目录
一、定时器/计数器的结构
1.1 定时器/计数器工作方式寄存器TMOD
1.2 定时器/计数器控制寄存器TCON
二、定时器/计数器的4种工作方式
2.1 方式0
2.2 方式1
2.3 方式2
2.4 方式3
三、定时器/计数器T0、T1的编程应用
3.1 P1口控制8只LED
3.2 计数器的应用
一、定时器/计数器的结构
AT89S51单片机的定时器/计数器结构如下图所示，定时器/计数器T0由特殊功能寄存器TH0、TL0构成，定时器/计数器T1由特殊功能寄存器TH1、TL1构成。
AT89S51单片机的定时器/计数器结构框图
AT89S51的Timer 0（T0）和Timer 1（T1）都具有定时器和计数器两种工作模式。
在定时器模式下，T0和T1可以被用作定时器来测量时间间隔。它们可以根据预设的初值进行计数，当计数值达到设定的目标值时，会触发定时器中断。这个机制可以用来生成精确的定时延迟。
在计数器模式下，T0和T1可以被用作计数器来计算外部脉冲的数量。它们可以根据外部脉冲的输入进行计数。一般来说，这种模式用于测量外部事件的频率或时间间隔。
为了切换工作模式，对应的控制寄存器需要进行相应的设置。在AT89S51中，T0的工作模式由T0CON寄存器来设置，T1的工作模式由T1CON寄存器来设置。
1.1 定时器/计数器工作方式寄存器TMOD
在AT89S51中，定时器/计数器的工作方式由寄存器TMOD（Timer Mode）来控制。TMOD是一个8位寄存器，用于设置T0和T1的工作模式和工作方式。
TMOD寄存器的位布局如下：
| 位7 | 位6 | 位5 | 位4 | 位3 | 位2 | 位1 | 位0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| GATE | C/T1 | M1 | M0 | GATE | C/T0 | M1 | M0 |
8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制T0。
- GATE：门控位
GATE=0，定时器/计数器是否计数，仅由控制位TRx（x=0，1）来控制。（通常）
GATE=1，定时器/计数器是否计数，要由外中断引脚 INT0（或INT1）上的电平与运动控制位TRx两个条件共同控制。
- M1和M0：工作方式选择位
M1和M0位用于选择T0和T1的工作方式。M1和M0位的取值情况如下：
| M1 | M0 | 工作方式 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 13位定时器/计数器（Mode 0） |
| 0 | 1 | 16位定时器/计数器（Mode 1） |
| 1 | 0 | 8位自动重装载的定时器/计数器（Mode 2） |
| 1 | 1 | 仅适用于T0，此时T0分成2个8位计数器，T1停止计数（Mode 3） |
1.2 定时器/计数器控制寄存器TCON
在AT89S51中，定时器/计数器的控制由寄存器TCON（Timer/Counter Control）来进行。TCON是一个8位寄存器，用于启动、停止和设置定时器/计数器的工作方式。
TCON寄存器的位布局如下：
| 位7 | 位6 | 位5 | 位4 | 位3 | 位2 | 位1 | 位0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TF1 | TR1 | TF0 | TR0 | IE1 | IT1 | IE0 | IT0 |
- TR1和TR0位
TR1和TR0位用于启动和停止T1和T0的定时器/计数器。
TR1和TR0位的取值情况如下：
| TR1 | TR0 | 功能 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 停止T1和T0的计数器 |
| 0 | 1 | 启动T0的计数器 |
| 1 | 0 | 启动T1的计数器 |
| 1 | 1 | 同时启动T1和T0的计数器 |
- TF1和TF0位
TF1和TF0位用于检测T1和T0的溢出标志。当定时器/计数器溢出时，这些位将被设置为1。可以通过软件将它们清零。
- IE1和IE0位
IE1和IE0位用于使能T1和T0的中断。当相应的位设置为1时，若定时器/计数器溢出时，将触发相应的中断。
- IT1和IT0位
IT1和IT0位用于设置T1和T0的中断类型。当IT1位设置为1时，T1的中断为高电平触发，当IT1位设置为0时，T1的中断为下降沿触发。当IT0位设置为1时，T0的中断为高电平触发，当IT0位设置为0时，T0的中断为下降沿触发。
