，由内部硬件置位，申请中断。进入中断服务程序后由内部硬件电路自动复位。

2）TR1：定时器/计数器1运行控制位。靠软件置位或复位，置位时定时器/计数器可以开始工作，复位时停止工作。

3）TF0：定时器/计数器0溢出标志。其功能和操作情况同TF1。

4）TR0：定时器/计数器0运行控制位。其功能和操作情况同TR1。

5）IE1：外部中断1请求标志。检测到在引脚上出现的外部中断信号的下降沿时，由硬件置位，请求中断，进入中断服务程序后被硬件自动复位。

6）IT1：外部中断1触发中断类型控制位。靠软件置位或复位。IT1=1时是下降沿触发中断；IT1=0时低电平触发中断。

7）IE0：外部中断0请求标志。其功能和操作情况同IE1。

8）IT0：外部中断0触发中断类型控制位。其功能和操作情况同IT1。

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图6-23 定时器控制寄存器TCON各位定义

2.定时器工作方式寄存器TMOD

定时器工作方式寄存器TMOD的地址为89H，CPU可以通过字节传送指令来设定TMOD中各位状态，但不能用位寻址指令改变。TMOD各位定义如图6-24所示。图中，M1和M0为工作方式控制位，C/T为定时器/计数器的模式控制位，GATE为门控制位。

图6-24 定时器工作方式控制寄存器TMOD各位定义

TMOD的控制作用可以通过方式控制逻辑实现，图6-24所示是定时器/计数器T0的方式控制逻辑，T1也有这样的一套逻辑电路。现结合图6-25对T0方式控制逻辑讨论如下。

图6-25 定时器/计数器T0方式控制逻辑

定时器/计数器T0可以设定为13位、16位、8位重装和两个独立8位计数器四种工作方式，由TMOD中M1、M0（D₁ D₀）两位状态设定。T0的定时器模式/计数器模式由TMOD中状态决定。若=0，则T0设定为定时器模式，计数脉冲由单片机主脉冲经12分频后送来；若C/=1，则T0为计数器模式，计数脉冲从单片机T0输入引脚上送来。CPU在每个机器周期内对T0（或T1）检测一次，但只有在前一次检测为1和后一次检测为0时才会使计数器加1，因此计数器不是由外部时钟负边沿触发的，而是在两次检测到负跳变存在时才进行计数的。由于两次检测需要24个时钟脉冲，故T0线上输入脉冲的“0”或“1”的持续时间不能少于一个机器周期。通常，T0或T1输入线上的计数脉冲频率总小于100kHz。

由图6-25中还可见，计数器T0是否工作还与TR0、GATE和有关。GATE是门控位，由TMOD中D3状态决定。GATE用于确定INT0是否需要参与对计数器T0的控制。若GATE=0，则计数器T0只受TR0控制，仍作为中断请求输入线用；若GATE=1，则线可作为计数器T0的辅助控制线，不再用作中断请求输入线。此时，若INT0=0，则TR0对计数器T0的控制作用被禁止；若=1，则允许TR0控制计数器T0的启动或停止。GATE的这种控制作用可以使定时器/计数器用来测量脉冲的宽度。

计数器T0在计满回零时能自动使TCON中的TF0置位，以表示计数器T0产生了溢出中断请求，若此时中断是开放的（即：EA=1和ET0=1），则计数器T0的溢出中断请求便可为CPU响应。