单片机定时器/计数器的结构
linkedin定时器/计数器的结构
定时器/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成。tmod是定时器/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能;tcon是控制寄存器，控制t0、t1的启动和停止及设置溢出标志。
定时器/计数器的工作原理 计数器输入的计数脉冲源
系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后产生;
t0或t1引脚输入的外部脉冲源。
计数过程
每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1（即ffffh）时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使tcon中tf0或tf1置1，向cpu发出中断请求（定时器/计数器中断允许时）。如果定时器/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到;如果工作于计数模式，则表示计数值已满。
定时应用
用作定时器：此时设置为定时器模式，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值n乘以机器周期tcy就是定时时间t 。
计数运用
用作计数器：此时设置为计数器模式，外部事件计数脉冲由t0或t1引脚输入到计数器。每来一个外部脉冲，计数器加1。但单片机对外部脉冲有基本要求：脉冲的高低电平持续时间都必须大于1个机器周期。
工作方式寄存器（tmod）
gate：门控位。
gate=0时，只要用软件使tcon中的tr0或tr1为1，就可以启动定时器/计数器工作;（即需要一个启动条件）
gate=1时，要用软件使tr0或tr1为1，同时外部中断引脚也为高电平时，才能启动定时器/计数器工作，即需要两个启动条件。
c/t ：定时/计数模式选择位。
c/t =0为定时模式; c/t =1为计数模式。
m1m0：工作方式设置位。
计数器工作方式选择
m1 m0 工 作 方 式 功 能 说 明
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8位计数器
1 1 方式3 定时器0：分成两个8位［page］
定时器1：停止计数
定时器/计数器的控制
控制寄存器tcon
tcon的低4位用于控制外部中断，已在前面介绍。tcon的高4位用于控制定时器/计数器的启动和中断申请。其格式如下：
tf1（tcon.7）：t1溢出中断请求标志位。t1计数溢出时由硬件自动置tf1为1。cpu响应中断后tf1由硬件自动清0。tr1（tcon.6）：t1起/停控制位。1：启动 0：停止
tf0（tcon.5）：t0溢出中断请求标志位，其功能与tf1类同。
tr0（tcon.4）：t0起/停控制位。1：启动 0：停止
定时器/计数器的工作方式 方式0
方式0为13位计数，由tl0的低5位（高3位未用）和th0的8位组成tl0的低5位溢出时向th0进位，th0溢出时，置位tcon中的tf0标志，向cpu发出中断请求。
方式1
方式1的计数位数是16位，由tl0（tl1）作为低8位、th0（th1）作为高8位，组成了16位加1计数器 。
方式2
方式2为自动重装初值的8位计数方式。
在方式2下，当计数器计满255（ffh）溢出时，cpu自动把th 的值装入tl中，不需用户干预。因此特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。
方式3
方式3只适用于定时器/计数器t0，定时器t1方式3时相当于tr1=0，停止计数。
工作方式3将t0分成为两个独立的8位计数器tl0和th0 。
tmod和tcon
at89s52的定时器/计数器是一种可编程部件，在定时器/计数器开始工作之前，cpu必须将一些命令（控制字）写入定时/计数器。
例如：选择哪一个定时器/计数器在何种工作方式下工作？
是用作定时器计时功能还是用作计数器的计数功能？
是否启动定时器/计数器的运行？
……
这些设置的功能是通过对特殊功能寄存器tmod和tcon的设置来实现。在初始化过程中，要将工作方式控制字写入方式寄存器（初始化工作的一部分），工作状态字写入控制寄存器，cpu就会按设定的工作方式独立运行。
1．定时器/计数器方式寄存器tmod
定时器/计数器方式控制寄存器tmod在特殊功能寄存器中，字节地址为89h。tmod不能进行位寻址，只能用字节传送指令设置定时器工作方式，低半字节定义为定时器/计数器0，高半字节定义为定时器/计数器1。复位时，tmod所有位均为0。tmod的格式
如下表所示。
m1、m0：工作方式选择位。用来定义定时器/计数器的四种工作方式。
c/：功能选择位：c/位为定时器方式或计数器方式选择位。c/=1时，为计数器方式；c/=0时，为定时器方式。
gate：门控制位，确定定时器的开启与关闭。当gate=0时，只要定时器控制寄存器tcon中的tr0（或tr1）被置1时，t0（或t1）被允许开始计数（tcon各位含义见后面叙述）。
当gate=1时，外部中断引脚或的输入电平控制t0或t1的开启与关闭。
2．定时器/计数器控制寄存器tcon
tcon是t0和t1的控制寄存器，它同时也用来锁存t0、t1的溢出中断请求源和外部中断请求源。tcon寄存器复位时为00h，可以进行位寻址。定时器/计数器控制寄存器tcon字节地址为88h。tcon寄存器各位定义如下表
tcon中各标志位的功能是：
