MCS-51单片机定时器/计数器详解

"MCS-51单片机的定时器/计数器功能及工作原理" 在MCS-51系列单片机中，定时器/计数器是其核心功能之一，对于嵌入式系统设计和应用至关重要。在本课程的第六部分，主要讲解了MCS-51的定时器/计数器T0和T1的基本结构、功能以及工作方式。 首先，MCS-51单片机内建两个16位的定时器/计数器，即T0和T1。这两个定时器都可以被配置为定时模式或计数模式，并且还能用作串行接口的波特率发生器。8032系列单片机更进一步，额外提供了一个增强型的定时器/计数器T2，支持16位重装载模式、加/减计数模式，功能更为丰富。 定时器/计数器T0由TH0和TL0两个特殊功能寄存器组成，而T1则由TH1和TL1组成。它们的工作模式通过TMOD（工作方式控制寄存器）和TCON（定时器/计数器控制寄存器）进行设置。TMOD寄存器不能进行位寻址，但可以通过字节地址89H来整体设置T0和T1的工作模式，包括方式0、方式1、方式2和方式3。 在计数器模式下，外部事件通过T0（P3.4）和T1（P3.5）引脚输入，每当这些输入引脚从1变为0时，计数器会加1。CPU会在每个机器周期的S5P2拍节检测外部脉冲，如果连续两个周期检测到高低电平变化，即视为有效计数脉冲，在下一个S3P1拍节进行计数。因此，最高计数频率受限于振荡频率的1/24。 而在定时器模式下，计数器的输入来自内部时钟发生器，每个机器周期（12个振荡周期）计数器自动加1。若单片机的时钟频率为12MHz，那么计数频率就是1MHz，意味着每微秒计数器增加1次。 定时器/计数器T0和T1的四种工作方式有着不同的特点和应用场景： 1. 方式0：8位定时器/计数器，只使用TL0或TL1，每次溢出时TH0或TH1会被重置为预设值。 2. 方式1：16位定时器/计数器，TH0和TL0一起工作，形成16位计数器。 3. 方式2：8位自动重装定时器，TL0用作8位计数器，当其溢出时，TH0的值会被复制到TL0，实现自动重载。 4. 方式3：仅对T1有效，将T1设置为两个独立的8位定时器/计数器。 TCON寄存器则用于控制定时器的启动、停止以及中断请求标志。其中，TF0和TF1标志位分别用于指示T0和T1是否发生溢出，TR0和TR1则用来开启或关闭T0和T1。 了解并熟练掌握MCS-51单片机的定时器/计数器功能，对于编写实时控制系统、延时程序、波特率设置等应用至关重要。通过灵活配置工作方式和巧妙利用中断机制，可以实现各种复杂的定时和计数任务。