51单片机 | 定时/计数器原理及结构(T0和T1)

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定时/计数器结构(T0和T1)

16位寄存器T0、T1分别由TH0、TL0和TH1、TL1四个8位计数器组成

  • 定时器的区别:
    • T0可分成2个独立的8位定时器,而定时器1则不能;
    • T1可作为串口的波特率发生器,而定时器0则不能。
  • 工作原理
    • 用途:定时器和计数器
    • 核心:加1计数器
    • 原理:每来一个脉冲则加1计数器加1,当加到全1时再来一个脉冲使加1计数器归零,同时加1计数器的溢出使TCON寄存器中的TF0(或TF1)置1,向CPU发出中断请求
    • 脉冲来源:
      • 定时器:脉冲来源是由系统的时钟晶振器输出脉冲源提供
      • 计数器:脉冲来源是由T0或T1引脚(P3.4或P3.5)输入的外部脉冲源提供

    注:T0或T1都不能同时既做定时器也做计数器

    补充:

    • 计数器工作原理:

      用作计数器时,对T0或T1引脚的外部脉冲计数,如果前一个机器周期采样值为1,后一个机器周期采样值为0 ,则说明有一个脉冲,计数器加1。

      在每个机器周期的S5P2期间采样引脚输入电平。新的计数初值于下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。

      此种方式需要两个机器周期来检测一个1->0负跳变信号,因此最高的计数频率为时钟频率的1/24。

    • S5P2:

      S5P2指的是第5个时钟周期的相位2。

      晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端输入到片内的时钟发生器上,时钟发生器是一个二分频触发器电路,它将振荡器的信号频率除以2,向CPU提供了两相时钟信号P1和P2。时钟信号的周期称为机器状态时间S,它是振荡周期的2倍。在每个时钟周期(即机器状态时间S)的前半周期,相位1(即P1信号)有效,在每个时钟周期的后半周期,相位2(即P2信号)有效。

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使用的寄存器

  • TCON控制寄存器:启动和停止定时/计数器的计数,并控制定时器的工作状态,不能按位寻址

       

  • TMOD方式寄存器:设置定时器的工作方式,选择定时或计数的功能,可以按位寻址。(和中断共用寄存器,高四位为定时计数器使用,低四位为中断使用)

    注:GATE逻辑结构此处略过,详见书P100

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工作方式:

  • 方式0
    • 计算公式:

    • 最大计数:8192个机器周期
    • 工作原理:

      13位计数器,使用TL0的低5位和TH0的高8位组成,TL0的低5位溢出时向TH0进位。TH0溢出时发出中断请求。

  • 方式1
    • 计算公式:

    • 最大计数:65536个机器周期
    • 工作原理:

      16位计数器,TL0作为低8位,TH0作为高8位

  • 方式2:自动重装初值的8位计数方式
    • 计算公式:

      p.s.晶振频率必须选择12的整数倍,因为定时器的频率是晶振频率的1/12

    • 最大计数:256个机器周期
    • 优点:

      适合做比较精准的脉冲信号发生器

    • 缺点:

    • 工作原理:

      计数器溢出后,计数器自动将上次设置的初值重装。

         

  • 方式3p.s.只能用于定时/计数器T0,T0工作在方式3时,T1不要使用在有中断的场合。通常该种情况下T1用作串口波特率发生器
    • 工作原理:

      将T0分成两个独立的8位定时/计数器TL0和TH0。

      TL0为正常的8位定时/计数器,计数器溢出后置位TF0,申请中断,之后重装初值。

      TH0也是8位定时/计数器,但由于TL0占用了TF0和TR0,因此TH0占用定时器TF1和TR1(所以T1不能用)

   

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时钟周期/机器周期计算:

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定时/计数器初始化

  • 对TMOD赋值,确定T0和T1的工作方式
  • 计算初值,并将其写入TH.x和TL.x
  • 使用中断方式时对IE寄存器赋值开发中断
  • 使TR0或TR1置位,启动定时/计数器
posted @ 2017-05-19 14:07 hugh.dong 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