STC51 单片机中，定时器 / 计数器相关的寄存器

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）

• 地址：88H
• 可位寻址：该寄存器的每一位都可以进行单独的位操作。

2. 定时器工作方式寄存器（TMOD）

• 地址：89H
• 不可位寻址：对该寄存器的操作需要进行字节操作。

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）

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：

  • 方式 0（13 位定时器 / 计数器）：TL0 的低 5 位和 TH0 的 8 位构成 13 位计数器。
  • 方式 1（16 位定时器 / 计数器）：TH0 和 TL0 组成完整的 16 位计数器。
  • 方式 2（8 位自动重装定时器 / 计数器）：TL0 作为 8 位计数器，TH0 用于存放自动重装初值。当 TL0 溢出时，TH0 的值自动装入 TL0 中。
  • 方式 3（仅适用于定时器 0）：TL0 作为一个独立的 8 位定时器 / 计数器，TH0 固定为一个独立的 8 位定时器，使用定时器 1 的控制位和中断标志。

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 寄存器：对于定时器 0，设置 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。
• THx 和 TLx 寄存器：由 THx 的 8 位和 TLx 的低 5 位构成 13 位计数器。在初始化时，需要将初值拆分为两部分分别装入 THx 和 TLx。

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 寄存器：对于定时器 0，设置 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。
• THx 和 TLx 寄存器：THx 和 TLx 组成完整的 16 位计数器。初始化时，将 16 位初值拆分为高 8 位和低 8 位分别装入 THx 和 TLx。

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 寄存器：对于定时器 0，设置 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。
• THx 和 TLx 寄存器：TLx 作为 8 位计数器，THx 用于存放自动重装初值。当 TLx 溢出时，THx 的值自动装入 TLx 中。只需将初值同时赋给 THx 和 TLx 即可。

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 寄存器：设置 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。
• TH0 和 TL0 寄存器：TL0 作为一个独立的 8 位定时器 / 计数器，使用定时器 0 本身的控制位（TR0、TF0）；TH0 固定为一个独立的 8 位定时器，使用定时器 1 的控制位（TR1、TF1）。定时器 1 不能工作在方式 3，若定时器 1 工作在方式 3，则会停止计数。

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。