代码收藏家 51单片机的定时器
6.1什么是定时器？
定时器是单片机的重要功能模块之一，在检测、控制领域有广泛应用。定时器常用作定时时钟，以实现定时检测，定时响应、定时控制，并且可以产生ms宽的脉冲信号，驱动步进电机。定时和计数的最终功能都是通过计数实现，若计数的事件源是周期固定的脉冲则可实现定时功能，否则只能实现计数功能。因此可以将定时和计数功能全由一个部件实现。
6.2什么是周期？
1、时钟周期：单片机的基本时间单位。若时钟的晶体的振荡频率为fosc，则时钟周期Tosc=1/fosc。
2、机器周期：CPU完成一个基本操作所需的时间称为机器周期。
AT89S51单片机每12个时钟周期为1个机器周期。
通常，一条指令的执行要分为好几个基本操作，每个基本操作耗时一个机器周期。
3、指令周期：指令周期是执行一条指令所需的时间。
单片机的指令按字节可分为单字节(1个机器周期)、双字节(2个机器周期)、三字节指令(3个机器周期)，乘法、除法指令需要(4个机器周期)，因此执行一条指令的时间也不相同。
几个周期的关系如下：
时钟周期==1/fosc
机器周期=12*时钟周期
指令周期=1~4机器周期。
当使用12M晶振，执行单字节指令的时间 t=12*(1/fosc)=12*(1/12M)=1us。
不管使用多大的晶振，使用51单片机，一般都是12分频出来，也就可以得出一个机器周期：机器周期=12/n(n指晶振频率)，
假设要定时的时间为M，那么定时的初值为：
M/机器周期=初值；
TH0= (65536-初值/256；
TL0= (65536-初值)/256；
将(65536-初值)所得的值化成16进制，其高位就是TH0的值，低位为TL0的值。
例如用12M晶振做1ms定时计算如下：
机器周期=12/12*10^6=1us(微秒)；
定时初值=(1*10个-3)/(1*10^-6)=1000。
6.3关于51的定时器
89C52RC与stc12的定时计算方式一致
51单片机中有两个定时器T0和T1：
TF0：定时器T0溢出中断请求。当定时器TO产生溢出时，TO中断请求标志TF0置1，请求中断处理。
TF1：定时器T1溢出中断请求。当定时器Tl产生溢出时，T1中断请求标志TF1置1，请求中断处理。
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。
TF1：定时器1溢出标志。定时/计数器溢出时由硬件置位。中断处理时由硬件清除。或用软件清除。
TF0：定时器0溢出标志。定时/计数器溢出时由硬件置位。中断处理时由硬件清除，或用软件清除。
6.4关于最初装载值的计算
10MS定时器初值的计算
1.晶振12M
12MHz除以12为1MHz，也就是说一秒=1000000次机器周期。10ms=10000次机器周期。
65536-10000=55536(d8f0)
TH0=0xd8，TL0=0xf0
2.晶振11.0592M
11.0592MHz除以12为921600Hz，就是一秒921600次机器周期，10ms=9216次机器周期。
65536-9216=56320(dc00)
TH0=0xdc，TL0=0x00
50MS定时器初值的计算
1.晶振12M
12MHz除12为1MHz，也就是说一秒=1000000次机器周期。50ms=50000次机器周期。
65536-50000=15536(3cb0)
TH0=0x3c，TL0=0xb0
2.晶振11.0592M
11.0592MHz除12为921600Hz，就是一秒921600次机器周期，50ms=46080次机器周期。
65536-46080=19456(4c00)
TH0=0x4c，TL0=0x00
使用说明
以12M晶振为例：每秒钟可以执行1000000次机器周期个机器周期。而T每次溢出最多65536个机器周期。我们尽量应该让溢出中断的次数最少(如50ms)，这样对主程序的干扰也就最小。开发的时候可能会根据需要更换不同频率的晶振(比如c51单片机，用11.0592M的晶振，很适合产生串口时钟，而12M晶振很方便计算定时器的时间)，使用插接式比较方便。
6.5 寄存器的使用
寄存器的功能是存储二进制代码，它是由具有存储功能的触发器组合起来构成的。一个触发器可以存储1位二进制代码，故存放n位二进制代码的寄存器，需用n个触发器来构成。
按照功能的不同，可将寄存器分为基本寄存器和移位寄存器两大类。基本寄存器只能并行送入数据，也只能并行输出。移位寄存器中的数据可以在移位脉冲作用下依次逐位右移或左移，数据既可以并行输入、并行输出，也可以串行输入、串行输出，还可以并行输入、串行输出，或串行输入、并行输出，十分灵活，用途也很广。
备注：这是百度比较官方的科普，个人理解：我所遇到的寄存器主要有两种，一个是计数用的，一个是用来配置的。计数的，就例如定时器，就是不断的往寄存器里面+1，直到加到寄存器的值溢出了，要么停止计数退出计数，要么重置继续计数。第二种寄存器在51不常见，但是以后学到32就很常见了（32啥东西都要去配置寄存器，51基本上都配置好了，所以51功能要比32少很多）。这种寄存器是用来干嘛的呢，就是你要打开单片机里的某个功能，就要去设置相对应的寄存器，去给寄存器赋某个已经由厂家设定好的值，单片机才能运行这个功能。
TCON为定时器/计数器T0、T1的控制寄存器，同时也锁存T0、T1溢出中断源和外部请求
中断源等，TCON格式如下：
TCON : 定时器/计数器中断控制寄存器 (可位寻址)
TF1: 定时器/计数器T1溢出标志。T1被允许计数以后，从初值开始加1计数。当最高位产生溢 出时由硬件置“1”TF1，向CPU请求中断，一直保持到CPU响应中断时，才由硬件清