二、定时器/计数器的4种工作方式
2.1 方式0
定时器/计数器的4种工作方式中，方式0是最简单的工作方式，也被称为13位定时器计数器模式（13-bit Timer/Counter Mode）。
在方式0中，定时器/计数器的输入时钟源为时钟频率的12分频。它可以被用作13位定时器或13位计数器，由T0引脚的控制位决定。当T0引脚连接到外部时钟源时，可以选择将定时器/计数器配置为计数器，否则配置为定时器。
在方式0中，定时器/计数器的计数范围为0到8191。这意味着定时器/计数器将在计数到8191时溢出，并自动从0开始重新计数。当计数器溢出时，会发生中断（如果中断使能位IE0被设置为1）。
定时器/计数器方式0的工作方式可以通过设置TCON寄存器中位1和位0的值来控制。当位1和位0都设置为0时，定时器/计数器处于停止状态，不进行计数。当位1设置为1而位0设置为0时，定时器/计数器将开始倒计时。当位1设置为0而位0设置为1时，定时器/计数器将开始正计时。当位1和位0都设置为1时，定时器/计数器将同时进行正计时和倒计时。
2.2 方式1
方式1是定时器/计数器的第二种工作方式，也被称为16位自动重装定时器模式（16-bit Auto-reload Timer Mode）。
在方式1中，定时器/计数器的输入时钟源为时钟频率的12分频。它被配置为一个16位定时器/计数器，每次计数范围从0到65535。当计数器达到最大值65535时，会自动从初始值（预设的重载值）重新开始计数。
定时器/计数器方式1适用于需要长时间计时的应用，因为它的计数范围更大。它可以更精确地测量较长的时间间隔。
方式1的工作方式可以通过设置TMOD寄存器中的位[1:0]来配置。具体的设置如下：
- BIT1 = 1，BIT0 = 0：定时器/计数器开始倒计时，并根据设置的重载值进行自动重装。当计数器溢出时，会发生中断（如果中断使能位IE1被设置为1）。
- BIT1 = 0，BIT0 = 1：定时器/计数器开始正计时，计数范围从0到65535，当计数器达到最大值时，会自动从初始值重新开始计数。
2.3 方式2
方式2是定时器/计数器的第三种工作方式，也被称为8位自动重装定时器模式（8-bit Auto-reload Timer Mode）。
在方式2中，定时器/计数器的输入时钟源为时钟频率的12分频。它被配置为一个8位定时器/计数器，每次计数范围从0到255。当计数器达到最大值255时，会自动从初始值（预设的重载值）重新开始计数。
定时器/计数器方式2适用于需要短时间计时的应用，因为它的计数范围较小。它可以更快地测量较短的时间间隔。
方式2的工作方式可以通过设置TMOD寄存器中的位[3:2]来配置。具体的设置如下：
- BIT3 = 1，BIT2 = 0：定时器/计数器开始倒计时，并根据设置的重载值进行自动重装。当计数器溢出时，会发生中断（如果中断使能位IE2被设置为1）。
- BIT3 = 0，BIT2 = 1：定时器/计数器开始正计时，计数范围从0到255，当计数器达到最大值时，会自动从初始值重新开始计数。
2.4 方式3
方式3是定时器/计数器的第四种工作方式，也被称为两个8位定时器/计数器模式（Two 8-bit Timer/Counter Mode）。
在方式3中，定时器/计数器被分为两个独立的8位定时器/计数器，分别被称为定时器/计数器0（T0）和定时器/计数器1（T1）。每个定时器/计数器都有自己的寄存器和控制位。
定时器/计数器0（T0）和定时器/计数器1（T1）拥有独立的工作方式和计时引脚。它们可以同时进行不同的计时操作，具有更高的灵活性和多任务处理能力。
方式3的工作方式可以通过设置TMOD寄存器中的位[1:0]来配置。具体的设置如下：
- BIT1 = 1，BIT0 = 0：定时器/计数器0工作在方式1中的8位自动重装定时器模式。
- BIT1 = 0，BIT0 = 1：定时器/计数器1工作在方式1中的8位自动重装定时器模式。
- BIT1 = 1，BIT0 = 1：定时器/计数器0和定时器/计数器1同时工作，各自独立配置工作方式。
三、定时器/计数器T0、T1的编程应用
3.1 P1口控制8只LED
在AT89S51单片机的P1口上接有8只LED，采用定时器T0的方式1的定时中断方式，使P1口外接的8只LED每0.5秒闪亮一次。
方式1定时中断LED闪亮电路示意图
程序代码：
#include <reg51.h> // 包含51单片机寄存器定义#define LED P1 // 将P1口定义为LED// 初始化定时器T0为模式1
