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![MCS-51最新单片机内部设有几个定时计数器？它们是由哪些专用[整理]](https://uimg.taocdn.com/03d82613cd1755270722192e453610661ed95a6c.webp)
1．MCS－51单片机内部设有几个定时/计数器?它们是由哪些专用寄存器组成?答：MCS-51单片机内部设有2个定时/计数器。
他们由两个8位的特殊功能寄存器TCOM和TMOD，两个16位的特殊功能寄存器T0和T1构成。
2．MCS－51单片机的定时/计数器有哪几种操作模式？各有什么特点？答：MCS-51单片机的定时/计数器有4种操作模式。
方式0：13位计数/定时器。
13位由TLi的低五位和THi构成，手动重载入时间常数，软件启动/停止计数/定时器。
方式1：16位计数/定时器。
16位由TLi和THi构成，手动重载入时间常数，软件启动/停止计数/定时器。
方式2：8位计数/定时器。
TLi被定义为加1计数器，THi被定义为赋值寄存器，自动重载入时间常数，软件启动/停止计数/定时器。
方式3：T0 被用作两个独立的8位计数/定时器，手动重载入时间常数，软件启动/停止计数/定时器。
T1常被用作波特率发生器。
3．80C51定时器作定时或计数时其计数脉冲分别由谁提供？当用作定时器时，其定时时间与哪些因素有关？用作计数器时，对外界计数脉冲频率有何限制？答：80C51定时器作定时时其计数脉冲由内部振荡器经12分频后的输出，即机器周期的脉冲提供；80C51定时器作计数时其计数脉冲由外部输入脉冲提供。
当用作定时器时，其定时时间与内部振荡器频率、时间常数和定时器工作方式有关。
当用作计数器时，外界计数脉冲频率应低于振荡频率的1/24。
4． 80C51定时器的门控信号GATE 设置为1时，定时器如何启动？答：80C51定时器的门控信号GATE 设置为1时，定时器启动需要同时满足INTi 引脚为高电平和Tri 置位这两个条件，即通过满足这两个条件来启动定时器。
5． 已知80C51单片机的MHz f osc 6=，请利用T0和P1.0输出矩形波。
其矩形波高电平宽度50s μ，低电平宽度300s μ。
答：源程序如下：ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART: MOV TMOD, #02H ;定时器工作方式2MOV TH0, #0E7H ;设定初值MOV TL0, #0E7HSETB TR0 ;启动计数器SETB P1.0 ;高电平HERE1: JBC TF0, NEXT ;判断中断标志位是否置位LJMP HERE1 ;未,重复执行NEXT: MOV TH0, #6AH ;设定高电平时初值MOV TL0, #6AHCLR P1.0 ;输出低电平HERE2: JBC TF0, START ;判断中断标志位是否置位,若置位则回到开始LJMP HERE2 ;未,重复执行END6． 已知80C51单片机的MHz f osc 12=，用T1定时，由P1.0和P1.1分别输出周期为2ms和500s μ的方波，试编程实现。
1、定时器/计数器的方式寄存器TMODTMOD是一个8位的特殊功能寄存器，对应的地址是89H，不可位寻址。
