51单片机学习日志-17

之前介绍了如何对端口进行配置，以及了解了中断的相关知识，下面将对单片机的另一个外设进行讲解，也就是定时器/计数器（一般情况下是作为定时器来使用，所以一般称之为定时器）。这是单片机内部的独立硬件部分，开启之后自动计数，当发生溢出之后，就会产生中断信号，所以说其也可以作为一种中断信号的来源。可以通过对定时器的设置来控制在什么时候发生溢出，下面来介绍一下有关定时器的一些寄存器，总的来说一共有两个相关的寄存器，分别是工作方式寄存器TMOD以及控制寄存器TCON。


对于工作方式寄存器来说，决定了采用定时器模式还是计数器模式，以及四种计数模式。从图中可以看到寄存器TMOD的第四位用来配置T0定时器，而高四位用来配置T1定时器，同时要注意这里的寄存器是不能位寻址的，也就是说不能对单个位上的数据进行修改，只能通过对整个的寄存器进行修改。对于GATE位来说，但其置零时则定时器的启动停止由TCON的TRx决定，而当其置位的时候，由TRx和外部中断引脚共同决定。对于C/T位来说，如果是置零的话，就是定时器模式；如果是置一地话就是计数器模式。而对于剩下的M0和M1来说，就决定了定时器的四种模式，分别为方式0、方式1、方式2以及方式3，如图所示。对于TCON寄存器来说，高四位是用来对定时器进行配置的，也即TF1、TR1以及TF0、TR0，分别对应定时器1和定时器0。对于TF来说，是溢出标志位，当溢出时硬件将该标志位置位，并申请中断程序，而当进入中断程序后，由硬件自动将该数据位进行清零。而TR表示定时器的运行控制位，前面提到的GATE置零时，定时器直接由TR进行开启，也即可以通过软件进行开启；而当GATE置位时，需要外部中断信号引脚为1时，才能通过TR进行开启控制，也就是多了一道程序。下面再来介绍什么是初值寄存器THx、TLx。
对于定时器来说，时间长短和累加的基数有关，同时也和溢出时的门限值有关，而这个门限值就和这两个寄存器以及工作方式有关。如果将单片机设置为工作模式1，也就是以16位计数器运行，也就是计数范围是0～2的16次方减一，如果系统时钟频率为12MHz，而且12个时钟周期为一个机器周期，那么机器周期为1MHz，也就是1微秒。如果初值设置为默认值，则将从0开始计时，一直到2点十六次方，这样的话将计时65536次之后产生溢出信号，也就是约65.5毫秒之后产生一次溢出。而如果想要10毫秒产生一次溢出，那么就需要对初值进行计算，所以要用65536减去初值就得到了需要及时的次数。10毫秒需要计时10000次，于是用65536减去10000得到55536，于是需要将初值设置为55536才能实现目标。而由于初值是要用寄存器进行存储的，所以要将55536转化为二进制数。将55536对2对8次方进行取商，小数点去掉就可以得到高八位的初值TH，而对2的8次方取余就能得到低八位的初值TL。
最后介绍一下定时器的工作模式，一共有四种工作模式。由寄存器的M0和M1来设置。当M0和M1都置零，则定时器工作在模式0下，为13位定时器，初值由TL的低五位和TH的八位进行设置。对于这种模式下，要知道最大计数值为8191，而如果要改变一次溢出的计数时间，需要对初值进行设置，这里要注意TL只用到了低5位，所以计算的时候带入的是5的二次方。对于模式一来说，就是前面说到的16位的定时器。而对于模式2来说，控制方式和前面相同，但是不同的是初值的位数以及初值装载方式。在这种模式下，其初值只有8位，所以说最大的计数次数为255，而当定时器进入中断程序之后，不需要用代码设置定时器的初值，而是由系统将TH寄存器中的值重装入TL中，而TH的值是由软件设置的，所以也就是说通过TH这个寄存器将需要重装的初值进行了存储，而不再需要软件进行重装了，但是也是需要进行对TH的设置。而对于模式3来说，只适用于定时器0，对于定时器1来说该模式下停止工作。当定时器0处于模式3时，TL和TH作为独立的两个8位定时器，而TH此时只能作为定时器来使用，而且使用TR1和TF1进行控制。