单片机定时器/计数器通道内部结构及工作原理

在80C51单片机内部，有2个定时器/计数器，分别称为定时器/计数器0、定时器/计数器1。每个定时器/计数器都具有计数和定时两大功能，并具有3~4种工作方式。现用定时器/计数器0的方式1来说明定时器/计数器内部结构与工作原理。

1．定时器/计数器通道内部结构及工作原理

80C51单片机定时器计数器0内部结构如图6-7所示。定时/计数器内的核心器件是加1计数器，加1计数器由两个特殊功能寄存器TH0与TL0组成。当定时计数器工作于定时方式，加1脉冲由系统时钟fosc经12分频后产生。当定时计数器工作于计数方式，加1脉冲由T0引脚直接提供。定时器工作于定时还是计数方式，取决于选择开关 ，当 =0时工作于定时方式， =1时工作于计数方式。加1脉冲要经过启动开关才能到达加1计数器，启动开关由与门的输出端控制，其输入端分别接启动控制位TR0与或门输出端。或门的输入端分别接GATE位与外部中断引脚 。启动开关的控制方式将在下文中介绍。当加1 计数器溢出时，由硬件自动将中断标志TF0置1，以此向CPU发中断请求。

定时计数器4种工作方式的主要区别在于加1计数器，加1计数器可以是由TH0、TL0组成的16位或13位计数器，也可以TL0组成的8位计数器。关于4种方式将在后文详细介绍。

2.计数功能

计数功能的实质就是对外来负脉冲进行计数。80C51单片机用T0（P3.4）、T1（P3.5）两个引脚输入定时计数器0与定时计数器1计数脉冲信号。

注意：计数方式下是对外来负脉冲进行计数，且到达T0（T1）端时不一定有规律。

3.定时功能

定时的实质也是计数，不过定时时间不是对外来脉冲进行计数，而是对CPU的内部时钟脉冲的12分频（机器周期）进行计数，即每过一个机器周期就加一次1。例如：设计数器是8位的TL0，计数初值为100，CPU时钟频率为12MHz，则机器周期为1μs，当产生计数溢出时，表示定时了（256-100）´1μs=156μs，从而就起到了定时器的作用。