A．主要完成三个功能：*确定选择定时器还是计数器；*选择何种工作方式；*是否借用外中断控制定时器和计数器的启停；B．TMOD的低4位是控制T0的字段（T0--P3.4 定时器/计数器0外部事件脉冲输入端）；TMOD的高4位是控制T1的字段（T1--P3.5定时器/计数器1外部事件脉冲输入端）C．控制字的格式和含义a、GATE(TMOD.7)分为两种情况：GATE=0，定时器的启停和INT1无关，只取决于TR0;GATE=1，定时器的启停不仅要由TR0来控制，而且要INT1引脚的控制，只有二者都为高电平时定时器才开始工作；b、C/T(TMOD.6)分为两种情况：C/T=0，用作定时器；C/T=1，用作计数器；d、M1(TMOD.5), M0(TMOD.4)用M1,M0来控制定时器/计数器的4种工作方式:*方式0：M1=0,M0=0.13位定时/计数方式*方式1：M1=0,M0=1.16位定时/计数器*方式2，M1=1,M0=0.8位初值自动重新装入的8位定时/计数器*方式3，M1=1,M0=1.仅适用于T0，分为两个8位计数器，T1停止计数2、定时器/计数器控制寄存器TCONTCON是一个8位的特殊功能寄存器，对应的地址为88H，可为寻址。
A 控制字的格式和含义a、TF1(TCON.7),TF0(TCON.5)----T1、T0计数溢出标志位当计数器计数溢出时，该位置“1”。
使用查询方式时，此位作为状态位供cpu查询，但应注意在查询该位有效后应以软件方法及时将该位清“0”。
使用中断方式时，此位作为中断申请标志位，进入中断服务程序后由硬件自动清0.b、TR1(TCON.6),TR0(TCON.4)----计数运行控制位TR1(TR0)=1,启动定时/计数器工作的必要条件，还与GATE位的状态有关。
51单⽚机定时器计数器详解第六章定时器/计数器6.1 定时器的结构及⼯作原理6.2 定时器的控制6.3 定时器的⼯作模式及其应⽤第六章定时器/计数器实现定时⼀般有多种⽅法：1. 利⽤软件实现（延时程序）优点：简单，控制⽅便；缺点：CPU效率低。
2. 外部硬件实现：单稳态定时器、计数定时器优点：CPU效率⾼；缺点：修改参数⿇烦。
3. 利⽤计数器实现输⼊脉冲定时器／计数器作⽤主要包括产⽣各种时标间隔、记录外部事件的数量等，是单⽚机中最常⽤、最基本的部件之⼀。
外来脉冲定时计数定时器/计数器功能⽰意图6.1 定时器/计数器的结构及⼯作原理6.1.1 定时器/计数器的基本结构MCS-51单⽚机有⼆个定时器/计数器，每个定时器/计数器由⼏个专⽤寄存器组成。
TMOD(89H ）⾼四位TMOD(89H ）低四位⽅式寄存器TCON(88H)TCON(88H)控制寄存器*8DH 8BH 8CH 8AH TH1 TL1TH0 TL0数据寄存器(16位）定时器T1定时器T0定时器/计数器的结构如下图所⽰。
定时器/计数器的基本结构框图申请P3.5or P3.4or 8DH 8BH8CH 8AH6.1.2 定时器/计数器的⼯作原理定时器/计数器结构原理图INTx P3.YGATE ：门控制位：定时/计数控制位TC/x=0,1Y=2,3Z=4,5⼀. 对外部输⼊信号的计数功能当T0或T1设置为计数⼯作⽅式时，计数器对来⾃输⼊引脚P3.4(T0)和P3.5(T1)的外部信号计数。
若前⼀个机器周期采样值为1，后⼀个机器周期采样值为0，则计数器加1。
所以计数器计数的频率最⾼为fosc 的1/24。
BDEHT H >1个机器周期T L >1个机器周期L⼆. 定时功能：定时器/计数器的定时功能也是通过计数实现的，它的计数脉冲是由单⽚机的⽚内振荡器输出经12分频后产⽣的信号，即为对机器周期计数。
INTx P3.Y例如：晶振频率=12MHz 机器周期=1us ，计数1次=1us ，计数频为=1MHz 。
第六章MCS-51的定时/计数器1．如果采用晶振的频率为3MHz，定时器/计数器工作方式0、1、2下，其最大的定时时间为多少？解答：因为机器周期，所以定时器/计数器工作方式0下，其最大定时时间为；同样可以求得方式1下的最大定时时间为262.144ms；方式2下的最大定时时间为1024ms。
2．定时/计数器用作定时器时，其计数脉冲由谁提供？定时时间与哪些因素有关？答：定时/计数器作定时时，其计数脉冲由系统振荡器产生的内部时钟信号12分频后提供。
定时时间与时钟频率和定时初值有关。
