前言

在程序運(yùn)行中，我們有著去定時(shí)運(yùn)行某一功能的需求，或許1s、或許0.5s。如果使用delay函數(shù)，必然導(dǎo)致會(huì)使得其他任務(wù)阻塞。使用定時(shí)器對(duì)于程序的精準(zhǔn)計(jì)時(shí)有著很大作用，獲取去達(dá)到計(jì)時(shí)的目的，也可以使用定時(shí)器，如超聲波的測(cè)距方式。

我們生活中采用秒等單位作為生活中的基本單位，而秒的詳細(xì)定義為

銫-133原子位于海平面處于非擾動(dòng)基態(tài)時(shí)兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)間躍遷對(duì)應(yīng)的輻射頻率ΔνCs以Hz(即等于s-1)為單位表達(dá)時(shí)選取固定數(shù)值9192631770倍來定義秒

其銫-133原子的輻射頻率的9192631770為1s

時(shí)鐘源

單片機(jī)內(nèi)部當(dāng)然不可能使用銫原子作為計(jì)時(shí)的時(shí)鐘源，通常是采用石英晶振制成的一種諧振器件，其時(shí)鐘頻率為其固有屬性，只受到自身影響。

通過與51單片機(jī)的XTL1和XTL2引腳構(gòu)成一個(gè)皮爾斯振蕩器，通過內(nèi)部時(shí)鐘電路的整形調(diào)整，向單片機(jī)提供穩(wěn)定的時(shí)鐘頻率。若為有員晶振直接將時(shí)鐘引腳接到XTL1引腳。

常用于單片機(jī)的晶振頻率有11.0592MHz,12MHz等，為什么會(huì)有11.0592這么特殊的晶振頻率呢，這涉及到通信的問題，這里暫不引入。

12MHz表示以Hz(即等于s-1)為單位表達(dá)時(shí)選取固定數(shù)值12000000倍為1s。

當(dāng)然，如果我們使用計(jì)數(shù)器模式，時(shí)鐘源便為外部引腳的電平變化，分別是連接51單片機(jī)的 P3.4 P3.5兩個(gè)口。

周期

時(shí)鐘周期

其時(shí)鐘周期是指振蕩源的周期，定義為時(shí)鐘脈沖的倒數(shù)。

外部晶振12M
則時(shí)鐘周期為 1s/12M= 1S/12 000 000 = 1/12us

外部晶振11.0592M
則時(shí)鐘周期為 1s/11.0592M = 1S/11 059 200 = 1/11.0592us

外部晶振24M
則時(shí)鐘周期為 1s/24M= 1S/24 000 000 = 1/24us

機(jī)器周期

機(jī)器周期，是指執(zhí)行一單位指令所需要的時(shí)鐘周期個(gè)數(shù)。

機(jī)器周期也稱為CPU周期。
在計(jì)算機(jī)中，為了便于管理，常把一條指令的執(zhí)行過程劃分為若干個(gè)階段（如取指、譯碼、執(zhí)行等），每一階段完成一個(gè)基本操作。完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間稱為機(jī)器周期。
一般情況下，一個(gè)機(jī)器周期由若干個(gè)時(shí)鐘周期組成。如 1T，就表示，需要 1個(gè)時(shí)鐘周期； 12T即為 12個(gè)時(shí)鐘周期。這些都只是
一單位指令的時(shí)間（如自增、自減等），多單位指令時(shí)間進(jìn)行倍乘（如賦值語句需要2個(gè)機(jī)械周期，即乘以2倍），
傳統(tǒng)的8051單片機(jī)就是12T的，即完成1個(gè)單位指令所需時(shí)間為12個(gè)時(shí)鐘周期。 1T的完成1個(gè)單位指令所需時(shí)間則為1個(gè)機(jī)器周期。

傳統(tǒng)的8051使用12Mhz晶振的機(jī)器周期是，1T的要比12T的速度更快，而STC89C51RC系列支持6T模式，相當(dāng)于速度翻倍。

1T 12Mhz的機(jī)器周期為1/12us
12T 12Mhz的機(jī)器周期為1us

指令周期

CPU完成一條指令的時(shí)間叫指令周期

一般一條完整的指令包括：取指周期、間址周期、執(zhí)行周期、中斷周期。

寄存器

在使用定時(shí)器時(shí)，我們需要對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化。

第一步，開中斷，對(duì)IP和IE賦值。

第二步，配置模式，對(duì)TMOD賦值。

先確定定時(shí)器還是計(jì)數(shù)器，TMOD中有相應(yīng)的控制位 [ C/T ]來選擇T0或T1為定時(shí)器還是計(jì)數(shù)器.

在將控制位GATE打開，最后配置模式位M0,M1，兩位可配置4種模式。

1. 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0模式選擇 13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，兼容8048定時(shí)模式，TL0只用低5位參與分頻，TH0整個(gè)8位全用。
2. 16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，TL0、TH0全用
3. 8位自動(dòng)重裝載定時(shí)器，當(dāng)溢出時(shí)將TH0存放的值自動(dòng)重裝入TL0定時(shí)器0此時(shí)作為雙8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。
4. TL0作為一個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，通過標(biāo)準(zhǔn)定時(shí)器0的控制位控制。TH0僅作為一個(gè) 8位定時(shí)器，由定時(shí)器1的控制位控制。

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的核心部件是一個(gè)加法（也有減法)的計(jì)數(shù)器，其本質(zhì)是對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。只是計(jì)數(shù)脈沖來源不同：
如果計(jì)數(shù)脈沖來自系統(tǒng)時(shí)鐘，則為定時(shí)方式，此時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器每12個(gè)時(shí)鐘得到一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)值加1；
如果計(jì)數(shù)脈沖來自單片機(jī)外部引腳(T0為P3.4,T1為P3.5),則為計(jì)數(shù)方式，每來一個(gè)脈沖加1。

由于8051單片機(jī)為8位單片機(jī)，寄存器最多為8位，計(jì)數(shù)周期太小。

通過兩個(gè)寄存器組成16位寄存器（實(shí)際還是倆），其16位最多可計(jì)時(shí) 216個(gè)機(jī)器周期，12T,12Mhz下為 65,535us。

當(dāng)開啟定時(shí)器后，16位計(jì)時(shí)器每個(gè)機(jī)器周期值自加，全為1時(shí)觸發(fā)中斷，執(zhí)行中斷程序，根據(jù)是否在使用定時(shí)器再將值寫入16位寄存器，學(xué)習(xí)單片機(jī)嵌入式，元器件有需求可以去唯樣商城看看，學(xué)生還有優(yōu)惠哦。

初值計(jì)算

TL表示低8位。TH表示高八位。

其值為

0XFFFF -（初值(單位：s)/1s）*(晶振頻率/12)

其初值計(jì)算可用相應(yīng)的工具，如STCISP就自帶計(jì)算，但我們要理解其相應(yīng)的工作方式。

審核編輯 黃昊宇