tf1（d7）：定时器1溢出标志位。当t1计满溢出时，由硬件使tf1置1，申请中断。进入中断服务程序后，由硬件自动清0，在查询方式下用软件清0。
tr1（d6）：定时器1运行控制位。tr1置1，启动定时器1；tr1置0则停止工作。tr1由软件置1或清零
tf0（d5）：定时器0溢出标志。其功能及操作情况同tf1。
tr0（d4）：定时器0运行控制位。其功能及操作情况同tr1。
ie1（d3）：外部中断1中断请求标志。it1=1时，外部中断1引脚上的电平由1变0时，ie1由硬件置位，外部中断1请求中断。当cpu响应中断并转向该中断服务程序执行时，由内部硬件自动清0。
it1（d2）：外部中断1（）电平触发方式或者脉冲触发方式控制位。it1=1时，外部中断1为负边沿触发方式，引脚上的电平从高到低负跳变有效。it1=0时，外部中断1为电平触发方式。上输入低电平有效。
ie0（d1）：外部中断0中断请求标志。如果it0置1，则当上的电平由1变0时，ie0由硬件置位。在cpu把控制转到中断服务程序时由硬件使ie0复位。
it0（d0）：外部中断源0触发方式控制位，其含义同it1。
3．tmod和tcon的控制功能可以通过一个具体的电路结构来加强理解
图3tmod和tcon控制功能的实现
在图3中，清楚的表示了tmod和tcon中的控制位对工作方式、定时/计数模式、启动、溢出中断的控制的实现。
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t0或t1引脚输入的外部脉冲源。
计数过程
每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1（即ffffh）时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使tcon中tf0或tf1置1，向cpu发出中断请求（定时器/计数器中断允许时）。如果定时器/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到;如果工作于计数模式，则表示计数值已满。
定时应用
用作定时器：此时设置为定时器模式，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值n乘以机器周期tcy就是定时时间t 。
计数运用
用作计数器：此时设置为计数器模式，外部事件计数脉冲由t0或t1引脚输入到计数器。每来一个外部脉冲，计数器加1。但单片机对外部脉冲有基本要求：脉冲的高低电平持续时间都必须大于1个机器周期。
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gate：门控位。
gate=0时，只要用软件使tcon中的tr0或tr1为1，就可以启动定时器/计数器工作;（即需要一个启动条件）
gate=1时，要用软件使tr0或tr1为1，同时外部中断引脚也为高电平时，才能启动定时器/计数器工作，即需要两个启动条件。
c/t ：定时/计数模式选择位。
c/t =0为定时模式; c/t =1为计数模式。
m1m0：工作方式设置位。
计数器工作方式选择
m1 m0 工 作 方 式 功 能 说 明
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8位计数器
1 1 方式3 定时器0：分成两个8位［page］
定时器1：停止计数
定时器/计数器的控制
控制寄存器tcon
tcon的低4位用于控制外部中断，已在前面介绍。tcon的高4位用于控制定时器/计数器的启动和中断申请。其格式如下：
tf1（tcon.7）：t1溢出中断请求标志位。t1计数溢出时由硬件自动置tf1为1。cpu响应中断后tf1由硬件自动清0。tr1（tcon.6）：t1起/停控制位。1：启动 0：停止
tf0（tcon.5）：t0溢出中断请求标志位，其功能与tf1类同。
tr0（tcon.4）：t0起/停控制位。1：启动 0：停止
定时器/计数器的工作方式 方式0
方式0为13位计数，由tl0的低5位（高3位未用）和th0的8位组成tl0的低5位溢出时向th0进位，th0溢出时，置位tcon中的tf0标志，向cpu发出中断请求。
方式1
方式1的计数位数是16位，由tl0（tl1）作为低8位、th0（th1）作为高8位，组成了16位加1计数器 。
方式2
方式2为自动重装初值的8位计数方式。
在方式2下，当计数器计满255（ffh）溢出时，cpu自动把th 的值装入tl中，不需用户干预。因此特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。
方式3
方式3只适用于定时器/计数器t0，定时器t1方式3时相当于tr1=0，停止计数。
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1．定时器/计数器方式寄存器tmod
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ie0（d1）：外部中断0中断请求标志。如果it0置1，则当上的电平由1变0时，ie0由硬件置位。在cpu把控制转到中断服务程序时由硬件使ie0复位。
it0（d0）：外部中断源0触发方式控制位，其含义同it1。
3．tmod和tcon的控制功能可以通过一个具体的电路结构来加强理解
图3tmod和tcon控制功能的实现
在图3中，清楚的表示了tmod和tcon中的控制位对工作方式、定时/计数模式、启动、溢出中断的控制的实现。
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