3．定时/计数器用作定时器时，对外界计数频率有何限制？答：由于确认1次负跳变要花2个机器周期，即24个振荡周期，因此外部输入的计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24。
4．采用定时器/计数器T0对外部脉冲进行计数，每计数100个脉冲后，T0转为定时工作方式。
定时1ms后，又转为计数方式，如此循环不止。
假定MCS-51单片机的晶体振荡器的频率为6MHz，请使用方式1实现，要求编写出程序。
解答：定时器/计数器T0在计数和定时工作完成后，均采用中断方式工作。
除了第一次计数工作方式设置在主程序完成外，后面的定时或计数工作方式分别在中断程序完成，用一标志位识别下一轮定时器/计数器T0的工作方式。
编写程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP IT0PMAIN: MOV TMOD,#06H ；定时器/计数器T0为计数方式2MOV TL0,#156 ；计数100个脉冲的初值赋值MOV TH0,#156SETB GATE ；打开计数门SETB TR0 ；启动T0，开始计数SETB ET0 ；允许T0中断SETB EA ；CPU开中断CLR F0 ；设置下一轮为定时方式的标志位WAIT: AJMP WAITIT0P: CLR EA ；关中断JB F0,COUNT ；F0=1，转计数方式设置MOV TMOD,#00H ；定时器/计数器T0为定时方式0MOV TH0,#0FEH ；定时1ms初值赋值MOV TL0,#0CHSETB EARETICOUNT: MOV TMOD,#06HMOV TL0,#156SETB EARETI5. 定时器/计数器的工作方式2有什么特点？适用于哪些应用场合？答：定时器/计数器的工作方式2具有自动恢复初值的特点，适用于精确定时，比如波特率的产生。
第7章定时器/计数器MCS-51单片机内部有两个16位可编程的定时器/计数器，即定时器T0和定时器T1（8052提供3个，这第三个称定时器T2）。
它们既可用作定时器方式，又可用作计数器方式。
7 . 1定时器/计数器结构定时器/计数器的基本部件是两个8位的计数器（其中TH1，TL1是T1的计数器，TH0，TL0是T0的计数器）拼装而成。
在作定时器使用时，输入的时钟脉冲是由晶体振荡器的输出经12分频后得到的，所以定时器也可看作是对计算机机器周期的计数器（因为每个机器周期包含12个振荡周期，故每一个机器周期定时器加1，可以把输入的时钟脉冲看成机器周期信号）。
故其频率为晶振频率的1/12。
如果晶振频率为12MH Z，则定时器每接收一个输入脉冲的时间为1us。
当它用作对外部事件计数时，接相应的外部输入引脚T0（P3.4）或T1(P3.5)。
在这种情况下，当检测到输入引脚上的电平由高跳变到低时，计数器就加1（它在每个机器周期的S5P2时采样外部输入，当采样值在这个机器周期为高，在下一个机器周期为低时，则计数器加1）。
加1操作发生在检测到这种跳变后的一个机器周期中的S3P1，因此需要两个机器周期来识别一个从“1”到“0”的跳变，故最高计数频率为晶振频率的1/24。
这就要求输入信号的电平要在跳变后至少应在一个机器周期内保持不变，以保证在给定的电平再次变化前至少被采样一次。
定时器/计数器有四种工作方式，其工作方式的选择及控制都由两个特殊功能寄存器（TMOD和TCON）的内容来决定。
用指令改变TMOD或TCON的内容后，则在下一条指令的第一个机器周期的S1P1时起作用。
1、定时器的方式寄存器TMOD图7-1 TMOD寄存器各位定义特殊功能寄存器TMOD为定时器的方式控制寄存器，寄存器中每位的定义如图7-1所示。
高4位用于定时器1，低4位用于定时器0。
其中M1，M0用来确定所选的工作方式，如表7-1所示。
①M1 M0 定时器/计数器四种工作方式选择，见表7-1所示。
MCS-51单片机中定时器的方式0、方式1和方式2具有不同的工作特点。
