51单片机中定时器的工作原理_定时器的设置方法「建议收藏」

51单片机中定时器的工作原理_定时器的设置方法「建议收藏」51单片机的定时器和计数器的配置,以及定时器中断_51单片机定时器设置

定时器

目录

1. 简介

1.1 概念解读

1.2 定时器怎么定时

1.什么是晶振

2.什么是时钟周期

3.什么是机器周期

4.加1经过了多少时间

1.3 定时器编程

1.如何算出10ms定时器的初值(TL0 TH0)

2.关于TCON ,怎么知道爆表

3.怎么开始计时(TR0)

4.定时器使用是有很多种模式的

5.案例:定时器0定时,每一秒LED灯翻转 

1.4 定时器中断方式控制

1.中断寄存器

2.硬件内部设计逻辑如下图:​编辑

 3.案列:定时器中断控制LED亮灭


1. 简介

C51
中的
定时器

计数器

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

2
个定时器
/
计数器:
T0

T1
。他们的使用方法一致。
C52
相比
C51
多了一个
T2

1.1 概念解读

1.定时器和计数器,电路一样
2.定时或者计数的本质就是让单片机某个部件数数
3.当定时器用的时候,靠内部震荡电路数数
4.当计数器用的时候,数外面的信号,读取针脚的数据

1.2 定时器怎么定时

定时器的本质原理: 每经过一个机器周期,就加
1 :
寄存器
思考:

1.什么是晶振

晶振
(
晶体震荡器
)
,又称数字电路的

心脏

,是各种电子产品里面必不可少的频率元器件。数字电
路的所有工作都离不开时钟,晶振的好坏、晶振电路设计的好坏,会影响到整个系统的稳定性。

2.什么是时钟周期

时钟周期也称为
振荡周期
,定义为
时钟频率

倒数
。时钟周期是计算机中最基本的、最小的
时间单

。在一个时钟周期内,
CPU
仅完成一个最基本的动作。时钟周期是一个时间的量。更小的时钟周
期就意味着更高的工作频率

3.什么是机器周期

机器周期也称为
CPU
周期。在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶
段(如取指、译码、执行等),每一阶段完成一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为
机器周期。一般情况下,
一个机器周期由若干个时钟周期组成
51单片机中定时器的工作原理_定时器的设置方法「建议收藏」

4.加1经过了多少时间

当晶振频率是
11.0592MHz
的时候,等于
11059.2KHz = 11059200Hz
机器周期
 = 12 x
时钟周期
=12 x (1/
时钟频率
)
                = 12 / 时钟频率 秒
                = 12 / 11059200 秒 = 12 000 000 / 11059200 微秒
= 1.085
微秒

总结:晶振的倒数是时钟周期,时钟周期乘一个数为机器周期,为寄存器加1消耗的时间 

1.3 定时器编程

相关寄存器:
51单片机中定时器的工作原理_定时器的设置方法「建议收藏」

TMOD各位的说明
GATE

0:仅由运行控制位TRx(x = 0,1)来控制定时器/计数器运行。
1:用外中断引脚( INT0或 INT1)上的电平与运行控制位TRx共同来控制定时器/计数器运行。

C/T*

0:为定时器工作模式,对单片机的晶体振荡器12分频后的脉冲进行计数。
1:为计数器工作模式,计数器对外部输入引脚T0(P3.4)或T1(P3.5)的外部脉冲(负跳变)计数。

M1/M2工作方式选择
51单片机中定时器的工作原理_定时器的设置方法「建议收藏」

 在哪里加1,最大计数时间,也就是爆表了能计算多长 在TH0/1TL0/1寄存器中加1,默认是从0开始数数,最多能数65536下,累计计时71ms

1.如何算出10ms定时器的初值(TL0 TH0)

就不让他从
0
开始数数,
10ms
需要数
9216
下(10 000/1.085),你让他从
65536-9126=56320

16
进制表示为
0xDC00
)开始数数
这样
TL0=0x00

TH0=0xDC

2.关于TCON ,怎么知道爆表

51单片机中定时器的工作原理_定时器的设置方法「建议收藏」

TCON
寄存器的
bit5

TF0
)能表示爆表:当爆表的时候,硬件会修改
bit5(TF0)
位上面的数据,改成
1
(置
1
),如果不用中断,我们代码清零

3.怎么开始计时(TR0)

