MCS-51单片机定时器/计数器详解

本文主要介绍了51单片机中的定时器-计数器的功能、工作原理、控制寄存器、工作方式以及应用实例。 51单片机的定时器-计数器是其核心功能之一，广泛应用于工业检测与控制系统中，能够执行计数和定时任务，如脉冲计数、精确定时以及串行通信的波特率设定。MCS-51单片机内置两个可编程定时器/计数器，它们既可以作为定时器也可以作为计数器，具备两种工作模式（计数器模式和定时器模式）和四种工作方式（方式0、方式1、方式2、方式3）。 定时器/计数器的基本结构是一个加法计数器。在定时模式下，它对固定周期的脉冲计数；而在计数模式下，它对脉冲长度不确定的信号进行计数。每当计数器满值后，会发生溢出，重置为0并触发中断标志（TF0或TF1），用于指示定时/计数器的溢出事件。 工作方式的设定通过特殊功能寄存器TMOD完成。TMOD寄存器的高四位控制T1，低四位控制T0。其中，GATE位决定是否启用门控功能，如果设为1，计数受外部INT0和INT1引脚电平控制；C/T位用来切换定时器和计数器模式，设为0表示定时器模式，1则为计数器模式；M1和M0位组合用于选择四种不同的工作方式，具体如下： - 方式0：13位定时器，计数范围是0到8191。 - 方式1：16位定时器，计数范围是0到65535。 - 方式2：8位自动重装定时器，仅适用于T0，每次溢出后自动将TH0重新装载为用户设定的初值。 - 方式3：仅适用于T1，是两个8位定时器，可以独立操作。 此外，51单片机还包含串行接口，用于实现串行通信。串行接口可以工作在四种不同的模式，包括方式0（波特率固定的同步移位寄存器）、方式1（8位UART）、方式2（4位UART）和方式3（4位UART）。串行接口的应用包括串行数据传输、UART通信、SPI和I2C通信等。 51单片机的定时器-计数器提供了丰富的功能，通过灵活配置可以适应各种计时和计数需求，而串行接口则扩展了其通信能力，使其在嵌入式系统中扮演着重要角色。