方式0是一个13位的定时器/计数器，其使用了16位寄存器（TH0和TL0）中的13位，包括TL0的低5位和TH0的8位，而TL0的高3位并未使用。
方式1是一个16位的定时器/计数器，TH0和TL0对应的16位全部参与计数运算。
当TH0和TL0计数满溢出时，硬件会自动将TF0置位并申请中断，同时16位加1计数器会从0开始继续计数。
在定时工作方式下，定时时间t对应的初值为X=216–t×fosc/12。
在计数工作方式下，计数长度最大为216=65536（个外部脉冲）。
方式2的特点是初值只需设置一次，每次溢出后，初值会自动从TH0加载到TL0或从TH1加载到TL1，但计数范围比方式1小。
在方式2中，只有TL0用作8位计数器参与脉冲计数工作，TH0不参与计数，只用来保存初值。
以上信息仅供参考，建议咨询专业计算机技术人员或者查阅专业书籍了解更多详细信息。
80C51单片机内部设有两个16位的可编程定时器/计数器。
可编程的意思是指其功能（如工作方式、定时时间、量程、启动方式等）均可由指令来确定和改变。
在定时器/计数器中除了有两个16位的计数器之外，还有两个特殊功能寄存器（控制寄存器和方式寄存器）。
：从上面定时器/计数器的结构图中我们可以看出，16位的定时/计数器分别由两个8位专用寄存器组成，即：T0由TH0和TL0构成；T1由TH1和TL1构成。
其访问地址依次为8AH-8DH。
每个寄存器均可单独访问。
这些寄存器是用于存放定时或计数初值的。
此外，其内部还有一个8位的定时器方式寄存器TMOD和一个8位的定时控制寄存器TCON。
这些寄存器之间是通过内部总线和控制逻辑电路连接起来的。
TMOD主要是用于选定定时器的工作方式；TCON主要是用于控制定时器的启动停止，此外TCON还可以保存T0、T1的溢出和中断标志。
当定时器工作在计数方式时，外部事件通过引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）输入。
定时计数器的原理：16位的定时器/计数器实质上就是一个加1计数器，其控制电路受软件控制、切换。
当定时器/计数器为定时工作方式时，计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生，即每过一个机器周期，计数器加1，直至计满溢出为止。
显然，定时器的定时时间与系统的振荡频率有关。
因一个机器周期等于12个振荡周期，所以计数频率fcount=1/12osc。
如果晶振为12MHz，则计数周期为：T=1/（12×106）Hz×1/12=1μs这是最短的定时周期。
若要延长定时时间，则需要改变定时器的初值，并要适当选择定时器的长度（如8位、13位、16位等）。
当定时器/计数器为计数工作方式时，通过引脚T0和T1对外部信号计数，外部脉冲的下降沿将触发计数。
计数器在每个机器周期的S5P2期间采样引脚输入电平。
若一个机器周期采样值为1，下一个机器周期采样值为0，则计数器加1。
此后的机器周期S3P1期间，新的计数值装入计数器。
所以检测一个由1至0的跳变需要两个机器周期，故外部事年的最高计数频率为振荡频率的1/24。
例如，如果选用12MHz 晶振，则最高计数频率为0.5MHz。
虽然对外部输入信号的占空比无特殊要求，但为了确保某给定电平在变化前至少被采样一次，外部计数脉冲的高电平与低电平保持时间均需在一个机器周期以上。
当CPU用软件给定时器设置了某种工作方式之后，定时器就会按设定的工作方式独立运行，不再占用CPU的操作时间，除非定时器计满溢出，才可能中断CPU当前操作。
CPU也可以重新设置定时器工作方式，以改变定时器的操作。
由此可见，定时器是单片机中效率高而且工作灵活的部件。
综上所述，我们已知定时器/计数器是一种可编程部件，所以在定时器/计数器开始工作之前，CPU 必须将一些命令（称为控制字）写入定时/计数器。
将控制字写入定时/计数器的过程叫定时器/计数器初始化。
