代码收藏家 STC51单片机定时器/计数器寄存器详解
在 STC51 单片机中，定时器 / 计数器相关的寄存器主要有定时器控制寄存器（TCON）、定时器工作方式寄存器（TMOD）以及定时器初值寄存器（TH0、TL0、TH1、TL1），下面详细解释这些寄存器各位的作用。
1. 定时器控制寄存器（TCON）
| 位序号 | 位名称 | 作用 |
|---|---|---|
| TCON.7 | TF1 | 定时器 1 溢出标志位。当定时器 1 产生溢出时，硬件自动将 TF1 置 1。如果中断允许（ET1 = 1 且 EA = 1），则会向 CPU 发出中断请求；进入中断服务程序后，硬件自动将其清 0。若采用查询方式处理溢出，则需要软件清 0。 |
| TCON.6 | TR1 | 定时器 1 运行控制位。当 TR1 = 1 时，启动定时器 1 开始计数；当 TR1 = 0 时，停止定时器 1 计数。可以通过软件来设置该位的值。 |
| TCON.5 | TF0 | 定时器 0 溢出标志位。功能与 TF1 类似，用于表示定时器 0 是否溢出。 |
| TCON.4 | TR0 | 定时器 0 运行控制位。功能与 TR1 类似，用于控制定时器 0 的启动和停止。 |
| TCON.3 | IE1 | 外部中断 1 请求标志位。当外部中断 1 引脚上出现有效的中断请求信号（根据 IT1 的设置，可为下降沿或低电平触发）时，IE1 被硬件置 1；进入中断服务程序后，硬件自动将其清 0（对于下降沿触发方式）。 |
| TCON.2 | IT1 | 外部中断 1 触发方式控制位。当 IT1 = 0 时，外部中断 1 为低电平触发方式；当 IT1 = 1 时，外部中断 1 为下降沿触发方式。 |
| TCON.1 | IE0 | 外部中断 0 请求标志位。功能与 IE1 类似，用于表示外部中断 0 是否有中断请求。 |
| TCON.0 | IT0 | 外部中断 0 触发方式控制位。功能与 IT1 类似，用于设置外部中断 0 的触发方式。 |
2. 定时器工作方式寄存器（TMOD）
TMOD 分为高 4 位和低 4 位，分别用于控制定时器 1 和定时器 0 的工作方式。
低 4 位（控制定时器 0）
| 位序号 | 位名称 | 作用 |
|---|---|---|
| TMOD.3 | GATE | 门控位。当 GATE = 0 时，只要 TR0 = 1，定时器 0 就开始计数；当 GATE = 1 时，只有 TR0 = 1 且外部中断 0（INT0）引脚为高电平时，定时器 0 才开始计数。 |
| TMOD.2 | C/T̅ | 定时器 / 计数器选择位。当 C/T̅ = 0 时，作为定时器使用，对内部机器周期进行计数；当 C/T̅ = 1 时，作为计数器使用，对外部引脚 T0 上的脉冲信号进行计数。 |
| TMOD.1 | M1 | 工作方式选择位 1。与 M0 一起决定定时器 0 的工作方式。 |
| TMOD.0 | M0 | 工作方式选择位 0。与 M1 组合的工作方式如下： – M1M0 = 00：方式 0，13 位定时器 / 计数器。 – M1M0 = 01：方式 1，16 位定时器 / 计数器。 – M1M0 = 10：方式 2，8 位自动重装定时器 / 计数器。 – M1M0 = 11：方式 3，仅适用于定时器 0，将定时器 0 拆分为两个独立的 8 位定时器 / 计数器。 |
高 4 位（控制定时器 1）
高 4 位的功能与低 4 位类似，分别为 GATE（TMOD.7）、C/T̅（TMOD.6）、M1（TMOD.5）和 M0（TMOD.4），用于控制定时器 1 的工作方式。
3. 定时器初值寄存器（TH0、TL0、TH1、TL1）
TH0 地址：8CH
TL0 地址：8AH
TH1 地址：8DH
TL1 地址：8BH
作用：TH0 和 TL0 共同构成定时器 0 的 16 位初值寄存器，TH1 和 TL1 共同构成定时器 1 的 16 位初值寄存器。在不同的工作方式下，它们的使用方式有所不同：
通过合理设置这些寄存器的各位，可以灵活配置定时器 / 计数器的工作方式、启动停止、初值等，以满足不同的应用需求。
定时器/计数器工作在方式 0、方式 1、方式 2 和方式 3 时，寄存器的设置有何不同？
在 STC51 单片机中，定时器 / 计数器有四种工作方式（方式 0、方式 1、方式 2 和方式 3），不同工作方式下相关寄存器（主要是 TMOD、THx、TLx）的设置有所不同，下面为你详细介绍：
1. 方式 0：13 位定时器 / 计数器
寄存器设置要点
