CPU時(shí)序的有關(guān)知識(shí)

振蕩周期：為單片機(jī)提供定時(shí)信號(hào)的振蕩源的周期（晶振周期或外加振蕩周期）

狀態(tài)周期：2個(gè)振蕩周期為1個(gè)狀態(tài)周期，用S表示。振蕩周期又稱(chēng)S周期或時(shí)鐘周期。

機(jī)器周期：機(jī)器周期也就是CPU完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間。1個(gè)機(jī)器周期含6個(gè)狀態(tài)周期，12個(gè)振蕩周期。機(jī)器周期=1/單片機(jī)的時(shí)鐘頻率。

時(shí)鐘頻率：外部時(shí)鐘的12分頻。也就是說(shuō)當(dāng)外部晶振的頻率輸入到單片機(jī)里面的時(shí)候要進(jìn)行12分頻。比如說(shuō)你用的是12MHZ的晶振，那么單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘頻率就是12/12MHZ，當(dāng)你使用12MHZ的外部晶振的時(shí)候。機(jī)器周期=1/1M=1us。

指令周期：完成1條指令所占用的全部時(shí)間，它以機(jī)器周期為單位。

在學(xué)習(xí)定時(shí)器之前需要明白的

51單片機(jī)有兩組定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，因?yàn)榧瓤梢远〞r(shí)，又可以計(jì)數(shù)，故稱(chēng)之為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和單片機(jī)的CPU是相互獨(dú)立的。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作的過(guò)程是自動(dòng)完成的，不需要CPU的參與。51單片機(jī)中的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是根據(jù)機(jī)器內(nèi)部的時(shí)鐘或者是外部的脈沖信號(hào)對(duì)寄存器中的數(shù)據(jù)加1。有了定時(shí)器/計(jì)數(shù)器之后，可以增加單片機(jī)的效率，一些簡(jiǎn)單的重復(fù)加1的工作可以交給定時(shí)器/計(jì)數(shù)器處理。CPU轉(zhuǎn)而處理一些復(fù)雜的事情。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)作用。

定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理

定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)加1計(jì)數(shù)器。它隨著計(jì)數(shù)器的輸入脈沖進(jìn)行自加1，也就是每來(lái)一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器就自動(dòng)加1，,當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全1時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零，且計(jì)數(shù)器的溢出使相應(yīng)的中斷標(biāo)志位置1，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）。如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)模式，則表示定時(shí)時(shí)間已到；如果工作于計(jì)數(shù)模式，則表示計(jì)數(shù)值已滿(mǎn)。可見(jiàn)，由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。

51單片機(jī)定時(shí)器結(jié)構(gòu)

定時(shí)/計(jì)數(shù)器的實(shí)質(zhì)是加1計(jì)數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個(gè)寄存器THx和TLx組成。

定時(shí)/計(jì)數(shù)器的控制

51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作由兩個(gè)特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。

工作方式寄存器TMOD

工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：

GATE是門(mén)控位：

GATE＝0時(shí)，用于控制定時(shí)器的啟動(dòng)是否受外部中斷源信號(hào)的影響。只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作；

GATA＝1時(shí)，要用軟件使TR0或TR1為1，同時(shí)外部中斷引腳INT0/1也為高電平時(shí)，才能啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作。即此時(shí)定時(shí)器的啟動(dòng)條件，加上了INT0/1引腳為高電平這一條件。

C/T :定時(shí)/計(jì)數(shù)模式選擇位。C/T ＝0為定時(shí)模式;C/T =1為計(jì)數(shù)模式。

M1M0：工作方式設(shè)置位。定時(shí)/計(jì)數(shù)器有四種工作方式。

控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中斷,已在前面介紹。TCON的高4位用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。其格式如下：

TF1（TCON.7）：T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。T1計(jì)數(shù)溢出時(shí)由硬件自動(dòng)置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動(dòng)清0。T1工作時(shí)，CPU可隨時(shí)查詢(xún)TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢(xún)測(cè)試的標(biāo)志。TF1也可以用軟件置1或清0，同硬件置1或清0的效果一樣。

TR1（TCON.6）：T1運(yùn)行控制位。TR1置1時(shí)，T1開(kāi)始工作；TR1置0時(shí)，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。

TF0（TCON.5）：T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，其功能與TF1類(lèi)同。

TR0（TCON.4）：T0運(yùn)行控制位，其功能與TR1類(lèi)同。

定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式

方式0

方式0為13位計(jì)數(shù)，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時(shí)向TH0進(jìn)位，TH0溢出時(shí)，置位TCON中的TF0標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。

定時(shí)器模式時(shí)有:N＝t/ Tcy 

計(jì)數(shù)初值計(jì)算的公式為：X=2^13－N。

定時(shí)器的初值還可以采用計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)直接取補(bǔ)法獲得。

計(jì)數(shù)模式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖是T0引腳上的外部脈沖。

門(mén)控位GATE具有特殊的作用。當(dāng)GATE=0時(shí)，經(jīng)反相后使或門(mén)輸出為1，此時(shí)僅由TR0控制與門(mén)的開(kāi)啟，與門(mén)輸出1時(shí)，控制開(kāi)關(guān)接通，計(jì)數(shù)開(kāi)始；當(dāng)GATE=1時(shí)，由外中斷引腳信號(hào)控制或門(mén)的輸出，此時(shí)控制與門(mén)的開(kāi)啟由外中斷引腳信號(hào)和TR0共同制。當(dāng)TR0=1時(shí)，外中斷引腳信號(hào)引腳的高電平啟動(dòng)計(jì)數(shù)，外中斷引腳信號(hào)引腳的低電平停止計(jì)數(shù)。這種方式常用來(lái)測(cè)量外中斷引腳上正脈沖的寬度。 

方式1

方式1的計(jì)數(shù)位數(shù)是16位，由TL0作為低8位，TH0作為高8位，組成了16位加1計(jì)數(shù)器 。

計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為：X=2^16－N

方式2 

方式2為自動(dòng)重裝初值的8位計(jì)數(shù)方式。 

計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)初值的關(guān)系為：X=2^8－N 

工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號(hào)發(fā)生器。

方式3

方式3只適用于定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，定時(shí)器T1處于方式3時(shí)相當(dāng)于TR1=0，停止計(jì)數(shù)。

工作方式3將T0分成為兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器TL0和TH0 。

使用定時(shí)器，該做哪些工作

初始化程序應(yīng)完成如下工作：

對(duì)TMOD賦值，以確定T0和T1的工作方式。

計(jì)算初值,并將其寫(xiě)入TH0、TL0或TH1、TL1。

涉及到中斷方式時(shí)，則對(duì)EA賦值，開(kāi)放定時(shí)器中斷。

使TR0或TR1置位，啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù)。