51单片机内部定时器计数器

来源：网络收集时间：2026-09-02

导读：第6章 MCS - 51单片机内部定时器/计数器及串行接口第6章 51单片机内部定时器/计数器及串行接口6.1 定时器/计数器的结构及工作原理 6.2 方式和控制寄存器6.3 工作方式 6.4 定时器/计数器应用举例 6.5 51单片机的串行接口 6.6 串行口的应用第6章 MCS

第6章 MCS - 51单片机内部定时器/计数器及串行接口

第6章 51单片机内部定时器/计数器及串行接口6.1 定时器/计数器的结构及工作原理

6.2 方式和控制寄存器6.3 工作方式 6.4 定时器/计数器应用举例 6.5 51单片机的串行接口 6.6 串行口的应用

第6章 MCS - 51单片机内部定时器/计数器及串行接口

在工业检测、控制中，很多场合都要用到计数或者定时功能。例如对外部脉冲进行计数、产生精确的定时时间、作串行口的波特率发声器等。MCS-51单片机内部有两个可编程的定时器/计数器，以满足这方面的需要。它们具有两种工作模数(计数器模式、定时器模式)和四种工作方式( 方式0、方式1、方式2、方式3),其控制字均在相应的特殊功能寄存器(SFR)中，通过对它的SFR的编程，可以方便的选择工作模数和工作方式。

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6.1 定时器/计数器的结构及工作原理定时器/计数器： Timer/Counter

本质上都是加法计数器，当对固定周期的脉冲信号计数时是定时器，对脉冲长度不确定的信号计数时是计数器。每接收到一个计数脉冲，加法计数器的值就加一，当计满时发生溢出，并从0开始继续计数。加法计数器的计满溢出信号就是定时/计数器的输出，该信号使TCON的某位(TF0或TF1位)置一，作为定时器/计数器的溢出中断标志。

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图 6.1 定时器/计数器结构框图

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6.2 方式和控制寄存器一、定时器/计数器的方式寄存器TMOD

8位分为两组，高四位控制T1,低4位控制T0。

图 6.2 TMOD各位定义

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对TMOD的各个位的说明： GATE位：门控位。GATE=1时，T0、T1是否计数要受到外部引脚输入电平的控制，INT0引脚控制T0,INT1引脚控制T1。可用于测量在INT0和INT1引脚出现的正脉冲的宽度。若GATE=0,即不使能门控功能，定时计数器的运行不受外部输入引脚INT0、INT1的控制。

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C/T位：计数器模式和定时器模式的选择位。 C/T=0,为定时器模式，内部计数器对晶振脉冲12分频后的脉冲计数，该脉冲周期等于机器周期，所以可以理解为对机器周期进行计数。从计数值可以求得计数的时间，所以称为定时器模式。 C/T=1,为计数器模式，计数器对外部输入引脚T0 (P3.4)或T1(P3.5)的外部脉冲(负跳变)计数，允许的最高计数频率为晶振频率的1/24。

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M1 M0:四种工作方式的选择

位表 6.1 工作方式选择表M1 M0 方式 0 0 1 0 1 0 0 1 2 说明 13 位定时器(TH的 8 位和TL的低 5 位) 16 位定时器/计数器自动重装入初值的 8 位计数器 T0 分成两个独立的 8 位计数器, T1 在方式 3 时停止工作

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定时器初值的确定：加法计数器是计满溢出时才申请中断, 所以在给定时器/ 计数器赋初值时, 不能直接输入所需的计数值, 而应输入的是计数器计数的最大值与这一计数值的差值, 设最大值为 M, 计数值为 N, 初值为 X, 则 X的计算方法如下:  计数状态: X=M-N

定时状态: X=M-定时时间/T而 T=12÷晶振频率

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二、定时器/计数器控制寄存器TCON

TF1

TR1

TF0

TR0

IE1 IT1

IE0

IT0

TF0、TF1分别是定时器/计数器T0、 T1 的溢出标志位, 加法计数器计满溢出时置 1, 申请中断, 在中断响应后自动复 0。TF产生的中断申请是否被接受, 还需要由中断是否开放来决定。

TR1、TR0 分别是定时器 /计数器T1、 T0 的运行控制位,通过软件置 1 后, 定时器 /计数器才开始工作, 在系统复位时被清 0。

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6.3 工作方式一、方式 0

图6.3 方式 0(13位计数器)

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在方式0下，T0和T1工作在13位的定时/计数器方式，由TH的高 8 位和TL的低 5 位组成。当T0的13位计数器加到全部为 1 以后，再加

1就产生溢出，这时置TCON的TF0为 1 ,同时把计数器全部变 0 ,然后从 0 开始继续计数。

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方式0的计数长度M为2的13次方。初值也是13位二进制数，但要注意是高8位赋值给TH0,低5位前面补足 3 个 0 凑成 8 位赋给TL0。例如，如要求计数值为1000,则初值为 x=M-1000=8192-1000 =1C18H=1 1100 000 1 1000B 则赋初值时，TH0=0E0H,TL0=18H。

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二、方式1

图 6.4 方式 1(16位计数器)

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方式1和方式0的工作原理基本相同，唯一不同是T0和T1工作在方式1时是16位的计数/定时器。方式1时的计数长度M是2的16次方。16位的初值直接拆成高低字节，分别送入TH和TL 即可。

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三、方式 2

图 6.5 方式 2(初始常数自动重装载)

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工作方式0和工作方式1的最大特点就是计数溢出后，

计数器为全0,因而循环定时或循环计数应用时就存在反复设置初值的问题，这给程序设计带来许

多不便，同时也会影响计时精度。工作方式2就针对这个问题而设置，它具有自动重装载功能，即自动加载计数初值，所以也称为自动重加

载工作方式。

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在这种工作方式中，16位计数器分为两部分，

即以TL0为计数器，以TH0作为预置寄存器，初始化时把计数初值分别加载至TL0和TH0中，当计数溢出时，不再象方式0和方式1那样需要“人工干预”,由

软件重新赋值，而是由预置寄存器TH以硬件方法自动给计数器TL0重新加载。

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四、方式 3

图 6.6 方式 3(两个 8 位独立计数器)

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