STC15W4K32S4系列定时器之原理介绍

正是河豚

    1、STC15W4K32S4系列单片机定时器/计数器通过相关寄存器的C/T位选择计数器输入脉冲信号来源，也即选择了工作方式是定时方式还是计数方式。后配置相关寄存器位控制输入脉冲信号至计数器，计数器溢出后产生中断，也可通过特定引脚输出产生溢出时钟。定时器/计数器结构原理示意图如下。

    2、定时器/计数器工作在定时方式（定时器）时：
    1）系统时钟进行输入计数，每输入一个脉冲，计数值加1，当计数到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数值回零，同时从最高位溢出一个脉冲使特殊功能寄存器TCON的TFx位置1（T2、T3、T4没有该寄存器位TFx），作为计数器的溢出中断标志。
    2）由于计数脉冲的周期是固定的，所以脉冲数乘以脉冲周期就是定时时间，或者称定时溢出时间（关于定时溢出时间计算公式后有详述）。
    3）定时器可作为串口通信时的波特率发生器，需配置相关寄存器。
    4）可通过寄存器的TxCLKO位选择特定时钟输出引脚输出脉冲信号，该脉冲信号的频率等于计数器溢出率的一半。


    3、定时器/计数器工作在计数方式（计数器）时：
    1）单片机特定引脚输入的外部脉冲信号源进行输入计数，每输入一个从1到0的负跳变的脉冲时，计数值加1，当计数到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数值回零，同时从最高位溢出一个脉冲使特殊功能寄存器TCON的TFx位置1，作为计数器的溢出中断标志。
    2）外部输入信号的最高允许频率不能大于系统时钟频率SYSclk的1/4，比如CPU运行的系统时钟为11.0592MHz，允许外部最高输入信号频率为11.0592MHz/4 = 2.7648MHz，如果频率高于这个值，输入信号的部分脉冲在检测过程中会被丢失，导致测量得到的频率比真实频率低。
    3）由于系统每个时钟对外部计数器引脚采样1次，当前一次采样到外部引脚为高电平而后一次采样到低电平则形成一个负跳变，因此确认外部输入信号的一次负跳变至少需要2个系统时钟周期，实际上，引脚输入通道中还有一个同步采样与边沿检测电路，所以外部输入信号的最高允许频率不能大于系统时钟频率SYSclk的1/4。