知识准备：T0工作模式1的控制逻辑及初值计算示例

为完成本章相关实验，读者应具备以下相关知识。

1.T0、T1的定时功能和计数功能

AT89C52单片机内部有定时器/计数器T0、T1、T2（在此只介绍定时器/计数器T0、T1），它们都既可以作为定时器使用，又可以作为计数器使用。但不管作为定时器还是作为计数器，其本质都是加1计数器，只是计数信号来源不同。作为定时器使用时，计数信号来源来自单片机内部的机器周期，也就是每隔一个机器周期，计数器自动加1（如单片机的机器周期为1μs，计数5000次后，共消耗了5000×1μs=5ms，以此类推）。作为计数器使用时，计数信号来源来自外部信号，外部信号每发生一次改变，计数值自动加1（如T0作为计数器使用时，是对P3.4引脚送进来的外部脉冲信号进行计数）。

以下以T0工作模式1为例进行讲解，如图2.5.1所示。

图2.5.1　T0工作模式1的控制逻辑图

图中，有一个单刀双掷开关，用于决定T0工作于定时器方式或计数器方式。当时，开关接通定时功能（此时T0对机器周期进行计数）；当=1时，开关接通计数功能（此时T0对由P3.4引脚送进来的外部脉冲信号进行计数）。T0计的数放在TH0和TL0中，在不同的工作模式下，TH0和TL0的位数不一样，能够存储数值的范围也不一样。这就好比不同的工作方式下提供有不同大小的水桶，能够装的水当然也不一样多，计满后自动将溢出标志位TF0置位，同时向CPU申请中断。

另外，图中还有一个开关“控制端”，用于控制定时/计数功能的启动和停止。这个开关由TR0、GATE、经一串组合逻辑电路（包括非门、或门、与门）控制。分析逻辑电路，我们不难得出下面的结论：

当GATE=0时，T0的启动和停止仅受TR0控制；当GATE=1时，T0的启动和停止由TR0和外部中断引脚上的电平状态共同控制。

2.与定时器/计数器T0、T1的相关寄存器

与定时器/计数器T0、T1的相关寄存器有控制寄存器TCON、工作模式寄存器TMOD，其内部结构如表2.5.1和表2.5.2所示，以及前述的中断优先级寄存器IP，中断允许寄存器IE。

注意：TCON寄存器是一个可以按位寻址的特殊功能寄存器。高四位负责定时器/计数器T0、T1的管理，默认复位值为00H。

表2.5.1　T0、T1控制寄存器TCON

注意：TMOD寄存器是一个不可以按位寻址的特殊功能寄存器，默认复位值为00H。

表2.5.2　T0、T1工作模式寄存器TMOD

3.定时器/计数器T0、T1的最大定时时间和实际定时时间(www.xing528.com)

最大定时时间=2n×机器周期

实际定时时间=（2n-定时初值）×机器周期

在此，n值取决于定时器/计数器的工作模式，如当工作于模式2时，n为8，工作于模式1时，n为16。

例如，使用定时器/计数器T1，选择工作模式1，工作于定时器方式，定时50ms，系统时钟为12MHz。

定时器T1在工作于模式1时为16位定时器/计数器，TH1和TL1各有8位。最大计数次数为216-1（从0000 0000 0000 0000B计到1111 1111 1111 1111B），如果要溢出，则计数次数为（216-1）+1=216。又系统时钟频率为12MHz，振荡周期为，机器周期T=12Tfoc=1μs，定时功能时计数器每一个机器周期计1次数，所以，最大定时时间=216次×1μs/次=216μs=65536 μs。

如果要定时50ms，即50ms要溢出一次，因为实际定时时间50ms=50000μs，小于模式1最大定时时间65536μs，所以计数初值不再从0开始。代入实际定时时间计算公式50ms=（216-计数初值）×1μs，解出计数初值=65536-50000=15536=0011 1100 1011 0000b。将这个初值分别装在TH1和TL1中，初值分布如图2.5.2所示，即

TH1=（65536-50000）/256　TL1=（65536-50000）%256

图2.5.2　初值分布

如果还是用定时器T1、工作方式1定时50ms，但是系统时钟改为6MHz，则初值如何计算呢？

比较上一例题，系统时钟变了，机器周期也就随之变了。机器周期T=12Tfoc=2μs，代入实际定时时间计算公式有：50ms=（216-计数初值）×2μs，解出

TH1=（65536-25000）/256　TL1=（65536-25000）%256

4.定时器/计数器T0、T1的初始化步骤

因为定时器/计数器T0、T1和P3.4、P3.5引脚共用，不做特别设置时，这两个引脚为通用I/O口，因此，在使用定时器/计数器T0、T1前，应首先对其进行初始化编程。具体过程如下：

（1）设置TMOD寄存器，选择工作模式和工作方式；

（2）结合实际定时时间（或计数次数）及相应的工作模式，设置定时器/计数器T0、T1的计数初值THx和TLx；

（3）设置中断允许控制寄存器IE，允许定时器/计数器T0、T1中断；

（4）设置T0、T1控制寄存器TCON，启动定时器。