“0”TF1（TF1也可由程序查询清“0”）。
TR1: 定时器T1的运行控制位。该位由软件置位和清零。当GATE（TMOD.7）=0，TR1=1时就 允许T1开始计数，TR1=0时禁止T1计数。当GATE（TMOD.7）=1，TR1=1且INT1输入
高电平时，才允许T1计数。
TF0：定时器/计数器T0溢出中断标志。T0被允许计数以后，从初值开始加1计数，当最高位产生溢出时，由硬件置“1”TF0，向CPU请求中断，一直保持CPU响应该中断时，才由硬件清“0”TF0（ TF0也可由程序查询清“0”）。
TR0: 定时器T0的运行控制位。该位由软件置位和清零。当GATE（TMOD.3）=0，TR0=1时就 允许T0开始计数，TR0=0时禁止T0计数。当GATE（TMOD.3）=1，TR1=0且INT0输入 高电平时，才允许T0计数。
IE1：外部中断1请求源（INT1/P3.3）标志。IE1=1，外部中断向CPU请求中断，当CPU响应该 中断时由硬件清“0”IE1。
IT1：外部中断1触发方式控制位。IT1=0时，外部中断1为低电平触发方式，当INT1（P3.3）
输入低电平时，置位IE1 。采用低电平触发方式时，外部中断源（输入到INT1）必须保
持低电平有效，直到该中断被CPU 响应，同时在该中断服务程序执行完之前，外部中断
源必须被清除(P3.3要变高)，否则将产生另一次中断。当IT1=1时，则外部中断1(INT1)
端口由“1”→“0”下降沿跳变，激活中断请求标志位IE1 ，向主机请求中断处理。
IE0：外部中断0请求源（INT0/P3.2）标志。IE0=1外部中断0向CPU请求中断，当CPU响应外部中断时，由硬件清“0”IE0（边沿触发方式）。
IT0：外部中断0触发方式控制位。IT0=0时，外部中断0为低电平触发方式，当INT0（P3.2）
输入低电平时，置位IE0。采用低电平触发方式时，外部中断源（输入到INT0）必须保持低电平有效，直到该中断被CPU响应，同时在该中断服务程序执行完之前，外部中断源必须被清除（P3.2要变高），否则将产生另一次中断。当IT0=1时，则外部中断0(INT0)端口由“1”→“0”下降沿跳变，激活中断请求标志位IE1 ，向主机请求中断处理。
定时和计数功能由特殊功能寄存器TMOD的控制位C/T进行选择，TMOD寄存器的各位信 息如下表所列。可以看出，2个定时/计数器有4种操作模式，通过TMOD的M1和M0选择。2个定时/计数器的模式0、1和2都相同，模式3不同，各模式下的功能如下所述。
四种工作方式（要会设置）和初值计算
编程步骤：
确定定时时间计算初值
写对应的定时器/计数器的初始化函数（确定工作方式和打开定时器中断和总中断）
根据选择的工作方式判断是否需要软件清除标志位
写定时器中断服务函数（注意对应的中断号）
历程：
/************************************************************************
选择不同的定时器工作模式，对应的中断服务函数会有所不同
（一般为两种 自动重装载 和 不自动重装载）
*************************************************************************/
#include <STC89C5xRC.H>
/************************************************************************
函数名：void time0();
功能：初始化定时器（按自己的需求调试）
输入：无
输出：无
*************************************************************************/
void time0() //pattern 1 16 wei
{
AUXR &= 0x7F; //定时器时钟12T模式
TMOD |= 0x01;//选择工作模式 16位
TH0 = 0xdc;
TL0 = 0x00;//初值设定10ms 通过计算得出
TF0 = 0; //清除TF0标志
ET0 = 1;
TR0 = 1;//定时器为1开始计时 为0停止计时
EA = 1;//总中断 开
}
/************************************************************************
函数名：void second0();
功能：定时器中断服务函数（时间达到后运行函数里的程序）
输入：无
输出：无
*************************************************************************/
void second0() interrupt 1//定时器0 对应的中断号
{
TH0 = 0xdc;
TL0 = 0x00;
P10 = ~P10;//到达指定时间 IO口取反一次
}
/************************************************************************
函数名：void main();
功能：主体运行函数
输入：无
输出：无
*************************************************************************/
void main()
{
time0();
P10 = 0;//P10口给低电平
while(1);
}
