3.6.2 定时器/计数器设计原理
AT89S51/AT89S52单片机有三个可编程的定时器/计数器，以满足定时或延时的需求。当为定时器时，将按照预先设置好的长度运行一段时间后产生一个溢出中断；当为计数器时，在单片机的外部中断引脚上检测到一个脉冲信号后计数器加1，如果达到预先设置好的时间数目，则产生一个中断事件。计数方式可采取查询方式和中断方式进行计数。
1.单片机定时器/计数器的工作原理和异同点
AT89S51/AT89S52单片机定时器/计数器的工作原理是相同的，都是对脉冲进行计数的，只不过脉冲的来源不同，定时器的脉冲来源于晶振的12分频，计数器的则来自外部脉冲。若计数内部晶振驱动时钟，则它就是定时器；若计数输入引脚的脉冲信号，则它就是计数器。
AT89S51/AT89S52单片机是工作在定时方式还是计数方式，计数脉冲是多少，可以通过相关的SFR寄存器来设定。在计数脉冲记满后，利用溢出标志信号实现查询或中断处理。下面分析定时功能和计数功能的异同点。
首先，大家一定要清楚什么是定时功能，什么是计数功能，二者有什么区别。
定时器和计数器都是加1计数的，定时器实际上也是以计数方式工作的，只是它对固定频率的脉冲计数，由于脉冲周期固定，因此可由计数值计算出时间。
当工作在定时方式时，输入信号是内部时钟脉冲，每个机器周期使寄存器的值增加1。每个机器周期等于12个振荡周期，故计数频率为振荡器频率的1/12，当采用12 MHz的晶振时，计数速率为1 MHz。
当工作在计数方式时，计数脉冲来自相应的外部输入引脚。当输入信号产生1到0的跳变时，计数寄存器的值增加1。识别引脚上的跳变需要2个机器周期，即24个振荡周期，故从外部输入的脉冲信号最高频率为晶振频率的1/24，当晶振为12 MHz时，最高计数频率为500 kHz，高于此频率，计数将出错。对外部输入信号的占空比没有特别要求的，为了确保采样，信号的电平至少要保持1个机器周期。
虽然定时功能和计数功能的本质都是计数，但是计数的对象不一样，定时功能是对机器周期进行计数的，而计数功能是对外接信号进行计数的。
下面以T0工作方式0为例进行讲解，如图3.27所示。
图3.27 T0工作方式0控制逻辑图
图3.27中，有一个单刀双置开关C/
，用于决定T0的工作方式：定时方式或计数方式。
（1）当C/
=0时，开关接通定时功能（对机器周期计数）；
（2）当C/
=1时，开关接通计数功能（对由P3.4引脚传输的外部脉冲信号计数）。
计的数放在TH0和TL0中，不同的工作方式下，TH0和TL0的位数不一样（如表3.8所示），所以能够记录数值的范围也不一样。这就好比不同的工作方式下提供有不同大小的碗，能够装的水当然也不一样。计满后自动将溢出标志位TF0置位，同时向系统申请中断。
另外，图3.27中还有一个开关“控制端”，用于控制定时/计数功能的启动或停止。这个开关由TRO、GATE、
经一串组合逻辑电路（包括非门、或门、与门）控制。由逻辑电路可知：当GATE=0时，TO的启动与停止仅受TR0控制；当GATE=1时，T0的启动与停止由TR0和外部中断引脚
上的电平状态共同控制。
2.AT89S51/AT89S52单片机定时器/计数器涉及的专用寄存器及其作用
AT89S51单片机定时器/计数器涉及的专用寄存器是工作模式寄存器（TMOD），其负责设定单片机是工作于定时模式还是计数模式。TMOD是一个8位寄存器，其中低4位负责T0的设定，高4位负责T1的设定。MO、M1为工作模式设置位，通过设定MO、M1，可以使定时器/计数器工作于4种工作模式。而对于AT89S52单片机，由于有3个定时器/计数器，所以增加了T2MOD特殊功能寄存器供定时器/计数器T2使用。
通过TCON既可以查询定时器/计数器有没有溢出，又可以启动和停止定时器/计数器。