定时器计数器的结构及工作原理

第6章 定时器/计数器
晶振
÷12
C/T ＝0
P3.4/T0
C/ T ＝1
GATE
TR0
1
≥1
&
P 3.2 / INT 0
TL0 TH0 (低 5位 ) (8位 )
TF0
图6-5 定时器/计数器T0在方式0下的逻辑结构图
第6章 定时器/计数器
(1) 当C/ T =0时，T0选择为定时器模式，对CPU内部机器周期加1
第6章 定时器/计数器
6.2 定时器/计数器的控制
6.2.1 方式控制寄存器 1．工作方式寄存器TMOD 特殊功能寄存器TMOD用于控制T0和T1的工作方式，
低4位用于控制T0，高4位用于控制T1，8位格式如图62 所 示 。 TMOD 的 地 址 为 89H ， 其 各 位 状 态 只 能 通 过 CPU的字节传送指令来设定而不能用位寻址指令改变， 复位时各位状态为0。
第6章 定时器/计数器
控 制 T1
控 制 T0
TMOD
GATE C/T (89H)
M1
M0 GATE C/T
M1
M0
TMOD各图位6的-2控制定功时能器说方明式如控制寄存器TMOD格式
下：
(1) M0、M1：工作方式控制 位。
(2) C/T ：模式控制选择位。
(3) GATE：
第6章 定时器/计数器
计数，其定时时间为：T=(213-T0初值)×机器周期。
(2) 当C/ T =0时，T0选择为计数器模式，对T0(P3.4)脚输入的外
部电平信号由“1”到“0”的负跳变进行加1计数。 (3) 当GATE=0时，或门的另一输入信号 INT 0 将不起作用，仅用
TR0来控制T0的启动与停止。 (4) 当GATE=1时， INT 0 和TR0同时控制T0的启/停。只有当两者
第6章 定时器/计数器
TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 位 地 址 8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H
见 第 5章 0： 停 T0计 数 ； 1： T0启 动 0： T0无 溢 出 ； 1： T0溢 出 中 断 0： 停 T1计 数 ； 1： T1启 动 0： T1无 溢 出 ； 1： T1溢 出 中 断
第6章 定时器/计数器
晶振
÷12
C/T ＝0 TR1
P3.4/T0
C/ T ＝1
TR0
&
GATE 1
≥1
P 3.2 / INT 0
TH0 (8位 )
TL0 (8位 )
中断 TF1
中断 TF0
图6-7 定时器/计数器T0在方式3下的逻辑结构图
都为“1”时，定时器T0才能启动计数。
第6章 定时器/计数器
2．工作方式1 方式1时，定时器/计数器被设置为一个16位加1的计数 器，该计数器由高8位TH和低8位TL组成。定时器/计数 器在方式1下的工作情况与在方式0下时的基本相同，差 别只是计数器的位数不同。 3．工作方式2 方式2时，定时器/计数器被设置成一个8位计数器 TL0(或TL1)和一个具有计数初值重装功能的8位寄存器 TH0(或TH1)。逻辑结构如图6-6所示。
能是完全相同的，但在方式3下，T0与T1的功能相差很 大。当T1设置为方式3时，它将保持初始值不变，并停 止计数，其状态相当于将启/停控制位设置成TR1=0， 因而T1不能工作在方式3下。当将T0设置为方式3时， T0的两个寄存器TH0和TL0被分成两个互相独立的8位 计数器，其逻辑结构如图6-7所示。
C/T TCON
0 1
&
≥1
TCON
T0 T1
TF 0 TF1
& 溢出中断
EA
&
ET0
图6-4 T0和T1输入时钟与控制逻辑图
第6章 定时器/计数器
6.2.2 工作方式 1．工作方式0 方式0时，定时器/计数器被设置为一个13位的计数
器，这13位由TH的高8位和TL中的低5位组成，其中 TL中的高3位不用，如图6-5所示。
第6章 定时器/计数器
6.1 定时器/计数器的结构及工作原理
6.1.1 定时器/计数器的结构 定时器/计数器T0、T1的逻辑结构如图6-1所示。
第6章 定时器/计数器
CPU
定 时 器 T1
(8DH) TH1
(8BH) TL1
T1(P3.5)
定 时 器 T0
(8CH) TH0
(8AH) TL0
T0(P3.4)
表6-1 T0、T1工作方式选择
M1
M0
工作方式
计数器功能
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
自动重装初值的8位计数器
1
1Байду номын сангаас
方式3
T0：分为两个8位独立计数器；T1：停止计数
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2．定时器控制寄存器TCON TCON是一个8位寄存器，用于控制定时器的启动/停 止以及标志定时器溢出中断申请。TCON的地址为88H， 既可进行字节寻址又可进行位寻址。复位时所有位被清 零。各位定义如图6-3所示。图中TR0和TR1分别用于控 制T0和T1的启动与停止，TF0和TF1用于标志T0和T1是 否产生了溢出中断请求，详细说明请参阅5.2节。
溢 出
中断
启 动
溢 出启
动 TCON(88H)
工作方式
工 作 方 式
TMOD(89H)
图6-1 AT89C51定时器/计数器逻辑结构图
第6章 定时器/计数器
6.1.2 定时器/计数器的工作原理 定时器/计数器是一个二进制的加1寄存器，当启
动后就开始从所设定的计数初始值开始加1计数，寄存 器计满回零时能自动产生溢出中断请求。但定时与计 数两种模式下的计数方式却不相同，定时器模式时， 每个机器周期寄存器增1，即寄存器对机器周期计数。
图6-3 定时器控制寄存器TCON各位定义
第6章 定时器/计数器
定时器/计数器T0和T1是在TMOD和TCON的联合控制 下进行定时或计数工作的，其输入时钟和控制逻辑可 用图6-4综合表示。
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晶振
÷12
P3.4/T0 P3.5/T1
GATE TMOD
TR0/1 TCON
＝1
P 3.2 / INT 0 P3.3/ INT1
第6章 定时器/计数器
晶振
÷12
C/T ＝0
P3.4/T0
C/ T ＝1
TR0
&
GATE 1
≥1
P 3.2 / INT 0
TL0 (8位 )
TH0 (8位 )
溢出中断 TF0
图6-6 定时器/计数器T0在方式2下的逻辑结构图
第6章 定时器/计数器
4．工作方式3 定时器/计数器T0和T1在前三种工作方式下，其功