在初始化过程中，要将工作方式控制字写入方式寄存器，工作状态字（或相关位）写入控制寄存器，赋定时/计数初值。
下面我们就提出的控制字的格式及各位的主要功能与大家详细的讲解。
控制寄存器定时器／计数器T0和T1有2个控制寄存器-TMOD和TCON，它们分别用来设置各个定时器／计数器的工作方式，选择定时或计数功能，控制启动运行，以及作为运行状态的标志等。
其中，TCON寄存器中另有4位用于中断系统。
定时器/计数器方式寄存器TMOD：定时器方式控制寄存器TMOD在特殊功能寄存器中，字节地址为89H，无位地址。
TMOD的格式如下图所示。
由图可见，TMOD的高4位用于T1，低4使用于T0，4种符号的含义如下：GATE：门控制位。
GATE和软件控制位TR、外部引脚信号INT的状态,共同控制定时器／计数器的打开或关闭。
C／T：定时器／计数器选择位。
C/T＝1，为计数器方式；C／T＝0，为定时器方式。
M1M0：工作方式选择位，定时器／计数器的4种工作方式由M1M0设定。
工作方式功能描述0 0 工作方式0 13位计数器0 1 工作方式1 16位计数器1 0 工作方式2 自动再装入8位计数器1 1 工作方式3 定时器0：分成两个8位计数器，定时器1：停止计数定时器/计数器方式控制寄存器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0，高半字节定义为定时器1。
复位时，TMOD所有位均为0。
例：设定定时器1为定时工作方式，要求软件启动定时器1按方式2工作。
定时器0为计数方式，要求由软件启动定时器0，按方式1工作。
我们怎么来实现这个要求呢？大家先看上面TMOD寄存器各位的分布图第一个问题：控制定时器1工作在定时方式或计数方式是哪个位？通过前面的学习，我们已知道，C/T位（D6）是定时或计数功能选择位，当C/T=0时定时/计数器就为定时工作方式。
所以要使定时/计数器1工作在定时器方式就必需使D6为0。
第二个问题：设定定时器1按方式2工作。
上表中可以看出，要使定时/计数器1工作在方式2，M0（D4）M1（D5）的值必须是1 0。
第三个问题：设定定时器0为计数方式。
与第一个问题一样，定时/计数器0的工作方式选择位也是C/T（D2），当C/T=1时，就工作在计数器方式。
第四个问题：由软件启动定时器0，前面已讲过，当门控位GATE=0时，定时/计数器的启停就由软件控制。
第五个问题：设定定时/计数器工作在方式1，使定时/计数器0工作在方式1，M0（D0）M1（D1）的值必须是0 1。
从上面的分析我们可以知道，只要将TMOD的各位，按规定的要求设置好后，定时器/计灵敏器就会按我们预定的要求工作。
我们分析的这个例子最后各位的情况如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00 0 1 0 0 1 0 1二进制数00100101=十六进制数25H。
所以执行MOV TMOD,#25H这条指令就可以实现上述要求。
定时器/计数器控制寄存器TCON：TCON在特殊功能寄存器中，字节地址为88H，位地址(由低位到高位)为88H一8FH，由于有位地址，十分便于进行位操作。
TCON的作用是控制定时器的启、停，标志定时器溢出和中断情况。
TCON的格式如下图所示。
其中，TFl，TRl，TF0和TR0位用于定时器／计数器；IEl，ITl，IE0和IT0位用于中断系统。
各位定义如下：TF1：定时器1溢出标志位。
当字时器1计满溢出时，由硬件使TF1置“1”，并且申请中断。
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：定时器1运行控制位。
由软件清“0”关闭定时器1。
当GATE=1，且INT1为高电平时，TR1置“1”启动定时器1；当GATE=0，TR1置“1”启动定时器1。
TF0：定时器0溢出标志。
