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2014-12-1 13:16| 发布者: admin| 查看: 12828| 评论: 0

摘要: 本文主要学习定时器/计数器的基本结构。对结构的学习首先要明确定时器/计数器的功能,可参考第一节的内容来理解。目前常用的单片机中往往都配备了定时器/计数器。在AT89S52芯片内包含有三个16位的定时器/计数器:T0 ...
    本文主要学习定时器/计数器的基本结构。对结构的学习首先要明确定时器/计数器的功能,可参考第一节的内容来理解。目前常用的单片机中往往都配备了定时器/计数器。在AT89S52芯片内包含有三个16位的定时器/计数器:T0、T1和T2,其核心是加1计数器。我们主要要求掌握T0和T1的结构和功能。学习中要注意从电路结构上来理解功能的实现。定时器/计数器方式寄存器TMOD和定时器/计数器控制寄存器TCON是用以设定定时器/计数器的工作方式、定时或计数功能,控制启动或停止以及产生溢出中断的重要模块,应该对这两个寄存器中的逐位的定义和功能进行学习和掌握。
一、定时器/计数器的功能

AT89S52单片机定时器/计数器的基本部件是两个8位的计数器(T1计数器分为高8位TH1和低8位TL1,T0计数器的高8位是TH0,低8位是TL0)。如图1所示。


图1 T0和T1的基本构成

定时器/计数器的核心是一个加1计数器,在作定时器使用时,它对机器周期进行计数,每过一个机器周期计数器加1,直到计数器计满溢出。

当它用作对外部事件计数时,计数器接相应的外部输入引脚T0(P3.4)或T1(P3.5)并在每个机器周期的S5P2时采样,当采样到1—0的负跳变时,计数器加1。

二、定时器/计数器的结构

AT89S52单片机内部的定时/计数器的结构如图2所示。定时器T0由特殊功能寄存器TL0(低8位)和TH0(高8位)构成,定时器T1由特殊功能寄存器TL1(低8位)和TH1(高8位)构成。每个寄存器均可单独访问。



图2 定时器/计数器的内部结构

三、TMOD和TCON

AT89S52的定时器/计数器是一种可编程部件,在定时器/计数器开始工作之前,CPU必须将一些命令(控制字)写入定时/计数器。

例如:选择哪一个定时器/计数器在何种工作方式下工作?

是用作定时器计时功能还是用作计数器的计数功能?

是否启动定时器/计数器的运行?

……

这些设置的功能是通过对特殊功能寄存器TMOD和TCON的设置来实现。在初始化过程中,要将工作方式控制字写入方式寄存器(初始化工作的一部分),工作状态字写入控制寄存器,CPU就会按设定的工作方式独立运行。

1.定时器/计数器方式寄存器TMOD

    定时器/计数器方式控制寄存器TMOD在特殊功能寄存器中,字节地址为89H。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/计数器0,高半字节定义为定时器/计数器1。复位时,TMOD所有位均为0。TMOD的格式

如下表所示。

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

GATE

C/

M1

M0

GATE

C/

M1

M0

T1方式控制字

T0方式控制字

M1、M0:工作方式选择位。用来定义定时器/计数器的四种工作方式。

C/:功能选择位:C/位为定时器方式或计数器方式选择位。C/=1时,为计数器方式;C/=0时,为定时器方式。

GATE:门控制位,确定定时器的开启与关闭。当GATE=0时,只要定时器控制寄存器TCON中的TR0(或TR1)被置1时,T0(或T1)被允许开始计数(TCON各位含义见后面叙述)。

当GATE=1时,外部中断引脚的输入电平控制T0或T1的开启与关闭。

2.定时器/计数器控制寄存器TCON

TCON是T0和T1的控制寄存器,它同时也用来锁存T0、T1的溢出中断请求源和外部中断请求源。TCON寄存器复位时为00H,可以进行位寻址。定时器/计数器控制寄存器TCON字节地址为88H。TCON寄存器各位定义如下表

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

TF1

TR1

TF0

TR0

IE1

IT1

IE0

IT0

用于外部中断

TCON中各标志位的功能是:

TF1(D7):定时器1溢出标志位。当T1计满溢出时,由硬件使TF1置1,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(D6):定时器1运行控制位。TR1置1,启动定时器1;TR1置0则停止工作。TR1由软件置1或清零

TF0(D5):定时器0溢出标志。其功能及操作情况同TF1。

TR0(D4):定时器0运行控制位。其功能及操作情况同TR1。

IE1(D3):外部中断1中断请求标志。IT1=1时,外部中断1引脚上的电平由1变0时,IE1由硬件置位,外部中断1请求中断。当CPU响应中断并转向该中断服务程序执行时,由内部硬件自动清0。

IT1(D2):外部中断1()电平触发方式或者脉冲触发方式控制位。IT1=1时,外部中断1为负边沿触发方式,引脚上的电平从高到低负跳变有效。IT1=0时,外部中断1为电平触发方式。上输入低电平有效。

IE0(D1):外部中断0中断请求标志。如果IT0置1,则当上的电平由1变0时,IE0由硬件置位。在CPU把控制转到中断服务程序时由硬件使IE0复位。

IT0(D0):外部中断源0触发方式控制位,其含义同IT1。

3.TMOD和TCON的控制功能可以通过一个具体的电路结构来加强理解


图3TMOD和TCON控制功能的实现

在图3中,清楚的表示了TMOD和TCON中的控制位对工作方式、定时/计数模式、启动、溢出中断的控制的实现。

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