6.1 單片機" target="_blank">51單片機定時器概述

　　6.1.1 定時器的描述

　　要實現(xiàn)定時功能，除了利用單片機內(nèi)部的定時/計數(shù)器,，也可以采用下面三種方法：

　?。?）軟件定時：軟件定時不占用硬件資源，但占用了CPU時間,，降低了CPU的利用率,。

　　（2）采用時基電路定時：例如采用555電路,，外接必要的元器件（電阻和電容）,，即可構(gòu)成硬件定時電路。但在硬件連接好以后,，定時值與定時范圍不能由軟件進行控制和修改,，即不可編程。

　?。?）采用可編程芯片定時：這種定時芯片的定時值及定時范圍很容易用軟件來確定和修改,，此種芯片定時功能強，使用靈活,。在單片機的定時/計數(shù)器不夠用時,，可以考慮進行擴展。

　　定時/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器（16位）,，由高8位和低8位兩個寄存器組成,。TMOD是定時/計數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能,；TCON是控制寄存器,，控制T0，T1的啟動和停止及設置溢出標志,。

　　加1計數(shù)器輸入的計數(shù)脈沖有兩個來源,，一個是由系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來；另一個是 T0 或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來一個脈沖計數(shù)器加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)器的溢出會使TCON中TF0或TF1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?？梢?，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。

　　設置為定時器模式時,，加1計數(shù)器是對內(nèi)部機器周期計數(shù)（1個機器周期等于12個振蕩周期,，即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計數(shù)值乘以機器周期就是定時時間,。

　　設置為計數(shù)器模式時,，外部事件計數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計數(shù)器。在每個機器周期的某個期間采樣T0,、T1引腳電平,。當某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時,，則計數(shù)器加1,，更新的計數(shù)值在下一個機器周期裝入計數(shù)器。由于檢測一個從1到0的下降沿需要2個機器周期,，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機器周期,。當晶振頻率為12MHz 時，最高計數(shù)頻率不超過6MHz,，即計數(shù)脈沖的周期要大于2us,。

　　6.1.2 51單片機定時器結(jié)構(gòu)

　　6.1 定時器中斷相關寄存器

　　6.1.1 工作模式寄存器TMOD

　　寄存器地址：0x89

　　Bit 7：定時器1門控

　　0：關閉門控，只要TR1為1,，就可以啟動定時/計數(shù)器工作

　　1：開啟門控,，此時只有當TR1為1且外部中斷引腳為高電平時，才能夠啟動定時器工作

　　Bit 6：定時器1工作模式選擇

　　0：定時模式,，時鐘源來自MCU內(nèi)部

　　1：計數(shù)模式,，時鐘源來自T1引腳上

　　Bit 5~Bit 4：定時器1計數(shù)模式選擇

　　00：數(shù)據(jù)寄存器使用13位

　　01：數(shù)據(jù)寄存器使用16位

　　10：8位自動重裝定時/計數(shù)器

　　11：T1停止計數(shù)

　　Bit 3：定時器0門控

　　0：關閉門控，只要TR0為1,，就可以啟動定時/計數(shù)器工作

　　1：開啟門控,，此時只有當TR0為1且外部中斷引腳為高電平時，才能夠啟動定時器工作

　　Bit 2：定時器0工作模式選擇

　　0：定時模式，時鐘源來自MCU內(nèi)部

　　1：計數(shù)模式,，時鐘源來自T0引腳上

　　Bit 1~ Bit 0：定時器0計數(shù)模式選擇

　　00：數(shù)據(jù)寄存器使用13位

　　01：數(shù)據(jù)寄存器使用16位

　　10：8位自動重裝定時/計數(shù)器

　　11：T0分成兩個獨立的8位定時/計數(shù)器

　　6.1.2 定時器0數(shù)據(jù)寄存器高字節(jié)TH0

　　寄存器地址：0x8C

　　6.1.3 定時器0數(shù)據(jù)寄存器低字節(jié)TL0

　　寄存器地址：0x8A

　　6.1.4 定時器1數(shù)據(jù)寄存器高字節(jié)TH1

　　寄存器地址：0x8D

　　6.1.5 定時器1數(shù)據(jù)寄存器低字節(jié)TL1

　　寄存器地址：0x8B

　　6.2 例程分析

　　6.2.1 原理圖

　　6.2.2 實現(xiàn)的功能

　　使用定時器0,，控制LED以1Hz頻率閃爍。

　　6.2.3 源代碼

　　重點關注以下幾行代碼：

　　第20行：定義了一個unsigned char的變量,，為什么要定義這樣一個全局變量,。首先定時器的數(shù)據(jù)寄存器只有16位，也就是說最大數(shù)據(jù)范圍只有65535,，超過這個數(shù)據(jù)后就會從0重新開始計時,，根據(jù)單片機的計數(shù)周期設置在1us，最大定時時間只有65.535ms,，而達到1s是遠遠不夠的,，所以定義一個全局變量來計算定時器產(chǎn)生中斷的次數(shù),，假設我們設置定時器50ms中斷一次,，那么，當進入20次中斷,，則意味著定時器剛好定時1s,。

　　第28行：這里用到了一條語句，LED = !LED,，嘆號代表取反,，只能用于布爾型變量，所謂布爾型變量就是只有0和1兩種狀態(tài),，也就是1個二進制位,，在C語言中，嘆號代表二進制位取反,，“~”則代表按位取反運算,，例如有一個二進制位初值是1，取反的結(jié)果就是0,，但是如果有一個字節(jié)0x8F,，此時只能用按位取反運算，而不能用二進制位取反運算,，0x8F按位取反的結(jié)果應該是0x70,，例程中這條語句的含義就是LED二進制位取反后將結(jié)果重新賦值給LED變量。

　　第23行~第24行：這兩行用于給定時器重新寫入初值,，因為51單片機的數(shù)據(jù)寄存器進入中斷后就會從0開始重新計數(shù),，假設最開始設置的值是1000，進入中斷后,，定時的時間就是65535-1000+1=64536us,，進入中斷如果不設置初值，那么下一次進入中斷時定時的時間就是65536us，與最初的時間誤差是65536-64536=1000us,，所以每次進入中斷都需要給數(shù)據(jù)寄存器重新寫入初值,。

　　第42行~第43行：定時器在初始化的時候就要給寫入初始值，為什么要寫入這個初始值呢,，首先數(shù)據(jù)寄存器是只能加1運算,，從0加到65535，但是如果我們只想要定時50us就進入中斷應該怎么處理呢,，這就需要給定時器的數(shù)據(jù)寄存器先寫入一個數(shù),，讓定時器從這個數(shù)開始加1，加到65535剛好是50us,，那么這個初值就是65535-50,，這個定時的時間剛好就是50us，而/和%則是代表取整和取余,。

　　注：取整與取余運算

　?。?）取整運算：用/表示，代表取除法運算中整數(shù)部分,，例如2/3,，得到的結(jié)果就是商為0且余數(shù)為2，此時取整運算得到的結(jié)果就是0,；

　?。?）取余運算：用%表示，代表取除法運算中余數(shù)部分,，例如2/3,，得到的結(jié)果就是商為0且余數(shù)為2，此時取余運算得到的結(jié)果就是2,。

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