其功能及操作情况同TF1。
TR0：定时器0运行控制位。
其功能及操作情况同TR1。
IE1：外部中断1请求标志。
IT1：外部中断1触发方式选择位。
IE0：外部中断0请求标志。
IT0：外部中断0触发方式选择位。
TCON中低4位与中断有关，我们将在下节课讲中断时再给予讲解。
由于TCON是可以位寻址的，因而如果只清溢出或启动定时器工作，可以用位操作命令。
例如：执行“CLR TF0”后则清定时器0的溢出；执行“SETB TR1”后可启动定时器1开始工作（当然前面还要设置方式定）。
定时器/计数器的初始化：由于定时器/计数器的功能是由软件编程确定的，所以一般在使用定时/计数器前都要对其进行初始化，使其按设定的功能工作。
初始货的步骤一般如下：1、确定工作方式（即对TMOD赋值）；2、预置定时或计数的初值（可直接将初值写入TH0、TL0或TH1、TL1）；3、根据需要开放定时器/计数器的中断（直接对IE位赋值）；4、启动定时器/计数器（若已规定用软件启动，则可把TR0或TR1置“1”；若已规定由外中断引脚电平启动，则需给外引脚步加启动电平。
当实现了启动要求后，定时器即按规定的工作方式和初值开始计数或定时）。
下面介绍一下确定时时/计数器初值的具体方法。
因为在不同工作方式下计数器位数不同，因而最大计数值也不同。
现假设最大计数值为M，那么各方式下的最大值M值如下：方式0：M=213=8 192方式1：M=216=65 536方式2：M=28=256方式3：定时器0分成两个8位计数器，所以两个M均为256。
因为定时器/计数器是作“加1”计数，并在计数满溢出时产生中断，因此初值X可以这样计算：X=M-计数值下面举例说明初值的确定方法。
例1、选择T1方式0用于定时，在P1.1输出周期为1ms方波，晶振fosc=6MHz。
解：根据题意，只要使P1.1每隔500us取反一次即可得到1ms的方波，因而T1的定时时间为500us，因定时时间不长,取方式0即可。
则M1 M0=0；因是定时器方式,所以C/T=0；在此用软件启动T1，所以GATE=0。
T0不用，方式字可任意设置，只要不使其进入方式3即可，一般取0，故TMOD=00H。
系统复位后TMOD为0，可不对TMOD重新清0。
下面计算500us定时T1初始值：机器周期T=12/fosc=12/（6×106）Hz=2μs设初值为X，则：（1013－X）×2×10-6s=500×10-6sX=7942D=1111100000110B=1F06H因为在作13位计数器用时，TL1的高3位未用，应填写0，TH1占用高8位，所以X的实际填写应为：X=111100000000110B=F806H结果：TH1=F8H，TL1=06H源程序如下：ORG 2000HMOV TL1,#06H ;给TL1置初值MOV TH1,#0F8H ;给TH1置初值SETB TR1 ;启动T1LP1:JBC TF1,LP2 ;查询计数溢出否？AJMP LP1LP2:MOV TL1,#06H ;重新设置计数初值MOV TH1,#0F8HCPL P1.1 ;输出取反AJMP LP1 ;重复循环定时器/计数器的四种工作方式：定T0或T1无论用作定时器或计数器都有4种工作方式：方式0、方式1、方式2和方式3。
除方式3外，T0和T1有完全相同的工作状态。
下面以T1为例，分述各种工作方式的特点和用法。
工作方式0：13位方式由TL1的低5位和TH1的8位构成13位计数器（TL1的高3位无效）。
工作方式0的结构见下图：为定时／计数选择：C／T＝0，T1为定时器，定时信号为振荡周期12分频后的脉冲；C／T＝l，T1为计数器，计数信号来自引脚T1的外部信号。
定时器T1能否启动工作，还受到了R1、GATE和引脚信号INT1的控制。
由图中的逻辑电路可知，当GATE＝0时，只要TR1＝1就可打开控制门，使定时器工作；当GATE＝1时，只有TR1＝1且INT1＝1，才可打开控制门。
