51单片机玩转物联网基础篇08-定时器

前言

在实时控制系统中，经常需要定时时钟以实现精准延时、定时，也经常需要计数功能以实现对外界脉冲进行计数， 本节，我们开始学习51单片机的定时器，然后开启一个定时器，实现1S翻转一次电平，控制LED灯亮灭。

一、基础知识

1.定时器简介

51单片机的定时器有两个，分别是T0和T1，它们可以用于定时或者对外部脉冲(事件)计数，还可以作为串行口的波特率发生器使用，定时器裸机结构图如下所示

定时器工作在定时方式时候，计数器对内部时钟机器周期数进行计数，每个机器周期等于12个晶体震荡周期，定时器工作在计数方式时候，计数脉冲来自外部输入引脚P3.4、P3.5，当外部输入信号从1到0跳变时，计数器的值加一。

2.定时器相关寄存器

(1) 控制寄存器TCON(88H)

TCON用于控制定时器的启动、停止、溢出标志和外部中断信号触发方式。

(2) 方式控制寄存器TMOD(89H)

从上图中可知，GATE为0时候，定时器由TR0或TR1控制启动，为1的时候，只有在外部中断引脚为高电平时候，TR0或者TR1才可以控制启动，对于T1，有3种工作方式，而T0有四种工作方式；

3.定时器工作方式

定时器工作方式如下

(1) 工作方式0

方式0为13位计数器，由TLi的低5位和THi的8位组成，当GATE为1的时候，取反为0，定时器启动需要外部中断i引脚为1，然后置位TRi启动定时器，当外部中断i引脚变为0时候，定时器停止计数，这种方式可用来测试外部中断引脚正脉冲的宽度，当处于计数模式时，计数脉冲是Ti引脚上的外部脉冲。

定时模式初值：

X = 2的13次方 - f/12 * T   (其中X为计数器初值， f为时钟频率，T为定时时间)

计数模式初值：

X = 2的13次方 - 计数值 

(2) 工作方式1

方式1和方式0结构几乎完全相同，唯一区别是计数器的长度不同，方式1定时器长度为16位定时模式初值：

X = 2的16次方 - f/12 * T   (其中X为计数器初值， f为时钟频率，T为定时时间)

计数模式初值：

X = 2的16次方 - 计数值 

(3) 工作方式2

方式2是能自动重装载计数初值的8位计数器， TLi用作计数器，THi保存计数初值，当TLi计数溢出时，将TFi位置1，同时又将保存在高8位中的计数初值重新装入低8位计数器中。

定时模式初值：

X = 2的8次方 - f/12 * T   (其中X为计数器初值， f为时钟频率，T为定时时间)

计数模式初值：

X = 2的8次方 - 计数值 

(4) 工作方式3

方式3只有T0支持，T1不支持，若将T1设置为方式3，T1会立即停止计数，且方式3相比其他几种方式，方式3只用了TL0计数器，其他操作和方式0、方式1相同。

注意：通常定时器中定时使用方式1，串口通信使用方式2

二、实例

1.创建工程

将上一节工程复制出来，并修改名字为07-timer

2.程序

我们使用定时器T0的方式1实现一个20ms的中断，中断服务程序中软件计数，当达到50次，总计1S时候，翻转LED引脚电平

首先,计算初值X

X = 2的16次方 - f/12 * T (其中X为计数器初值， f为11.0592MHZ，T为0.02S)

X = 47104 = 0xB800

然后初始化定时器

void tiemr_init(void) 

{ 

    TMOD = 0x01;     //使用模式1，16位定时器

    TH0 = 0xB8;

    TL0 = 0x00;              

    EA=1;            //总中断打开 

    ET0=1;           //定时器中断打开 

    TR0=1;           //定时器开关打开 

}

中断服务子程序

void timer0_func() interrupt 1 

{ 

    TH0 = 0xB8; 

    TL0 = 0x00;               

    if (count >50) 

    { 

        LED = ~LED; 

        count = 0; 

    } 

    count ++; 

}

完整代码

/*------------------------------------------------------ 

*店铺网址：https://shop321633213.taobao.com/?spm=a1z10.3-c.0.0.33816af5iLgN2F 

*适用于A08开发板 

*实验现象：定时器中断实现LED 1S亮灭 

*QQ群：906015840 

-------------------------------------------------------*/ 

#include //头文件 

#include  

#define uchar unsigned char 

#define uint unsigned int 

sbit LED = P1^0; 

int count = 0; 

void tiemr_init(void) 

{ 

    TMOD = 0x01;     //使用模式1，16位定时器 

    TH0 = 0xB8;      // 20ms中断，初值0xB800 

    TL0 = 0x00;               

    EA=1;            //总中断打开  

    ET0=1;           //定时器中断打开  

    TR0=1;           //定时器开关打开  

} 

void main(void) //主函数 

{ 

    tiemr_init(); 

    while(1); 

} 

// 20ms进入一次中断，计数50次为一秒 

void timer0_func() interrupt 1 

{ 

    TH0 = 0xB8; 

    TL0 = 0x00;               

    if (count >50) 

    { 

        LED = ~LED; 

        count = 0; 

    } 

    count ++; 

}

注意：中断子程序中需要重新装载计数器初值

三、运行

将上述程序生成的hex文件烧录到板子中，可以看到P1^0对应LED灯每隔1秒亮灭一次，说明进入定时器中断程序执行成功。