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2019年09月04日 | 51单片机系列知识8--定时器、计数器(1)
2019-09-04 来源：eefocus
几个相关的概念：
1、时钟与机器周期
时钟电路是计算机的心脏，它控制着计算机的工作节奏。时钟信号的频率称为振荡频率或时钟频率。振荡频率的倒数为振荡周期。
规定了每个机器周期包括6个状态周期（用s）表示，每个状态周期划分为两个节拍，分别对应着两个节拍时钟的有效期间。因此，一个机器周期有12个振荡周期，分别为S1P1、S1P2、S2P1…….S6P2
i. 与定时器、计数器有关的寄存器
方式寄存器TMOD
定时器方式和外部事件计数方式的差别是计数脉冲源和用途的不同，C/T的实质是选择计数脉冲源。
对外部输入脉冲计数的目的通常是为了测试脉冲的周期、频率或对输入的脉冲数进行累加。
△ 计算脉冲的周期、频率是否用到了输入捕捉方式？
GATE=1时。定时器的计数受外部引脚输入电平的控制。
GATE=0时，定时器的计数不受外部引脚输入电平的控制。
INTO控制T0的计数，INT1控制T1的计数。
控制寄存器TCON
特殊功能寄存器TCON的高4位为定时器的计数控制位和溢出标志位，低4位为外部中断的触发方式控制位和锁存外部中断请求源。
TR0：定时器T0的运行控制位。由软件置位和清“0”
△ 加入GATE=1时，引入INTO信号的目的是什么？
TF0：T0的溢出标志：TF0可由程序查询和清“0”。 TF0也是中断请求源，当CPU响应T0中断时由硬件清“0”TF0。
TR1、TF1类是TR0、TF0
T2的状态控制寄存器
ii. 工作方式
51系列单片机定时器T0有四种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3
定时器T1有三种工作方式：方式0、方式1、方式2
52系列单片机除拥定时器T0、T1外还有定时器T2
定时器T2有三种工作方式：捕捉方式、常数自动再装入方式和串口的波特率发生器方式。
方式0：13位的定时器/计数器
如定时器T0，方式0为13位计数器，由TL0的低5位与TH0的8位组成，TL0低5计数溢出时向TH0进位，TH0计数溢出时置“1”溢出标志TF0。定时器T0方式0的结构框图见教材P115。
定时器初值计算公式：设计数初值为a，则T=12／fosc×（213-a）us
方式1：16位的定时器/计数器
基本类同方式0
方式2：常数自动重新装入的8位定时器/计数器
方式2为自动恢复初值的8位计数器。TL0作为8位计数器，TH0作为计数初值寄存器。当TL0计数溢出时，计数器完成两项工作。①置位“1”溢出标志TF0，向CPU请求中断②将TH0内容送TL0，使TL0从初值开始重新加1计数。
T0工作于方式2定时，有点：精度比较高；缺点：定时时间小
T=12／fosc×（28-a）
分析：T0工作于方式0和方式1时，定时产生误差的原因?
T0工作于方式0、方式1，初值a是由中断服务程序恢复，而CPU响应T0溢出中断的时间随程序状态的不同而不同。
（CPU执行指令不同或者在执行其他中断程序都影响响应时间）
CPU响应中断之前T0从0开始继续计数，CPU响应中断时又从初值开始计数，这样是定时产生误差。
△ 误差来源即是T0从0开始计数到T0再次从初值开始计数这之间少计的脉冲。
方式3：仅适用于T0，两个8位计数器
T1设为方式3时，停止计数。T0分为两个独立的8位计数器TL0和TH0.
TL0使用T0的所有状态控制位GATE、TR0、INT0（P3、2）、T0（P3、4）、TF0
TH0被固定为一个8位定时器方式，使用T1的窗台控制位TR1、TF1。
一般情况下，只有当T1用于串行口的波特率发生器时，T0才在需要时选工作方式3，一增加一个计数。
此时T1的运行由方式来控制，方式3停止计数，方式0～2允许计数，计数溢出时不置“1”标志TF1。定时器T1作为波特率发生器时，应禁止T1中断。T1工作于定时方式（C/T=0），计数脉冲为振荡器的十二分频信号。也可以选择外部T1（P3-5）上的输入脉冲作为T1计数信（C/T=1）.T1的溢出率又和它的工作方式有关，一般选方式2定时。
△ 其实只能选择方式2作为计数器（定时方式）的工作方式，因为方式2是自动重装初值的方法。由于计数溢出时并不置位“1”标志TF1，CPU不响应中断，方式0、方式1重赋初值一般都放在中断服务程序中，所有计数器在溢出后总是从0开始计数，由此而得到波特率便不是我们所涉及要求的（为2SMOD×fosc/32×12×256）
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史海拾趣
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