一、课前须知：

1、51单片机有两组定时器/计数器，因为既可以定时，也可以计数，所以称之为定时器/计数器。

2、定时器/计数器和单片机CPU是相互独立的。定时器/计数器的工作过程是自动完成的，不需要CPU的参与。

3、51单片机中的 定时器/计数器 是根据 机器内部的时钟 或者是 外部的脉冲信号 对寄存器中的数据加1。

4、有了 定时器/计数器 之后，可以增加单片机的效率，一些简单的重复加1的工作可以交给 定时器/计数器 处理。并且定时器还可以实现精确定时的作用。让CPU去处理一些其他复杂的事情。

5、(CPU时序相关)：

振荡周期：为单片机提供定时信号的振荡源的周期（晶振周期或外加振荡周期）

状态周期：2个振荡周期为1个状态周期，用S表示。振荡周期又称S周期或时钟周期。

机器周期：1个机器周期含6个状态周期，12个振荡周期。

指令周期：完成1条指令所占用的全部时间，它以机器周期为单位。

例如：

外接晶振为12MHz时，51单片机相关周期的具体值为：

振荡周期=1/12us;状态周期=1/6us;机器周期=1us;指令周期=1~4us;

二、定时器/计数器原理

定时/计数器实质上是一个加1计数器。它随着计数器的输入脉冲进行自加1，也就是每来一个脉冲，计数器就自动加1，,当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使相应的中断标志位置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。

可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。

定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器THx和TLx组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。

51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用于控制其启动和中断申请。

(1)工作方式寄存器TMOD

工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下:

GATE是门控位, GATE＝0时，用于控制定时器的启动是否受外部中断源信号的影响。只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时/计数器工作；GATA＝1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚INT0/1也为高电平时，才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动条件，加上了INT0/1引脚为高电平这一条件。(***这里通常设置为0)

C/T :定时/计数模式选择位。C/T ＝0为定时模式;C/T =1为计数模式。

M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式。

--方式0

方式0为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成。TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。(**这里不自动重装载，所以在中断处理函数中需要重新赋值TH0和TL0)

定时器模式时有:N＝t/ Tcy

计数初值计算的公式为：X=2^13－N。

定时器的初值还可以采用计数个数直接取补法获得。

计数模式时，计数脉冲是T0引脚上的外部脉冲。

门控位GATE具有特殊的作用。当GATE=0时，经反相后使或门输出为1，此时仅由TR0控制与门的开启，与门输出1时，控制开关接通，计数开始；当GATE=1时，由外中断引\脚信号控制或门的输出，此时控制与门的开启由外中断引脚信号和TR0共同控制。当TR0=1时，外中断引脚信号引脚的

高电平启动计数，外中断引脚信号引脚的低电平停止计数。

这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。

--方式1

方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位，TH0作为高8位，组成了16位加1计数器 。(**这里不自动重装载，所以在中断处理函数中需要重新赋值TH0和TL0)

计数个数与计数初值的关系为：X=2^16－N

--方式2

方式2为自动重装初值的8位计数方式。(**这里自动重装载，所以在中断处理函数中不需要重新赋值TH0和TL0)

计数个数与计数初值的关系为：X=2^8－N

工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。

--方式3

方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当于TR1=0，停止计数。

工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。

(2)控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控

制定时/计数器的启动和中断申请。其格式如下：

TF1（TCON.7）：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时，CPU可随时查询TF1的状态。所以，TF1可用作查询测试的标志。TF1也可以用软件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一样。

TR1（TCON.6）：T1运行控制位。TR1置1时，T1开始工作；TR1置0时，T1停止工作。TR1由软件置1或清0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。

TF0（TCON.5）：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。

TR0（TCON.4）：T0运行控制位，其功能与TR1类同。

三、定时器/计数器的使用

初始化程序应完成如下工作：

对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式。

计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。

中断方式时，则对EA赋值，开放定时器中断。

使TR0或TR1置位，启动定时/计数器定时或计数。

计数器初值的计算：

机器周期也就是CPU完成一个基本操作所需要的时间。

计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t

当你使用12MHZ的外部晶振的时候，晶振周期(振荡周期)=1/12 ，机器周期(1个机器周期等于12个振荡周期)=(1/12) * 12 =1us。（如果采用方式1即为16位定时/计数器，那么一次记满就最多为65536*1us = 65536us）

如果用定时器0,并采用方式一(16位定时/计数器)，而我们定时1ms的初值是多少呢，1ms/1us=1000。也就是要计数1000个数，初值=65535-1000+1（因为实际上计数器计数到66636才溢出）=64536=FC18H (，可这样赋值：TH0=0xFC((65536-1000)/256);TL0=0x18((65536-1000)%256) );

示例代码(定时器中断)：

#include "reg52.h"#include "intrins.h"typedefunsigned char u8;typedef unsigned int u32;sbit LED=P0^0;void delay(u32 i)//i==1 10us{while(i--);}/***Funtion：定时器0中断处理函数(格式固定 interrupt 1(1为中断号))*IN : void*OUT : void**/void Timer0() interrupt 1{static u32 i;//由于这里定时器0初始化的是方式1(16位定时\计数器)，所以这里需要重新赋值初始值（TH0和TL0）TH0 = 0xFC;TL0 = 0x18;i++;if(i == 1000)//1s{i = 0;LED = ~LED;}}/***Funtion：定时器中断0初始化函数*IN : void*OUT : void**/void Timer0Init(void){//选择为定时器0模式，工作方式1，仅用TR0打开启动TMOD |= 0x01;//给定时器赋初值,定时1msTH0 = 0xFC;TL0 = 0x18;//打开定时器0中断允许ET0 = 1;//打开总中断EA = 1;//打开定时器TR0 = 1;}int main( void ){LED=0;Timer0Init();while(1);return 0;}

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