2018年08月17日 | 51单片机功能模块学习笔记 — 定时器

一．定时器

1. 简介

C51中的定时器和计数器是同一个硬件电路支持的，通过寄存器配置不同，就可以将他当做定时器或者计数器使用。

确切的说，定时器和计数器区别是致使他们背后的计数存储器加1的信号不同。当配置为定时器使用时，每经过1个机器周期，计数存储器的值就加1。而当配置为计数器时，每来一个负跳变信号(信号从P3.4 或者P3.5引脚输入)，就加1，以此达到计数的目的。

标准C51有2个定时器/计数器：T0和T1。他们的使用方法一致。C52相比C51多了一个T2。

2. 基础介绍

定时器的本质原理就是：每经过1个机器周期，计数存储器的值就加1。因此当使用定时器时，就必须掌握时钟周期和机器周期的关系。

（1）时钟周期

时钟周期 ：晶振频率的倒数。如果使用的是11.0592M的晶振，那么就是 1 / (11.0592x10^6) 秒   

注：1MHz = 10^6Hz

（2）机器周期

机器周期 ：标准51下，机器周期 =12倍的时钟周期。即：12 / (11.0592x10^6) 秒 。有的增强51单片机，1个机器周期等于4倍的时钟周期，还有的更短。

3.定时器的寄存器

（1）计数存储寄存器THx&TLx

定时器和计数器工作，都依赖于计数。计数则是由计数存储器THx和TLx这2个8位寄存器完成的。

对于计数器，每来一个负跳变信号(信号从P3.4 或者P3.5引脚输入)，就加1，以此达到计数的目的。

对于定时器，每隔1个机器周期 加 1，假如（只是假如）一个机器周期为 1ms ， 当加到1000次时，我们就认为经过了1s，这就是定时器定时依据。

Ø T0和T1都拥有一对8bit计数存储寄存器。他们的复位值都是0。

T0 对应：TH0 ,TL0

T1 对应 : TH1 , TL1

sfr TL0 = 0x8A; // TL中的L是LOW的意思，代表低位，同理H代表HIGH高位。2个8位组合起来就形成了一个16位的计数器。

sfr TL1 = 0x8B;

sfr TH0 = 0x8C;

sfr TH1 = 0x8D;

当计数器加满后，再加1，就溢出了，溢出后自动归0。且溢出时，溢出标识位TFx 就会自动变为1（T0的溢出标志位TF0，T1的溢出标志位TF1）。如果启用了对应的中断，单片机会调用中断处理函数。

Ø 若TH0 和 TL0 以 16位 模式工作，那它的计数范围为   [0 , 65535 ]  ,  也就是累加 65536次发生溢出。 每累加一次是  12 / (11.0592x10^6) 秒。

那么从 0 累加到溢出 历时  ≈ 0.071s = 71ms 。

为了避免误差，可以延时 10的整数倍ms，以便用倍数控制更长的延时时间。所以，我么要给 TH0 和  TL0赋一个初始值，使他们的溢出周期（TH0，TL0从初始值到溢出所用的时间）减少到 10ms。举个例子来说，如果我的延时周期为200ms,那么定时器的应该定时100ms,但是定时器最大的定时时间也只为71ms，所以我们可以先定时10ms,再循环10次，也就是10*10ms = 100ms;

（2）工作模式寄存器TMOD

通过TMOD来配置T0和T1的工作模式。

Ø C/T：计数器，定时器功能选择位。 1为计数器模式， 0 为定时器模式。

Ø M0和M1：

Ø GATE 选通门:

GATE=0时,只要TR=1,计数器就开始工作； GATE=1时,只有INT=TR= “1”时,计数器工作；一般情况下GATE为0。

（3）控制寄存器TCON

Ø TF1：定时器/计数器1的溢出标志位。

1表示计数存储器溢出，0表示计数存储器正常计数。

 清0方式：①通过代码修改TF1为0

           ②当通过中断机制来使用定时器/计数器1时，进入中断处理函数后自动归0

Ø TR1：定时器/计数器1的启动和停止位。1表示启动，0表示停止。

Ø IE1,IE0 外部中断INT1,INT0的请求标志:

 当单片机检测到INT引脚上有下降沿时,IE=1 申请中断.进入中断服务程序时,硬件 自动清除IE标志.

Ø IT1,IT0 外中断触发类型控制: 

    IT=1时,外中断信号的下降沿触发IE标志；

    IT=0时,外中断信号的低电平触发IE标志。

4.定时器的实验历程

（1）说明：实验通过定时器控制LED灯每隔100ms闪烁一次

Ø 具体实现代码

void Timer1_Init(void)

{

    TMOD |= 0x10  ;        //使用模式1

    TH0 = (65536 - 10000)/256;     //取高8位   

    TL0 = (65536 - 10000)%256;     //取低8位   共定时10ms

    TR1 = 1;          //打开定时器1开关

    EA = 1;           //打开中断总开关

    ET1 = 1;          //打开定时器中断1的开关

}

void Timer1_Isr(void) interrupt 3    //interrupt后面跟的数字是中断号，需要注意的是不同定时器对应不同的中断号

{

    static unsigned char i = 0;    

    TH0 = (65536 - 10000)/256;     //重载初值

    TL0 = (65536 - 10000)%256;

    i++;

    if(i == 11)      //100ms反转一次

    {

        i = 0;

        LED2 = !LED2;

    }

}