TMOD 低 4 位中的 M1M0 = 00；对于定时器 1，设置 TMOD 高 4 位中的 M1M0 = 00。GATE 位可根据需要设置为 0 或 1 来决定定时器的启动条件，C/T̅ 位设置为 0 时作为定时器使用，设置为 1 时作为计数器使用。示例代码（以定时器 0 为例）
#include <reg51.h>
void main() {
// 设置 TMOD，定时器 0 工作在方式 0，作为定时器使用，非门控方式
TMOD = 0x00;
// 计算初值，假设定时 1ms，晶振频率为 12MHz
unsigned int time = 65536 - 1000;
TH0 = (time >> 5) & 0xFF; // 高 8 位
TL0 = time & 0x1F; // 低 5 位
// 启动定时器 0
TR0 = 1;
while (1) {
if (TF0 == 1) { // 定时器 0 溢出
TF0 = 0; // 清除溢出标志
// 重新加载初值
TH0 = (time >> 5) & 0xFF;
TL0 = time & 0x1F;
}
}
}
2. 方式 1：16 位定时器 / 计数器
寄存器设置要点
TMOD 低 4 位中的 M1M0 = 01；对于定时器 1，设置 TMOD 高 4 位中的 M1M0 = 01。GATE 和 C/T̅ 位的设置与方式 0 类似。示例代码（以定时器 0 为例）
#include <reg51.h>
void main() {
// 设置 TMOD，定时器 0 工作在方式 1，作为定时器使用，非门控方式
TMOD = 0x01;
// 计算初值，假设定时 1ms，晶振频率为 12MHz
unsigned int time = 65536 - 1000;
TH0 = (time >> 8) & 0xFF; // 高 8 位
TL0 = time & 0xFF; // 低 8 位
// 启动定时器 0
TR0 = 1;
while (1) {
if (TF0 == 1) { // 定时器 0 溢出
TF0 = 0; // 清除溢出标志
// 重新加载初值
TH0 = (time >> 8) & 0xFF;
TL0 = time & 0xFF;
}
}
}
3. 方式 2：8 位自动重装定时器 / 计数器
寄存器设置要点
TMOD 低 4 位中的 M1M0 = 10；对于定时器 1，设置 TMOD 高 4 位中的 M1M0 = 10。GATE 和 C/T̅ 位的设置与前面方式相同。示例代码（以定时器 0 为例）
#include <reg51.h>
void main() {
// 设置 TMOD，定时器 0 工作在方式 2，作为定时器使用，非门控方式
TMOD = 0x02;
// 计算初值，假设定时 100μs，晶振频率为 12MHz
unsigned char time = 256 - 100;
TH0 = time; // 自动重装初值
TL0 = time; // 初始值
// 启动定时器 0
TR0 = 1;
while (1) {
if (TF0 == 1) { // 定时器 0 溢出
TF0 = 0; // 清除溢出标志
// 无需手动重新加载初值，硬件自动完成
}
}
}
4. 方式 3：仅适用于定时器 0
寄存器设置要点
TMOD 低 4 位中的 M1M0 = 11。在方式 3 下，定时器 0 被拆分为两个独立的 8 位定时器 / 计数器。示例代码
#include <reg51.h>
void main() {
// 设置 TMOD，定时器 0 工作在方式 3，作为定时器使用，非门控方式
TMOD = 0x03;
// 为 TL0 计算并设置初值，假设定时 100μs，晶振频率为 12MHz
unsigned char time_tl0 = 256 - 100;
TL0 = time_tl0;
// 为 TH0 计算并设置初值，假设定时 200μs，晶振频率为 12MHz
unsigned char time_th0 = 256 - 200;
TH0 = time_th0;
// 启动 TL0
TR0 = 1;
// 启动 TH0
TR1 = 1;
while (1) {
if (TF0 == 1) { // TL0 溢出
TF0 = 0; // 清除溢出标志
TL0 = time_tl0; // 重新加载初值
}
if (TF1 == 1) { // TH0 溢出
TF1 = 0; // 清除溢出标志
TH0 = time_th0; // 重新加载初值
}
}
}
综上所述，不同工作方式下，TMOD 寄存器的 M1M0 位设置不同，THx 和 TLx 寄存器的使用方式和初值加载方式也有所差异，需要根据具体需求进行合理设置。
作者：weixin_58038206
