### 单片机中的定时器/计数器详解
#### 一、定时器/计数器的基本概念
在单片机的学习过程中，掌握定时器/计数器的使用是非常重要的一步。定时器/计数器作为单片机的重要组成部分，在实际应用中扮演着不可或缺的角色。它们主要用于产生精确的时间延迟（定时）或是对外部事件进行计数。
**定时器/计数器的概念：**
- **定时器**：用于产生固定时间间隔，通过内部时钟信号来计数。
- **计数器**：用于记录外部事件发生的次数，通过外部脉冲信号触发计数。
8031单片机内置两个16位的定时器/计数器（T0 和 T1）。这两个定时器既可以作为定时器使用，也可以作为计数器使用。当用作定时器时，每个机器周期定时寄存器会自动加1；当用作计数器时，外部引脚上的每一次下降沿（从1到0的跳变）会使计数器自动加1。
#### 二、定时器/计数器的结构与组成
定时器/计数器由以下几个部分组成：
1. **定时器/计数器寄存器**：包括THx（高位）和TLx（低位），x代表0或1，用于存储当前的计数值。
2. **控制寄存器**：包括TCON（定时器控制寄存器）和TMOD（定时器模式寄存器）。
- **TCON**：控制定时器/计数器的启停及中断请求标志。
- **TMOD**：设定定时器/计数器的工作方式。
#### 三、定时器/计数器的工作方式
定时器/计数器T0 和 T1 都有四种工作方式：
1. **方式0**（13位工作方式）：定时器/计数器由THx和TLx的13位构成，THx提供高8位，TLx提供低5位。
2. **方式1**（16位工作方式）：定时器/计数器由THx和TLx的16位构成，THx提供高8位，TLx提供低8位。
3. **方式2**（8位自动重装工作方式）：定时器/计数器由TLx的8位构成，THx用于存储初始值，每当计数溢出时，THx的值被重新加载到TLx。
4. **方式3**（仅适用于T0）：T0分为两个独立的8位计数器，而T1此时只能工作在方式0、1或2。
#### 四、控制寄存器详解
- **TMOD**（定时器方式控制寄存器）：
- **GATE**：门控位，用于决定是否开启定时器/计数器。
- **C/T**：工作状态选择位，决定是定时还是计数。
- **M1/M0**：工作方式设置位，用于设置具体的工作方式。
- **TCON**（定时器控制寄存器）：
- 包含定时器/计数器的启停控制位（TR0/TR1）和中断请求标志位（TF0/TF1）。
#### 五、定时器的初值计算
定时器的初值计算公式如下：
- **计数器方式**：\( D = M - C \)
- **定时器方式**：\( D = M - TC \times (f_{osc}/12) \)
其中：
- \( D \)：定时器/计数器的初值。
- \( C \)：计数器所需计数的次数。
- \( TC \)：所需的定时时间。
- \( M \)：计数器的模值，与工作方式有关。
- \( f_{osc} \)：单片机的振荡频率。
#### 六、定时器的应用举例
以下通过几个具体的例子来进一步理解定时器的使用方法。
**例9-1**：若要使P1.0输出周期为1ms的连续方波，使用T0定时器，设振荡频率fosc=6MHz。
- **解析**：周期为1ms，则定时时间为500us。定时器初值计算得 \( D = 2^8 - 250 = 6 \)（采用方式2）。
**例9-2**：若要求P1.0输出周期为4ms的连续方波，仍用T0定时器，设振荡频率fosc=6MHz。
- **解析**：周期为4ms，则定时时间为2ms。定时器初值计算得 \( D = 2^{13} - 1000 = 1C18H \)（采用方式0）。
**例9-3**：应用T0定时器的方式3产生200us和400us的定时，并使P1.0和P1.1分别输出400us和800us的连续方波，设振荡频率fosc=6MHz。
- **解析**：定时时间为200us和400us。对于200us定时，采用方式3时，计算得 \( D = 2^8 - 100 = 56H \)。对于400us定时，同样采用方式3，计算得 \( D = 2^8 - 200 = EC \)。
通过以上内容的学习，我们可以了解到定时器/计数器的基本原理及其在单片机中的应用，这对于进一步深入学习单片机技术具有重要意义。
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