void Timer0_Init() {TMOD |= 0x01; // 设置定时器0为模式1（16位定时器模式）TH0 = 0xB8; // 装载初值，定时器高8位TL0 = 0x00; // 装载初值，定时器低8位ET0 = 1; // 开启定时器T0中断EA = 1; // 开启全局中断TR0 = 1; // 启动定时器T0
}// 定时器T0中断服务程序
void Timer0_ISR() interrupt 1 {static unsigned int count = 0;TH0 = 0xB8; // 重新装载初值，定时器高8位TL0 = 0x00; // 重新装载初值，定时器低8位count++;if (count >= 10) { // 累计中断次数，0.5秒闪烁一次count = 0;LED = ~LED; // 取反LED的状态，实现闪烁}
}void main() {LED = 0xFF; // 初始化LED状态，全部熄灭（假设LED为共阳极接法）Timer0_Init(); // 初始化定时器T0while(1) {// 主循环中不需要做任何事，LED闪烁由定时器中断控制}
}或
#include <reg51.h> // 包含51单片机寄存器定义#define LED P1 // 将P1口定义为LED// 初始化定时器T0为模式1
void Timer0_Init() {TMOD |= 0x01; // 设置定时器0为模式1（16位定时器模式）TH0 = 0xB8; // 装载初值，定时器高8位TL0 = 0x00; // 装载初值，定时器低8位ET0 = 1; // 开启定时器T0中断EA = 1; // 开启全局中断TR0 = 1; // 启动定时器T0
}// 定时器T0中断服务程序
void Timer0_ISR() interrupt 1 {static unsigned int count = 0;TH0 = 0xB8; // 重新装载初值，定时器高8位TL0 = 0x00; // 重新装载初值，定时器低8位count++;if (count >= 10) { // 累计中断次数，0.5秒闪烁一次count = 0;LED = ~LED; // 取反LED的状态，实现闪烁}
}void main() {LED = 0xFF; // 初始化LED状态，全部熄灭（假设LED为共阳极接法）Timer0_Init(); // 初始化定时器T0while(1) {// 主循环中不需要做任何事，LED闪烁由定时器中断控制}
}
3.2 计数器的应用
定时器T1采用计数模式，方式1中断，计数输入引脚T1上外接按钮开关，作为计数信号输入。按4次按钮开关后，P1口的8只LED闪烁不停。
程序代码：
#include <reg51.h>#define LED P1
#define BUTTON P3_6void Delay (unsigned int i){ //延时函数Delay(),i为形式参数,不能赋初值unsigned int j；for(;i > 0;i--)for (j=0;j<333;j++) //晶体振荡器为12MHz,j的选择与晶体振荡器频率有关{;} //空函数// 假设已经有一个函数用于初始化定时器T1
void Timer1_Init() {// 定时器初始化代码
}// 假设已经有一个函数用于初始化外部中断
void ExternalInterrupt_Init() {// 外部中断初始化代码IT0 = 1; // 配置INT0为下降沿触发EX0 = 1; // 启用外部中断0
}// 定义一个全局变量来计数按钮按下的次数
unsigned char button_press_count = 0;// 外部中断0的中断服务程序
void External0_ISR() interrupt 0 {button_press_count++; // 按钮被按下，计数加1if (button_press_count >= 4) {// 如果按了4次按钮，使LED闪烁不停while (1) {LED = 0xFF; // LED全亮Delay(100); // 延时函数LED = 0x00; // LED全灭Delay(100); // 延时函数}}
}void main() {Timer1_Init(); // 初始化定时器T1ExternalInterrupt_Init(); // 初始化外部中断EA = 1; // 全局中断使能while (1) {// 主循环代码，如果需要可以执行其他任务}
}
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