基于單片機TA89C2051的電子琴設計

特殊功能寄存器中TMOD和TCON是定時器的方式控制寄存器。圖2為TMOD寄存器的內部結構，圖3為TCON寄存器的內部結構。TMOD和TCON是寄存器的名稱，我們在寫程序時就可以直接用這個名稱來指定它們，當然也可以直接用它們的地址89H和88H來指定它們(其實用名稱也就是直接用地址，匯編軟件幫你翻譯一下而已)。

從圖2中可以看出，TMOD被分成兩部份，每部份4位。分別用于控制T1和T0。

從圖3中可以看出，TCON也被分成兩部份，高4位用于定時／計數器，低4位則用于中斷。

單片機定時／計數器有四種工作方式，方式0、方式1、方式2、方式3，除方式3外，T0和T1有完全相同的工作狀態，下面以T1為例，分述各種方式的特點和用法。圖4為定時／計數器T1在工作方式0下的內部結構圖。

從圖4中可以看出計數脈沖要進入計數器TR1(或TR0)要為1，開關才能合上，脈沖才能過來。因此，TR1(O)稱之為運行控制位，可用指令SErB來置位以啟動計數器，定時器運行，用指令CLR來關閉定時／計數器的工作。當計數脈沖進入計數器后，計數脈沖加到TL1的低5位，從預先設置的計數初值開始不斷增1。TL1計滿后，向THl進位。當TL1和TH1都計滿后，置位T1的定時器回零標志TF1，從此表明定時時間或計數次數已到，單片機可以根據標志位判斷定時器的狀態，從而執行相應的程序。

1．工作方式0

定時器，計數器的工作方式O稱之為13位定時／計數方式。它由TL(1／0)的低5位和TH(0/1)的8位構成13位的計數器，此時TL(1／0)的高3位未用。

對于定時器的工作模式可以根據定時器的寄存器TMOD來設置：

①M1M0：定時／計數器共有四種工作方式，就是用M1M0來控制的，2位正好是四種組合。

②C／T：定時／計數器即可作定時用也可用計數用，如果C/T為O就是用作定時器(開關往上打)，如果C／T為1就是用作計數器(開關往下打)。一個定時／計數器同一時刻要么作定時用，要么作計數用，不能同時用的。

③GATE：當我們選擇了定時或計數工作方式后，定時／計數脈沖卻不一定能到達計數器端，中間還有一個開關，顯然這個開關不合上，計數脈沖就沒法過去，那么開關什么時候過去呢? 有兩種情況

GATE=0，分析一下邏輯，GATE非后是1，進入或門，或門總是輸出1，和或門的另一個輸入端INT1無關，在這種情況下，開關的打開、合上只取決于TR1，只要TR1是1，開關就合上，計數脈沖得以暢通無阻，而如果TR1等于0則開關打開，計數脈沖無法通過，因此定時／計數是否工作，只取決于TR1。

GATE=1，在此種情況下，計數脈沖通路上的開關不僅要由TR1來控制，而且還要受到INT1引腳的控制，只有TRl為1，且INT1引腳也是高電平，開關才合上，計數脈沖才得以通過。這個特性可以用來測量一個信號的高電平的寬度。

2．工作方式1

工作方式1是16位的定時／計數方式，將M1M0設為01即可，其它特性與工作方式0相同。

3：工作方式2

8位自動裝入時間常數方式。由TL1構成8位計數器，TH1僅用來存放時間常數。看圖5所示，每當計數溢出，就會打開T(0/1)的高、低8位之間的開關，計預置數進入低8位。這是由硬件自動完成的，不需要由人工干預。通常這種式作方式用于波特率發生器，用于這種用途時，定時器就是為了提供一個時間基準。計數溢出后不需要做事情，要做的僅僅只有一件，就是重新裝入預置數，再開始計數，而且中間不要任何延遲，可見這個任務用工作方式2來完成是最妙不過了。

4．工作方式3

2個8位的計數器，只適合于定時器0。這種式作方式之下，定時／計數器0被拆成2個獨立的定時／計數器來用。其中，TL0可以構成8位的定時器或計數器的工作方式，而THO則只能作為定時器來用。我們知道作定時、計數器來用需要控制位TR0，計滿后溢出需要有溢出標記TF0。T0被分成兩個來用，那就要兩套控制及溢出標記，TLO還是用原來的T0的標記，而TH0則借用T1的標記。如此T1就無標記、控制可用因此一般只有在T1以工作方式2運行(當波特率發生器用)時，才讓T0工作于方式3的。

(二)定時器／計數器的定時／計數范圍

工作方式O：13位定時／計數方式，因此，最多可以計到2^13，也就是8192次。對于12MHz的晶振，單片機的機器周期是1us。則工作方式0最大定時時間是8.192us。

工作方式1：16位定時／計數方式，因此，最多可以計到2^16，也就是65536次。對于12MHz晶振,工作方式1最大定時時間是65536 μ s。

工作方式2和工作方式3，都是8位的定時／計數方式，因此，最多可以計到2^8，也說是256次。對于12MHz晶振,工作方式1最大定時時間是256 μ s。

計數初值的計算方法：用最大計數量減去需要的計數次數即可。例：如果T0運行于定時狀態，單片機的晶振是12MHz，要求定時lOOus，那么定時器要計 100個機器周期，當TO工作在工作方式O時計數初值應該是8192―100=8092；工作在方式1時的計數初值應該是65536-100= 65436；工作在方式2，3時的計數初值應該是256―100=156。
系統軟件流程圖如圖所示

開機時。第一步是對定時器T0進行初始化，設定它的工作狀態(對于本系統將T0設定為工作方式O)；然后判斷是否有鍵按下，如果沒有按鍵按下，繼續判斷，如果有按鍵按下，則判斷是哪個鍵按下；再根據按鍵的功能將計數初值裝入定時器T0中中并啟動T0，當T0定時完畢后，重新裝入計數初值繼續定時并將P3． 6取反，再次定時完畢后再一次的裝入計數初值繼續定時并將P3．6取反，一直循環此操作直到按鍵釋放為止，按鍵釋放后停止T0工作并再次判斷是否又有按鍵按下，并繼續執行以前的過程。