51单片机定时器

1.原理：

一.CPU 时序的有关知识:
  1.振荡周期：为单片机提供定时信号的振荡源的周期（晶振周期或外加振荡 周期）。 
  2.状态周期：2 个振荡周期为 1 个状态周期，用 S 表示。振荡周期又称 S 周 期或时钟周期。 
  3.机器周期：1 个机器周期含 6 个状态周期，12 个振荡周期。 
  4.指令周期：完成 1 条指令所占用的全部时间，它以机器周期为单位

二.学习定时器前需要明白的几点:
  1.51 单片机有两组定时器/计数器，因为既可以定时，又可以计数，故称之 为定时器/计数器。 
  2.定时器/计数器和单片机的 CPU 是相互独立的。定时器/计数器工作的过程 是自动完成的，
    不需要 CPU 的参与。 
  3.51 单片机中的定时器/计数器是根据机器内部的时钟或者是外部的脉冲信 号对寄存器中的数据加 1。  
   有了定时器/计数器之后，可以增加单片机的效率，一些简单的重复加 1 的 工作可以交给定时器/计数
   器处理。CPU 转而处理一些复杂的事情。同时可以实 现精确定时作用。

三.原理:
  定时/计数器的实质是加 1 计数器（16 位），由高8位和低 8 位两 个寄存器 THx 和 TLx 组成。
  它随着计数器的输入脉冲进行自加 1，也就是每来一个脉冲，计数器就自动加 1，当加到计数器为全1时，
  再输入一个脉冲就使计数 器回零，且计数器的溢出使相应的中断标志位置 1，向 CPU 发出中断请求
 （定时 /计数器中断允许时）

四.相关寄存器:
    51 单片机定时/ 计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。
  1.TMOD 是定时/计数器的工作方式寄存器,确定工作方式和功能。
  2.TCON 是控制寄存器，控制 T0、 T1 的启动和停止及 设置溢出标志。

 TMOD寄存器:

工作方式寄存器 TMOD 用于设置定时/计数器的工作方式，低四位用于T0,高四位用于T1。

GATE 是门控位:

          GATE＝0 时，用于控制定时器的启动是否受外部中断源信号 的影响。
只要用软件使
   
TCON 中的 TR0 或 TR1 为 1
，就可以启动定时/计数器工作。

          GATA＝1 时，
要用软件使 TR0 或 TR1 为 1
，
同时外部中断引脚 INT0/1 也为高电平 时
，才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动条件，加上了INT0/1 引脚为高电平这一条件。

C/T :定时/计数模式选择位。

         C/T ＝0 为定时模式。

         C/T  = 1 为计数模式。

M1M0：工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式，
见下表：

 TCON寄存器：

TCON 的
低 4 位用于控制外部中断
,已在前面介绍。
TCON 的高 4 位用于控制定

时/计数器的启动和中断申请
。

TF1（TCON.7）：
T1 溢出中断请求标志位
。T1 计数溢出时由硬件自动置 TF1 为 1。CPU    响应中断后 TF1 由硬件自动清 0。T1 工作时，CPU 可随时查询 TF1 的状态。所以，TF1 可用作查询测试的标志。TF1 也可以用软件置 1 或清0，同硬 件置 1 或清 0 的效果一样。

TR1（TCON.6）：
T1 运行控制位
。TR1 置 1 时，T1 开始工作；TR1 置 0 时， T1 停止工    作。TR1 由软件置 1 或清 0。所以，用软件可控制定时/计数器的启动与停止。

TF0（TCON.5）：
T0 溢出中断请求标志位
，其功能与 TF1 类同。

TR0（TCON.4）：
T0 运行控制位
，其功能与 TR1 类同

 定时/计数器的工作方式：

1.方式 0:

    方式 0 为
13 位计数
，由
TL0 的低 5 位
（高 3 位未用）和
TH0 的 8 位组成
。TL0 的低 5 位溢出时向 TH0 进位，TH0 溢出时，置位 TCON 中的 TF0 标志，向 CPU 发出中断请求。其结构图如下所示：

计数初值与计数个数的关 系为：X=2（13）-N。

2.方式 1:

    方式 1 的
计数位数是 16 位
，由
TL0 作为低 8 位
，
TH0 作为高 8 位
，组成了 16 位加 1 计数  器。其结构图如下所示：

 计数初值与计数个数的关 系为：X=2（16）-N。

3.方式 2:

 方式 2 为
自动重装初值的 8 位计数方式
。工作方式 2 特别适合于用作较
精确的脉冲信号发生器。其结构图如下所示：

计数初值与计数个数的关系为：X=2（8）-N。

4.方式 3:

方式 3
只适用于定时/计数器 T0
， 定时器 T1 处于方式 3 时相当于 TR1=0， 停止计数。工作方式 3 将
T0 分成为两个独立的 8 位计数器 TL0 和 TH0
。其 结构如下所示：

这几种工作方式中应用较多的是方式 1 和方式 2。定时器中通常使用定时器

方式 1，串口通信中通常使用方式 2

 定时器初值计算：

1.机器周期的概念，它是 CPU 完成一个基本操作所需要的时间。 其计算公式是：机器周期         =1/单片机的时钟频率。

2.51 单片机内部时钟频率是外部 时钟的 12 分频，也就是说当外部晶振的频率输入到单片机      里面的时候要进行 12 分频。比如说你用的是 12MHZ 晶振，那么单片机内部的时钟频率        就12/12MHZ，

3.当你使用 12MHZ 的外部晶振的时候，机器周期=1/1M=1us。如果我们想定时 1ms 的初值是多少呢？1ms/1us=1000。也就是要计数 1000 个，初值=65535-1000+1（因为实际上计数器计数到 66636（2 的 16 次方）才溢出，所以后面要加 1） =64536=FC18H，

所以初值即
为 THx=0XFC，TLx=0X18。

 例：定时器 0 为例介绍配置定时器工作方式 1、设定 1ms 初值，开启定时 器计数功能以及总中断

void Timer0Init() { 
   TMOD|=0X01;//选择为定时器 0 模式，工作方式 1，仅用 TR0 打开启动。 
   TH0=0XFC; //给定时器赋初值，定时 1ms 
   TL0=0X18; 
   ET0=1;//打开定时器 0 中断允许 
   EA=1;//打开总中断 
   TR0=1;//打开定时器 
}

2.电路图(普中A2)：

3.程序说明：

实现的功能是：通过定时器 0 中断控制 D1 指示灯间隔 1 秒闪烁

4.源程序：

#include <reg51.h>

typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;

sbit LED=P2^0;

/*定时器0初始化*/
void InitT0()
{
	TMOD=0x01;//方式0，定时
	TH0=0xFC;
	TL0=0x18;
	ET0=1;
	EA=1;
	TR0=1;
}

void main()
{
	InitT0();
	while(1);
}

void IntT0() interrupt 1
{
	 static u16 i=1;
	 TH0=0xFC;
	 TL0=0x18;
	 i++;
	if(i==1000)
	{
		i=0;
		LED=~LED;
	}
}
	

5.开发板运行结果：

 实验现象：LED亮一秒，再灭一秒。

以上就是51单片机的外部中断实验了 

想要了解更多的单片机实验，请查看我的51单片机专栏。

今天的文章51单片机定时器分享到此就结束了，感谢您的阅读。