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

  • 定时器和计数器，电路一样

  • 定时或者计数的本质就是让单片机某个部件数数

  • 当定时器用的时候，靠内部震荡电路数数

  • 当计数器用的时候，数外面的信号，读取针脚的数据

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：

  • 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。

  • 什么是时钟周期

时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟频率的倒数。时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位。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

  • 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

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  • 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) 秒 = 12 / 时钟频率 秒 = 12 / 11059200 秒 = 12 000 000 / 11059200 微秒 = 1.085 微秒

计时器编程

相关寄存器：

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  • 在哪里加1，最大计数时间，也就是爆表了能计算多长

  • 在TH0/1和TL0/1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如何算出10ms定时器的初值

    就不让他从0开始数数，10ms需要数9216下，你让他从65536-9126=56320（16进制表示为0xDC00）开始数数

​ 这样TL0=0x00；TH0=0xDC

关于TCON

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  • 怎么知道爆表

    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

  • 怎么开始计时

    TCON寄存器的bit4，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

  • 定时器使用是有很多种模式的

    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的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

  • 置1的时候，需要置1的位置或1，不需要置一的位置或0

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#include "REG52.H"
sbit led = P3^7; 
void main(){
    int cnt = 0 ; //计数变量
    TMOD = 0x01; // 模式配置 16 
    TL0 = 0x00;  // 初始值设置 10ms
    TH0 = 0xDC; 
    TR0 = 1 ;  // 开始计时 
    while (1)
    {
        if (TF0 == 1 ) // 10ms 计数一次
        {
            cnt++ ;  // 计数自加
            TF0 = 0; // 手动归零
            TL0 = 0x00; // 初始值复位
            TH0 = 0xDC; 
            if (cnt == 50){ // 计数50次 等于 10ms乘以50 等于 0.5秒
                cnt = 0 ; 
                led = !led ; 
            }
        }
    }
}

定时器中断方式控制

  • 中断寄存器
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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

硬件内部设计逻辑如下图：

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/******************************************************* *********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 
    }
}