51单片机（十六）—— 定时器0和定时器1寄存器介绍及功能描述

这篇文章，我们对51单片机的定时器0和定时器1的寄存器和功能进行介绍。

1 定时器/计数器工作方式寄存器TMOD

定时器/计数器工作方式寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为89H，不能位寻址，TMOD用来确定定时器T0和T1的工作方式及功能选择，单片机复位时，TMOD全部被清0，TMOD寄存器的定义如下。

定时器/计数器工作方式寄存器TMOD

这个寄存器的高4位用来设置定时器T1，低4位用来设置定时器T0。

GATE—门控制位。

GATE=0，定时器/计数器启动与停止仅受TCON寄存器中TRx位来控制。

GATE=1，定时器/计数器启动与停止由TCON寄存器中TRx位和外边中断引脚（INT0或INT1）上的电平状态来共同控制。

C/T—定时器模式和计数器模式选择位。

C/T=0，定时器模式。

C/T=1，计数器模式。

M1:M0—工作方式选择位。

每个定时器/计数器由4中工作方式，他们由M1和M0设定，对应关系如下表所示。

定时器/计数器的4种工作方式

M1	M0	工作方式
0	0	方式0：13位定时器/计数器
0	1	方式1：16位定时器/计数器
1	0	方式2：8位初始值自动重置的8位定时器/计数器
1	1	方式3：仅适用于T0，分成两个8位计数器，T1停止计数

关于这4中工作方式，我们在介绍完TCON寄存器之后再进行介绍。

2 定时器/计数器控制寄存器TCON

定时器/计数器控制寄存器在特殊功能寄存器中，字节地址为88H，位地址（由低位到高位）分别为88H~8FH，该寄存器可以进行位寻址。TCON寄存器用来控制定时器的启、停，标志定时器的溢出和中断情况。单片机复位时TCON全部清0。这个寄存器的给位定义如下表所示。其中TF1、TR1、TF0和TR0位用于定时器/计数器的设置。IE1、IT1、IE0和IT0位用于外部中断的设置。

定时器/计数器控制寄存器TCON

位序号	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
位符号	TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0
位地址	8FH	8EH	8DH	8CH	8BH	8AH	89H	88H

TF1—定时器1溢出标志位。

当定时器1计满溢出时，由硬件使TF1置1，并且申请中断。进入中断服务程序后，由硬件自动清0。需要注意的是，如果使用定时器的中断，那么该位完全不用人为去操作，但是如果使用软件查询的方式的话，当查询到该位置1后，就必须用软件清0。

TR1—定时器1运行控制位。

由软件清0关闭定时器1。当GATE=1时，INT1为高电平且TR1置1启动定时器1；当GATE=0时，TR1置1启动定时器1。

TF0—定时器0溢出标志位。

该位与TF1功能和操作方法相同。

TR0—定时器0运行控制位。

该位与TR1功能和操作方法相同。

IE1—外部中断1请求标志。

当IT1=0时，外部中断INT1为电平触发方式，每个机器周期采用INT1引脚，若INT1引脚为低电平，则置1，否则IE1清0。

当IT1=1时，外部中断INT1为边沿触发方式，当采集到INT1由高电平向低电平的跳变时则将IE1置1。IE1=1表示外部中断1正向CPU申请中断。当CPU响应中断转向中断服务程序时，该位由硬件清0。

IT1—外部中断1触发方式选择位。

IT1=0，电平触发方式，引脚INT1上低电平触发中断。

IT0=1，边沿触发方式，引脚INT1上由高电平向低电平的跳变触发中断。

IE0—外部中断0请求标志。

这一位的用法与IE1相同。

IT0—外部中断0触发方式选择位。

这一位的用法与IT1相同。

3 定时器的4种工作方式

（1）方式0

下图为定时器工作在方式0下的原理图。

在此方式下，定时器配置为13位计数器，由TLn的低5位和THn的8位构成。TLn的低5位溢出时向THn进位。THn计数溢出置位TCON中的溢出标志位TFn（n=0，1）。当GATE=0时，如果TRn=1，则定时器计数。当GATE=1时，允许由外部输入INT1控制定时器1，INT0控制定时器0。这样可以实现脉宽测量。方式0的操作对于定时器0和定时器1都是相同的。

（2）方式1

方式1的工作原理如下图所示。方式1与方式0相比，除了使用了THn和TLn的全部16位外，其它用法与方式0完全相同。

（3）方式2

方式2的工作原理如下图所示。

在这种方式下，定时器/计数器0和1作为可自动重新装载的8位计数器（TLn），TLn用来计数，TLn的溢出，不仅置位TFn，而且将THn的内容重新装入TLn，THn内容由软件预置，重装时THn内容不变。方式2的操作对于定时器0和定时器1也都是相同的。

（4）方式3

对于定时器1，在方式3时，定时器1停止计数。

对于定时器0，在此方式下，定时器0的TL0和TH0作为2个独立的8位计数器。下图为方式3时定时器的原理图。TL0占用定时器0的控制位，包括C/T 、GATE、TR0和TF0以及INT0输入引脚。而TH0限定为定时器功能，不能用作计数器。TH0占用了定时器1的TR1和TF1。此时TH0控制定时器1中断。

方式3是为了增加一个附加的8位定时器/计数器而提供的。使单片机具有三个定时器/计数器。方式3只是用于定时器/计数器0，定时器T1处于方式3时相当于TR1=0，停止计数（此时T1可用来做串行口波特率发生器）。而T0可作为两个定时器用。