C51单片机定时器/计数器工作原理与应用

"C51的定时器与计数器详细解析" C51单片机中的定时器/计数器是其重要的硬件组成部分，用于实现定时和计数功能。定时器通常用于产生延时，而计数器则用于计算外部脉冲的个数。在C51中，定时/计数器主要由两个16位的寄存器组成，分为高8位（THx）和低8位（TLx），x代表0或1，分别对应两个独立的定时/计数器T0和T1。 1. 工作方式寄存器TMOD TMOD寄存器用于设置定时/计数器的工作模式，其中M1和M0位决定了工作模式，C/T位用于选择定时器或计数器模式，GATE位则与外部中断有关，允许外部信号控制定时器的启停。 2. 控制寄存器TCON TCON寄存器包含TR0和TR1，用于启动或停止定时器，TF0和TF1则作为溢出标志，当定时/计数器计数值达到最大并回零时，这些标志位会被置1，如果中断允许，会触发中断请求。 3. 工作原理 - 内部定时模式：定时器接收到系统时钟经过12分频后的脉冲，每来一个脉冲计数器加1，直到计数值达到最大后重置，并设置溢出标志。定时时间可以通过计数值乘以机器周期（Tcy）计算得出。 - 外部计数模式：外部脉冲通过T0或T1引脚输入，每个机器周期的特定时刻（S5P2）采样引脚电平，若检测到电平变化，计数器加1。 4. 模式选择 - 方式0：13位定时器/计数器，只使用低8位（TL0或TL1）作为计数器，高5位自动预置为0。 - 方式1：16位定时器/计数器，高8位和低8位组合成一个16位计数器。 - 方式2：8位自动重装载定时器，低8位计数，溢出时将高8位的内容装载到低8位。 - 方式3：仅对T1有效，低8位作为8位定时器，高8位作为波特率发生器。 5. 扩展定时/计数器 当内置的定时/计数器不足以满足需求时，可以通过连接外部可编程定时器芯片来扩展功能，这些芯片允许更灵活地设定定时值和范围。 6. 中断处理 溢出标志TF0和TF1被置1后，如果对应的中断允许位（如EA）也被置1，CPU会响应中断，执行相应的中断服务程序。中断处理后，通常需要清除溢出标志，以便下一次计数。 综上，C51的定时器/计数器在实际应用中具有广泛的功能，可以根据不同的工作模式和配置，适应各种定时和计数任务，是单片机系统设计中的重要工具。