一文详解定时器方式控制状态寄存器

一、定时器方式寄存器TMOD（89H）

TMOD的地址为89H，不可按位寻址，只能用字节指令设置定时器工作方式。低半字节定义定时器T0，高半字节定义定时器T1。复位时，TMOD所有位均为零。

• 功能选择位 C/T：

  =0，定时功能，计数内部机器周期脉冲；

  =1，计数功能，计数引脚T0(T1)输入的负脉冲。

• 方式选择位M1、M0：4种工作方式：

• 门控方式选择位GATE ：

  =0，非门控方式(内部启动)：

  • TRx=1，启动定时器工作；

  • TRx=0，停止定时器工作。

  =1，门控方式(外部启动)：

  • TRx=1且引脚INTx=1才启动。

GATE：门控位，决定定时器/计数器的启动开关信号（图中的K2）是否受外部中断请求信号的影响。

• 门控位对定时计数器启动开关信号的控制作用如下图所示：

• 确定定时器工作方式指令：

MOV TMOD，#方式字

例：设T0用方式2非门控定时，T1用方式1门控计数。

    MOV   TMOD，#0D2H

TMOD各位定义及具体意义

二、定时器控制/状态寄存器TCON（88H）

TCON的位地址位88H,可按位寻址。复位时，TCON所有位均为零。

• 启动控制位TR0、TR1

  =0，停止定时器工作

  =1，启动定时器工作

例：启动T0： SETB TR0

• 溢出中断标志位TF0、TF1
  • 定时器溢出使TFx=1，引起中断请求，CPU响应
  • Tx中断后，自动清0 TFx。
  • 可用软件检测TFx，必须软件清0。

WAIT：JBC TF0，NEXT;检测T0是否溢出

      SJMP   WAIT    ;未溢出，继续检测

NEXT： …      ;溢出，TF0清0，处理溢出

TCON;各位定义及具体的意义

三、可预置初值的16位加1计数器TH0、TL0、 TH1、TL1

预置T0初值指令：

       MOV   TH0，#XH

       MOV   TL0，#XL

由方式选择位M1、M0设定

接下来会具体介绍几个方式：

四、方式0

• 13位定时/计数器。 THx 8位和TLx低5位组成13位加1
• 计数器，此种方式与MCS－48系列兼容，如果不是为了兼容的目的，一般不用方式0.
• 方式0的全部功能，方式1都可以代替。

4.1 方式0介绍

当M1M0两位为00时,为工作方式0(13位)

• C/T=0时，作为定时器方式工作，T0对机器周期计数，其定时时间为：

(213- T0初值)×时钟周期×12

4.2 应用举例

使用定时/计数器进行定时或计数之前，首先要通过软件对它进行初始化。初始化包括下述步骤：

• 确定工作方式：对TMOD寄存器赋值；
• 置定时/计数器初值：对TH0、TL0或TH1、TL1寄存器赋值；
• 初值X的计算方法如下：
  • 计数方式时：X=N-M
  • 定时方式时：X=N-t/T

在上两式中，M为计数模值，即从计数器启动到溢出时所需计数值；N为十三位计数器， t为定时值；T为机器周期。

• 根据需要，开放定时器中断、设定中断优先级：对IE、IP寄存器赋值；

• 启动定时/计数器：使TCON寄存器的TR0或TR1置位，或由加到引脚INTX上的外部信号电平启动。

  例:利用T0方式0产生宽度为2μs，周期为2ms的定时负脉冲，由P1.7送出，系统采用12MHz的晶振。

解：由于晶振为12MHz，机器周期为1μs,这样利用T0方式0产生周期为2ms定时的初值X初值为：

​ X =N-t/T

​ =213-2×10-3/(1×10-6)

​ =8192-2000

​ =6192

​ =1830H

​ =1100000110000B

则TH0=11000001B=0C1H，TL0=00010000B=10H

由于CLR bit和NOP指令的执行时间为1个机器周期，当晶振为12MHz时，这两条指令的执行时间都为1μs。这样，每当定时时间到时，利用T0产生中断，在中断服务程序中，先执行CLR P1.7和NOP两条指令，然后执行SETB P1.7,最后重装TH0和TL0的初值，就可以产生题目所要求的定时脉冲。

置T0为定时方式0，GATE=0，C/T=0,

H, T1不用，可任意，一般取0，故TMOD=00H,并由TR0启停T0。

初始化程序：MOV TMOD , #00H
MOV TH0 , #0C1H
MOV TL0 , #10H ；初始化T0
MOV IE , #82H ；开T0中断
SETB TR0 ；启动T0
… … …
T0溢出中断服务程序:
T0INT:CLR P1.7
NOP
SETB P1.7
MOV TH0,#0C1H；T0重置初值
MOV TL0,#10H
RETI

例：利用T0的工作模式0产生1ms定时，在P1.0引脚输出周期为2ms的方波。设单片机晶振频率fosc=12MHz。编程实现其功能。

解：要在P1.0引脚输出周期为2ms的方波，只要使P1.0每隔1ms取反一次即可。

1. 选择工作模式

​ T0的模式字为TMOD=00H，即

​ M1M0=00，C/T=0，GATE=0，其余位为0

2. 计算1ms定时时T0的初值

​ (213－X)×1/12 × 10-6×12=1×10-3 s

​ X=7193D=11100000 11000B

​ T0的低5位：11000B=18H即 (TL0)=18H

​ T0的高8位：11100000B=E0H即 (TH0)=E0H

3. 采用查询方式的程序

程序清单：

​ MOV TMOD,#00H ；设置T0为模式0

​ MOV TL0,#18H ；送初值

​ MOV TH0,#0E0H

​ SETB TR0 ；启动定时

LOOP：JBC TF0，NEXT ；查询定时时间到否

​ SJMP LOOP

NEXT：MOV TL0,#18H ；重装计数初值

​ MOV TH0,#0E0H

​ CPL P1.0 ；取反

​ SJMP LOOP ；重复循环

4. 采用定时器溢出中断方式的程序

   程序清单：

   主程序

           ORG  0000H

   RESET: AJMP MAIN     ; 跳过中断服务程序区

           ORG  0030H

    MAIN： MOV  TMOD,#00H   ；设置T0为模式0

           MOV  TL0,#18H     ；送初值

           MOV  TH0,#0E0H

           SETB  EA           ;CPU开中断

           SETB  ET0         ;T0中断允许

           SETB  TR0          ;启动定时

    HERE：SJMP  HERE   ;等待中断，虚拟主程序

中断服务程序

  ORG  000BH

        AJMP CTC0

        ORG  0120H

  CTC0: MOV  TL0,#18H ；重新装如初值

        MOV  TH0,#0E0H 

        CPL P1.0       ;P1.0取反

        RETI