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【C51】單片機(jī)定時(shí)器介紹
標(biāo)準(zhǔn)51架構(gòu)的單片機(jī)有2個(gè)定時(shí)器 ：T0 和 T1，他們2個(gè)的用法幾乎一樣。下面主要講T0定時(shí)器的用法。
初步認(rèn)知
定時(shí)器 和 計(jì)數(shù)器 都是單片機(jī)中同一個(gè)模塊。他們的實(shí)質(zhì)都是： 加法存儲(chǔ)計(jì)數(shù)器。對(duì)于計(jì)數(shù)器很好理解，每來(lái)一個(gè)信號(hào)(信號(hào)從P3.4 或者P3.5輸入)，就加1，以此達(dá)到計(jì)數(shù)的目的。
對(duì)于定時(shí)器，每隔1個(gè)機(jī)器周期 加 1，假如（只是假如）一個(gè)機(jī)器周期為 1ms ， 當(dāng)加到1000時(shí)，我們就認(rèn)為經(jīng)過(guò)了1s，這就是定時(shí)器的原理。
加法存儲(chǔ)寄存器THx & TLx
定時(shí)器依賴計(jì)數(shù)，需要把累計(jì)增加的那個(gè)量存儲(chǔ)在某個(gè)地方，這就是THx和TLx（x 可以是 0 或者1）2個(gè)8位寄存器的的職責(zé)。
T0和T1都擁有一對(duì)加法存儲(chǔ)寄存器。
T0 對(duì)應(yīng)：TH0，TL0
T1 對(duì)應(yīng) : TH1 , TL1
在reg51.h頭文件中我們發(fā)現(xiàn)這4個(gè)寄存器的定義：
sfr TL0 = 0x8A; // TL中的L是LOW的意思，代表低位，同理H代表HIGH高位。 sfr TL1 = 0x8B; sfr TH0 = 0x8C; sfr TH1 = 0x8D;
他們可以在程序中直接使用，復(fù)位值都是 0 。
當(dāng)一直累加，使得他們保存不了太大的數(shù)據(jù)而發(fā)生溢出時(shí)，就會(huì)引發(fā)中斷（后面講中斷）。并且對(duì)應(yīng)的TFx溢出標(biāo)志位會(huì)置為1,（沒(méi)有溢出的情況下是0）。
如果不使用中斷去處理溢出這個(gè)事件，那么我們就必須通過(guò)代碼指令讓TFx重置為 0 ，并讓THx和TLx回歸初始值，準(zhǔn)備然后進(jìn)入下一輪周期的計(jì)數(shù)。
.... if(TF0==1) //如果T0 溢出了 { TF0=0; //重新初始化 TH0 和 TL0 //說(shuō)明過(guò)了一個(gè)溢出周期了 }
2個(gè)重要的寄存器：TMOD 和 TCON
復(fù)位時(shí)所有位全 為 0
TFx：溢出標(biāo)志位。溢出時(shí)置1。正常為0。
TRx：計(jì)數(shù)器/定時(shí)器 啟動(dòng)停止控制位 。R是run的意思。 TR0 = 1 開啟定時(shí)器0，為TR0 = 0 則停止。
低4位與外部中斷相關(guān)，這里用不到，先不用看。
復(fù)位時(shí)所有位全 為 0
高4位是定時(shí)器T1相關(guān)的，低4位是T0 相關(guān)的。
以T0來(lái)說(shuō)明。
GATE： 門控制位
C/T ： 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器切換位。 1為計(jì)數(shù)器模式， 0 為定時(shí)器模式。
②處 C/T = 0 表示為定時(shí)器模式，觸發(fā)信號(hào)為①處的單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)。（若②處CT = 1，則觸發(fā)信號(hào)為Tn腳，信號(hào)從P3.4 或者P3.5輸入單片機(jī)）
③處表明，信號(hào)能觸發(fā)使加法計(jì)數(shù)器加1，還得受④處控制。不然時(shí)鐘信號(hào)是不能讓加法計(jì)數(shù)器累加的。 ④處這個(gè)是與門，TRn必須為1，表明我們要開啟定時(shí)器。同時(shí)GATE為0，通過(guò)非門后為1，再通過(guò)或門，也是1，那么就讓③處控制起來(lái)了。
（若GATE為1，那么，定時(shí)器的啟動(dòng)停止受 TRx和 INTx 共同控制。 ）
于是我們需要：
TRn 為 1
GATE 為 0
INTn 為 X（X表示任意的意思，do not care）
加法存儲(chǔ)寄存器的工作模式，是由M0和M1共同來(lái)決定的
M1 M0 模式0 1 TH和TL2個(gè)組成16位計(jì)數(shù)存儲(chǔ)器模式
