CPU時序的有關知識

振蕩周期：為單片機提供定時信號的振蕩源的周期（晶振周期或外加振蕩周期）

狀態(tài)周期：2個振蕩周期為1個狀態(tài)周期，用S表示。振蕩周期又稱S周期或時鐘周期。

機器周期：機器周期也就是CPU完成一個基本操作所需要的時間。1個機器周期含6個狀態(tài)周期，12個振蕩周期。機器周期=1/單片機的時鐘頻率。

時鐘頻率：外部時鐘的12分頻。也就是說當外部晶振的頻率輸入到單片機里面的時候要進行12分頻。比如說你用的是12MHZ的晶振，那么單片機內(nèi)部的時鐘頻率就是12/12MHZ，當你使用12MHZ的外部晶振的時候。機器周期=1/1M=1us。

指令周期：完成1條指令所占用的全部時間，它以機器周期為單位。

在學習定時器之前需要明白的

51單片機有兩組定時器/計數(shù)器，因為既可以定時，又可以計數(shù)，故稱之為定時器/計數(shù)器。定時器/計數(shù)器和單片機的CPU是相互獨立的。定時器/計數(shù)器工作的過程是自動完成的，不需要CPU的參與。51單片機中的定時器/計數(shù)器是根據(jù)機器內(nèi)部的時鐘或者是外部的脈沖信號對寄存器中的數(shù)據(jù)加1。有了定時器/計數(shù)器之后，可以增加單片機的效率，一些簡單的重復加1的工作可以交給定時器/計數(shù)器處理。CPU轉而處理一些復雜的事情。同時可以實現(xiàn)精確定時作用。

定時/計數(shù)器的工作原理

定時/計數(shù)器實質上是一個加1計數(shù)器。它隨著計數(shù)器的輸入脈沖進行自加1，也就是每來一個脈沖，計數(shù)器就自動加1，,當加到計數(shù)器為全1時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零，且計數(shù)器的溢出使相應的中斷標志位置1，向CPU發(fā)出中斷請求（定時/計數(shù)器中斷允許時）。如果定時/計數(shù)器工作于定時模式，則表示定時時間已到；如果工作于計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿。可見，由溢出時計數(shù)器的值減去計數(shù)初值才是加1計數(shù)器的計數(shù)值。

51單片機定時器結構

定時/計數(shù)器的實質是加1計數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個寄存器THx和TLx組成。

定時/計數(shù)器的控制

51單片機定時/計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。TMOD用于設置其工作方式；TCON用于控制其啟動和中斷申請。

工作方式寄存器TMOD

工作方式寄存器TMOD用于設置定時/計數(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是門控位：

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

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

C/T :定時/計數(shù)模式選擇位。C/T ＝0為定時模式;C/T =1為計數(shù)模式。

M1M0：工作方式設置位。定時/計數(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/計數(shù)器的啟動和中斷申請。其格式如下：

TF1（TCON.7）：T1溢出中斷請求標志位。T1計數(shù)溢出時由硬件自動置TF1為1。CPU響應中斷后TF1由硬件自動清0。T1工作時，CPU可隨時查詢TF1的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測試的標志。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運行控制位。TR1置1時，T1開始工作；TR1置0時，T1停止工作。TR1由軟件置1或清0。所以，用軟件可控制定時/計數(shù)器的啟動與停止。

TF0（TCON.5）：T0溢出中斷請求標志位，其功能與TF1類同。

TR0（TCON.4）：T0運行控制位，其功能與TR1類同。

定時/計數(shù)器的工作方式

方式0

方式0為13位計數(shù)，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時向TH0進位，TH0溢出時，置位TCON中的TF0標志，向CPU發(fā)出中斷請求。

定時器模式時有:N＝t/ Tcy 

計數(shù)初值計算的公式為：X=2^13－N。

定時器的初值還可以采用計數(shù)個數(shù)直接取補法獲得。

計數(shù)模式時，計數(shù)脈沖是T0引腳上的外部脈沖。

門控位GATE具有特殊的作用。當GATE=0時，經(jīng)反相后使或門輸出為1，此時僅由TR0控制與門的開啟，與門輸出1時，控制開關接通，計數(shù)開始；當GATE=1時，由外中斷引腳信號控制或門的輸出，此時控制與門的開啟由外中斷引腳信號和TR0共同制。當TR0=1時，外中斷引腳信號引腳的高電平啟動計數(shù)，外中斷引腳信號引腳的低電平停止計數(shù)。這種方式常用來測量外中斷引腳上正脈沖的寬度。 

方式1

方式1的計數(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計數(shù)器 。

計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關系為：X=2^16－N

方式2 

方式2為自動重裝初值的8位計數(shù)方式。 

計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關系為：X=2^8－N 

工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器。

方式3

方式3只適用于定時/計數(shù)器T0，定時器T1處于方式3時相當于TR1=0，停止計數(shù)。

工作方式3將T0分成為兩個獨立的8位計數(shù)器TL0和TH0 。

使用定時器，該做哪些工作

初始化程序應完成如下工作：

對TMOD賦值，以確定T0和T1的工作方式。

計算初值,并將其寫入TH0、TL0或TH1、TL1。

涉及到中斷方式時，則對EA賦值，開放定時器中斷。

使TR0或TR1置位，啟動定時/計數(shù)器定時或計數(shù)。