1. 单片机定时器 计数器的工作原理,及如何实现定时 计数功能
原理: 16位的定时器/计数器实质上就是一个加1计数器,其控制电路受软件控制、切换。 当定时器/计数器为定时工作方式时,计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生,即每过一个机器周期,计数器加1,直至计满溢出为止。
显然,定时器的定时时间与系统的振荡频率有关。因一个机器周期等于12个振荡周期,所以计数频率fcount=1/12osc。
两个字节最大数据为65536(十进制),或者0FFFFH(十六进制)
高字节为TH0=(65536-X)/256,就是除以256后的整数部分;
低字节为TL0=(65536-X)%256,减去高字节后余下的部分;
定时/计数器
定时/计数器T0和T1分别是由两个8位的专用寄存器组成,即定时/计数器T0由TH0和TL0组成,T1由TH1和TL1组成。此外,其内部还有2个8位的特殊功能寄存器TMOD和TCON,TMOD负责控制和确定T0和T1的功能和工作模式,TCON用来控制T0和T1启动或停止计数,同时包含定时/计数器的状态。
以上内容参考:网络-定时器中断
2. 单片机定时器原理及使用
这里通俗的说下C51单片机的定时器的工作原理,C51单片机的定时器是由计数器构成的,所计量的时间是通过计算固定周期的脉冲个数的累计获得的,通过设置定时器的工作模式,可以由16位(高、低两个8位)寄存器模式或其他位数的寄存器模式来计数,以16位计数模式来讨论,那就是无论那种工作模式只有当计数用的寄存器的各个位全部置1,也就是满值后下一个计数脉冲进入时使寄存器产生溢出,而这个溢出才会使计数产生中断从而完成一次定时控制,因此,如果我们想产生某个时长的定时,那么我需要将这个时长根据单片机运行的时钟频率、周期等等相关因素换算成需要计数的个数,进而在这个满值的16位寄存器中扣除需要计数的个数,启动运行后当计数值补充满了寄存器就完成了一次计时,而一个16位寄存器满值为2的16次方=65536,假如一个计数脉冲的周期为1us,那么满值后就会耗时65536us,假如我们需要计时36us,那么我们只需要为寄存器赋值65500就可以了,这里需要注意的是,因为C51单片机的寄存器是8位的,我们需要将这个65500拆分出高8位数据装入THx中计算方法为THx=65500/256,再计算出低8位数据装入TLx中,THx=65500%256。
3. 单片机定时器的使用方法
第一步:设置特殊功能寄存器 TMOD,配置好工作模式。
第二步:设置计数寄存器 TH0 和 TL0 的初值。
第三步:设置 TCON,通过 TR0 置 1 来让定时器开始计数。
第四步:判断 TCON 寄存器的 TF0 位,监测定时器溢出情况。
写程序之前,我们要先来学会计算如何用定时器定时时间。我们的晶振是 11.0592M,时钟周期就是 1/11059200,机器周期是 12/11059200,假如要定时 20ms,就是 0.02 秒,要经过x 个机器周期得到 0.02 秒,我们来算一下 x*12/11059200=0.02,得到 x= 18432。16 位定时器的溢出值是 65536(因 65535 再加 1 才是溢出),于是我们就可以这样操作,先给 TH0 和 TL0一个初始值,让它们经过 18432 个机器周期后刚好达到 65536,也就是溢出,溢出后可以通过检测 TF0 的值得知,就刚好是 0.02 秒。那么初值 y = 65536 - 18432 = 47104,转成 16 进制就是 0xB800,也就是 TH0 = 0xB8,TL0 = 0x00。
这样 0.02 秒的定时我们就做出来了,细心的同学会发现,如果初值直接给一个 0x0000,一直到 65536 溢出,定时器定时值最大也就是 71ms 左右,那么我们想定时更长时间怎么办呢?用你小学学过的逻辑,倍数关系就可以解决此问题。
好了,我们下面就用程序来实现这个功能。
#include
sbit LED = P0^0;
sbit ADDR0 = P1^0;
sbit ADDR1 = P1^1;
sbit ADDR2 = P1^2;
sbit ADDR3 = P1^3;
sbit ENLED = P1^4;
void main(){
unsigned char cnt = 0; //定义一个计数变量,记录 T0 溢出次数
ENLED = 0; //使能 U3,选择独立 LED
ADDR3 = 1;
ADDR2 = 1;
ADDR1 = 1;
ADDR0 = 0;
TMOD = 0x01; //设置 T0 为模式 1
TH0 = 0xB8; //为 T0 赋初值 0xB800
TL0 = 0x00;
TR0 = 1; //启动 T0
while (1){
if (TF0 == 1){ //判断 T0 是否溢出
TF0 = 0; //T0 溢出后,清零中断标志
TH0 = 0xB8; //并重新赋初值
TL0 = 0x00;
cnt++; //计数值自加 1
if (cnt 》= 50){ //判断 T0 溢出是否达到 50 次
cnt = 0; //达到 50 次后计数值清零
LED = ~LED; //LED 取反:0--》1、1--》0
}
}
}
}
程序中都写了注释,结合前几章学的内容,自己分析一下,不难理解。本程序实现的结果是开发板上最右边的小灯点亮一秒,熄灭一秒,也就是以 0.5Hz 的频率进行闪烁