1 0 TH負(fù)責(zé)初始化TL，TL計(jì)數(shù)。8位重裝模式
0 0 THx的8位和TLx的位5組成13位加法計(jì)數(shù)器（很少用）
1 1 基本不用
時(shí)鐘周期和機(jī)器周期
順便提一下：標(biāo)準(zhǔn)C51的1個(gè)機(jī)器周期為12個(gè)時(shí)鐘周期（增強(qiáng)型51單片機(jī)的機(jī)器周期會(huì)短一些，cc2530只有的機(jī)器周期只等于1個(gè)時(shí)鐘周期）。
如果晶振的頻率是11.0592MHz，那么時(shí)鐘周期就是 1 / (11.0592x10^6) 秒 (1MHz = 10^6Hz)
那么，無(wú)論是定時(shí)器，還是計(jì)數(shù)器，每隔1個(gè)機(jī)器周期 ，加法存儲(chǔ)器就1，代表時(shí)間經(jīng)過(guò)了 12 x 1 / (11.0592x10^6) 秒。這就是我們衡量的基礎(chǔ)依據(jù)。
為THx和TLx賦初始值
若TH0 和 TL0 以 16位 模式工作，那它的計(jì)數(shù)范圍為 [0 , 65535 ] , 也就是累加 65536次發(fā)生溢出。 每累加一次是 12 / (11.0592x10^6) 秒。
那么從 0 累加到溢出 歷時(shí) ≈ 0.071s = 71ms 。
我們一般需要延時(shí) 10的整數(shù)倍ms，以便用倍數(shù)控制更長(zhǎng)的延時(shí)時(shí)間。所以，我么要給 TH0 和 TL0賦一個(gè)初始值，使他們的溢出周期（TH0，TL0從初始值到溢出所用的時(shí)間）減少到 10ms，或者1ms。
就像一個(gè)瓶子，開始裝了2/3，再來(lái)就只能裝1/3就溢出了。
12 / (11.0592x10^6) s ----- 1 次
10x 10-3 s ------ x 次 （求出 x = 9216次 ，計(jì)數(shù)9216次后溢出）
65536 - 9216 = 56320 = 二進(jìn)制（ 11011100 00000000）
也就是 TH0 = 11011100 ， TL0 = 00000000
代碼例子驗(yàn)證
#include
8位重裝模式
8位重裝模式是：只有TL0計(jì)數(shù)，TH0不變，他只為TL0提供初始值。當(dāng)TL計(jì)數(shù)溢出后，TF0就為1，如果繼續(xù)工作，TH0就把自己的值賦給TL0，再開始計(jì)數(shù)，如此循環(huán)下去。
上面些寫了一個(gè)毫秒級(jí)的delay函數(shù)，下面用8位重裝模式寫一個(gè)控制微秒級(jí)別的函數(shù)。并控制P0.0的LED實(shí)現(xiàn)呼吸燈。
計(jì)算方法和上面一樣，大家可以自己算
#include
void delay1ms(uint t); /********************************/ sbit LED = P0^0; void main() { int step = 0; int again = FALSE; while(1) { LED = again?0:1; delay1ms(step); LED = again?1:0;; delay1ms((500-step)); step+=1; if(step>500) { step =0; again = !again; } } } void delay1ms(uint m) //延時(shí)t微秒 { int count=0; TMOD = 2; TH0= 255 ; TL0= 255; TR0=1; for(;count!=m;) { if(TF0==1) { TF0=0; //自動(dòng)重裝 count++; } } TR0=0; }
值得注意的地方
我們應(yīng)該盡量讓溢出周期 越長(zhǎng)越好。溢出周期為10ms 的優(yōu)于 1ms 的。因?yàn)?，在同樣的延時(shí)時(shí)間下，如100ms，溢出周期為10ms 的 只需要溢出10次，為TH0 和 TL0重新賦值10次，而溢出周期為1ms的要溢出100次，為TH0 和 TL0重新賦值100次。減少溢出次數(shù)和賦值次數(shù)，可以減輕單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，提高定時(shí)的準(zhǔn)確性。
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作者：代碼鋼琴家
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