单片机常用功能模块的使用-定时器

51 单片机编程经常要求对时间进行某种操作，比如数码管的动态扫描显示、延时等等……对于定时或延时，一般有三种方法实现：

①、软件定时：如常用的延时程序 Delay()，在定时过程中，CPU 循环测试延时变量是否满足条件，此时 CPU 利用率低下;

②、硬件定时：如外部芯片555 时基电路，通过外部阻容，达到一定的延时功能，改变阻容大小可以改变延时长度，这种定时器取决于硬件，设定好以后不能通过软件更改;

③、定时器：利用单片机内部定时器，实现对时间的操作。

1、定时器功能：

(1)、定时：产生一个标准的时间间隔：如 20 ms，100 ms 等，单片机使用这种方式可以产生一个符合某一要求的脉冲方波;

(2)、计数：对外部的事件(脉冲)进行统计，很明显外部事件的发生是随机的，单片机不可能预知外部事件何时发生，但可以进行统计，当达到所要求的数值时，单片机进行相应的操作。

2、四种工作模式：

模式 0：13 位计数器模式

 

在某一个初值的基础上加 1 计数，当计数器计满为全“1”，再来一个计数脉冲时，就产生一个“溢出中断信号”TF1=1。

注：由于低 8 位计数器中的高三位没有参与工作，故填装初值时应“避开”此三位。

模式 1：16 位定时/计数模式

 

类同于模式 0，由于两个计数器为完整的 8 位，故将计算好的 16 位初值可直接填装到 TH、TL 中。

模式 2：8 位自动重装初值模式

 

TL 做计数器，TH 做初值寄存器，工作前 TL1，TH1 分别预置相同的初值，TL1 计数时，产生溢出的同时，将 TH1 中的初值自动重装 TL1，TL1 继续计数。

模式 3：组合扩展模式(仅适用于 T0)

 

将 T0 和 T1 重新进行“拆分、组合”，将 T0 变为由 TH0，TL0 组成的两个独立的 8 位定时/计数器。

补充：四种模式比较：

 

3、定时器参数：

(1)、定时器的个数：网上见到的 51 单片机教程都说定时器有 2 个：定时器 0 和定时器 1，实际上有的单片机有 3 个定时器，如博主买的开发板上的单片机：STC89C54RD+，因此，编程时注意看好有几个定时器……

(2)、TL，TH：初值寄存器，分别是低 8 位，高 8 位，后边加上一个数字 0 或 1，代表定时器 0 或定时器 1

(3)、TMOD：模式控制寄存器，属于 SFR 特殊功能寄存器，地址：89H，决定定时/计数器的四种工作模式，8 位

 

GATE 选通门：GATE=0 时，只要 TR=1，计数器就开始工作

GATE=1 时，只有 INT=TR=1 时，计数器工作(用来测量 INT 脚高电平脉冲的宽度)

C/T：计数器输入脉冲选择开关，决定着计数器的“定时”或“计数”的两种工作方式

C/T=0：定时方式：计数器接收内部时钟信号 fosc

C/T=1：计数方式：计数器接收引脚上的外部信号

M1、M0 模式选择：确定 4 种工作模式

(4)、TCON：控制寄存器，属于 SFR 特殊功能寄存器，地址：88H，8 位

 

TF：定时器溢出标志，计数器溢出时硬件自动置位，即 TF=1，进入中断后再由硬件自动清除(TF=0)

TR：计数器的控制位

TR=1：计数器开始工作

TR=0：计数器停止计数

IE：外部中断 INT 的请求标志

当单片机检测到 INT 引脚上有下降沿时，IE=1 申请中断，进入中断服务程序时，硬件自动清除 IE 标志

IT：外中断触发类型控制

IT=1 时，外中断信号的下降沿触发 IE 标志

IT=0 时，外中断信号的低电平触发 IE 标志

(5)、作为“定时器”使用时，“定时”与“初值”的关系如下：

T = ( M - TC ) × t

其中：T：定时时间

M：计数器的模

TC：计数初值

t：计数器计数脉冲的周期(t = fosc / 12)

注：具体计算实例，参见前面“四种模式比较”中的第二张图……