TCON
寄存器的
bit4(TR0)
,通过编程让这个位为
1
的时候,开始计时,相当于按下了闹钟

4.定时器使用是有很多种模式的(模式配置)

定时器模式寄存器:
TMOD
来选择定时器模式,选择工作方式
1

TMOD

bit0 bit1
配置成
0 1

16
的定时器功能
四个二进制数表示一位的
16
进制数
8421
法进制的转换(方便人类来看,对计算机底层来说,不关心进制
010101010) 配寄存器推荐用按位操作
清零的时候,对应的需要清零的位与上
0
,不需要清零的位与上
1

1
的时候,需要置
1
的位置或
1
,不需要置一的位置或
0

 例如:定时器1要设置定时器1,方式1(16位定时器)

TMOD &= 0x0F;        //高位清0 低位不变
TMOD |= 0x10;        //高位置1 低位不变

5.案例:定时器0定时,每一秒LED灯翻转 

/*通过定时器0,控制LED亮一秒,灭一秒,晶振11059200Hz*/
#include "reg52.h"
sbit led = P3^6;
void main()
{
    int cnt = 0;
    led = 1;
    //1. 配置定时器0工作模式位16位计时
    TMOD = 0x01;
    //2. 给初值,定一个10ms出来
    TL0=0x00;
    TH0=0xDC;
    //3. 开始计时
    TR0 = 1;
    TF0 = 0;
    while(1){
    if(TF0 == 1)//当爆表的时候,硬件会修改bit5(TF0)位上面的数据,改成1
    {
        TF0 = 0;//不用中断,必须软件清零
        cnt++; //统计爆表的次数
        //重新给初值
        TL0=0x00;
        TH0=0xDC;
        if(cnt == 100){//爆表100次,经过了1s
            cnt = 0; //当100次表示1s,重新让cnt从0开始,计算下一次的1s
            led = !led;//每经过1s,翻转led的状态
        }
        }
    }
}

1.4 定时器中断方式控制

1.中断寄存器

51单片机中定时器的工作原理_定时器的设置方法「建议收藏」 CPU能响应定时器0中断的条件:需要配置IE寄存器的bit1: ET0 bit7:EA

1. ET0
中断允许要置 一
  ET0 = 1
2. EA
总中断要置       一
  EA = 1

2.硬件内部设计逻辑如下图:51单片机中定时器的工作原理_定时器的设置方法「建议收藏」

 3.案例:定时器中断控制LED亮灭

/*******************************************************
*********定时器中断控制LED每隔1秒亮灭一次********************
*****main中控制另外一个灯每个300ms亮灭一次,有点多线程的意思了***
*******************************************************/
#include "reg52.h"
sbit led = P3^6;
sbit led1 = P3^7;
int cnt = 0;
void Time0Init()
{
    //1. 配置定时器0工作模式位16位计时
    TMOD = 0x01;
    //2. 给初值,定一个10ms出来
    TL0=0x00;
    TH0=0xDC;
    //3. 开始计时,定时器"数数"
    TR0 = 1;
    TF0 = 0;
    //4. 打开定时器0中断
    ET0 = 1;
    //5. 打开总中断EA
    EA = 1;
}

void Delay300ms() //@11.0592MHz 软件延时,CPU“数数”
{
    unsigned char i, j, k;
    i = 3;
    j = 26;
    k = 223;
    do
    {
    do
    {
    while (--k);
    } while (--j);
    } while (--i);
}

void main()
{
    led = 1;
    Time0Init();
    while(1){
    led1 = 0;
    Delay300ms();
    led1 = 1;
    Delay300ms();
    }
}

void Time0Handler() interrupt 1
{
    cnt++; //统计爆表的次数
    //重新给初值
    TL0=0x00;
    TH0=0xDC;
    if(cnt == 100){//爆表100次,经过了1s
        cnt = 0; //当100次表示1s,重新让cnt从0开始,计算下一次的1s
        led = !led;//每经过1s,翻转led的状态
}

!和 ~的区别

!: 代表值得取反,对于整形变量,只要不为0,使用 ! 取反都是0,0取反就是1。就像 bool 只有真假一样。

~: 代表位的取反,对于整形变量,对每一个二进制位进行取反,0变1,1变0。

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