MCS-51单片机定时/计数器工作模式解析

"本文主要介绍了单片机中的定时/计数器的工作原理和使用方法，包括两种工作模式：计数器模式和定时器模式。同时，提到了与定时/计数器相关的寄存器配置，如TMOD和TCON，以及初值计算方法。" 在单片机系统中，定时/计数器是重要的硬件组成部分，它能够实现定时和对外部脉冲的计数功能。CPU时序是理解定时/计数器工作基础，涉及到振荡周期、状态周期、机器周期和指令周期的概念。其中，1个机器周期等于6个状态周期，而1个状态周期是2个振荡周期。 定时/计数器具备16位计数能力，可以工作在两种模式下： 1. 计数器工作模式：通过外部输入引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）接收脉冲，当检测到下降沿时，计数器（TH0, TL0 或 TH1, TL1）的值增加。这种模式主要用于对外部事件的计数。 2. 定时器工作模式：使用内部时钟脉冲作为计数源，每个机器周期计数值增加1。在这种模式下，通过计数一定数量的机器周期来实现定时。 定时/计数器的控制涉及多个寄存器： - TMOD寄存器用于设置定时器的工作方式，可以选择不同模式，如0、1、2和3，不同的模式会影响计数器的计数范围和计数方式。 - TCON寄存器控制定时器的启动和停止，同时包含溢出标志，用于判断计数器是否已达到最大值并需要重新加载初值。 - THx和TLx寄存器分别存储定时器T0和T1的高8位和低8位数据，用于设置初值或保存计数结果。 计算定时/计数器的初值是关键步骤，这取决于所选模式和所需的定时或计数长度。例如，如果需要产生100ms的方波，需要根据选定的模式计算合适的初值，考虑到计数周期（即机器周期）。 最后，定时/计数器一旦启动，就会按照预设的工作方式进行独立工作，无需CPU持续参与，这有利于提高系统的并行处理能力。用户可以通过编程TMOD、TCON、TH0、TL0、TH1和TL1寄存器来实现对定时器的全面控制，包括工作模式、启动、停止、溢出处理等。对于最大定时时间的思考，需要考虑单片机的最大计数范围和时钟频率，以确定理论上的最长定时时间。