單片機(jī)常用功能模塊的使用-定時(shí)器

51 單片機(jī)編程經(jīng)常要求對(duì)時(shí)間進(jìn)行某種操作，比如數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描顯示、延時(shí)等等……對(duì)于定時(shí)或延時(shí)，一般有三種方法實(shí)現(xiàn)：

①、軟件定時(shí)：如常用的延時(shí)程序 Delay()，在定時(shí)過(guò)程中，CPU 循環(huán)測(cè)試延時(shí)變量是否滿足條件，此時(shí) CPU 利用率低下;

②、硬件定時(shí)：如外部芯片555 時(shí)基電路，通過(guò)外部阻容，達(dá)到一定的延時(shí)功能，改變阻容大小可以改變延時(shí)長(zhǎng)度，這種定時(shí)器取決于硬件，設(shè)定好以后不能通過(guò)軟件更改;

③、定時(shí)器：利用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的操作。

1、定時(shí)器功能：

(1)、定時(shí)：產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間間隔：如 20 ms，100 ms 等，單片機(jī)使用這種方式可以產(chǎn)生一個(gè)符合某一要求的脈沖方波;

(2)、計(jì)數(shù)：對(duì)外部的事件(脈沖)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，很明顯外部事件的發(fā)生是隨機(jī)的，單片機(jī)不可能預(yù)知外部事件何時(shí)發(fā)生，但可以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)達(dá)到所要求的數(shù)值時(shí)，單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的操作。

2、四種工作模式：

模式 0：13 位計(jì)數(shù)器模式

在某一個(gè)初值的基礎(chǔ)上加 1 計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿為全“1”，再來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)“溢出中斷信號(hào)”TF1=1。

注：由于低 8 位計(jì)數(shù)器中的高三位沒(méi)有參與工作，故填裝初值時(shí)應(yīng)“避開(kāi)”此三位。

模式 1：16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)模式

類同于模式 0，由于兩個(gè)計(jì)數(shù)器為完整的 8 位，故將計(jì)算好的 16 位初值可直接填裝到 TH、TL 中。

模式 2：8 位自動(dòng)重裝初值模式

TL 做計(jì)數(shù)器，TH 做初值寄存器，工作前 TL1，TH1 分別預(yù)置相同的初值，TL1 計(jì)數(shù)時(shí)，產(chǎn)生溢出的同時(shí)，將 TH1 中的初值自動(dòng)重裝 TL1，TL1 繼續(xù)計(jì)數(shù)。

模式 3：組合擴(kuò)展模式(僅適用于 T0)

將 T0 和 T1 重新進(jìn)行“拆分、組合”，將 T0 變?yōu)橛?TH0，TL0 組成的兩個(gè)獨(dú)立的 8 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器。

補(bǔ)充：四種模式比較：

3、定時(shí)器參數(shù)：

(1)、定時(shí)器的個(gè)數(shù)：網(wǎng)上見(jiàn)到的 51 單片機(jī)教程都說(shuō)定時(shí)器有 2 個(gè)：定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1，實(shí)際上有的單片機(jī)有 3 個(gè)定時(shí)器，如博主買的開(kāi)發(fā)板上的單片機(jī)：STC89C54RD+，因此，編程時(shí)注意看好有幾個(gè)定時(shí)器……

(2)、TL，TH：初值寄存器，分別是低 8 位，高 8 位，后邊加上一個(gè)數(shù)字 0 或 1，代表定時(shí)器 0 或定時(shí)器 1

(3)、TMOD：模式控制寄存器，屬于 SFR 特殊功能寄存器，地址：89H，決定定時(shí)/計(jì)數(shù)器的四種工作模式，8 位

GATE 選通門：GATE=0 時(shí)，只要 TR=1，計(jì)數(shù)器就開(kāi)始工作

GATE=1 時(shí)，只有 INT=TR=1 時(shí)，計(jì)數(shù)器工作(用來(lái)測(cè)量 INT 腳高電平脈沖的寬度)

C/T：計(jì)數(shù)器輸入脈沖選擇開(kāi)關(guān)，決定著計(jì)數(shù)器的“定時(shí)”或“計(jì)數(shù)”的兩種工作方式

C/T=0：定時(shí)方式：計(jì)數(shù)器接收內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào) fosc

C/T=1：計(jì)數(shù)方式：計(jì)數(shù)器接收引腳上的外部信號(hào)

M1、M0 模式選擇：確定 4 種工作模式

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

TF：定時(shí)器溢出標(biāo)志，計(jì)數(shù)器溢出時(shí)硬件自動(dòng)置位，即 TF=1，進(jìn)入中斷后再由硬件自動(dòng)清除(TF=0)

TR：計(jì)數(shù)器的控制位

TR=1：計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作

TR=0：計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)

IE：外部中斷 INT 的請(qǐng)求標(biāo)志

當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到 INT 引腳上有下降沿時(shí)，IE=1 申請(qǐng)中斷，進(jìn)入中斷服務(wù)程序時(shí)，硬件自動(dòng)清除 IE 標(biāo)志

IT：外中斷觸發(fā)類型控制

IT=1 時(shí)，外中斷信號(hào)的下降沿觸發(fā) IE 標(biāo)志

IT=0 時(shí)，外中斷信號(hào)的低電平觸發(fā) IE 標(biāo)志

(5)、作為“定時(shí)器”使用時(shí)，“定時(shí)”與“初值”的關(guān)系如下：

T = ( M - TC ) × t

其中：T：定時(shí)時(shí)間

M：計(jì)數(shù)器的模

TC：計(jì)數(shù)初值

t：計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖的周期(t = fosc / 12)

注：具體計(jì)算實(shí)例，參見(jiàn)前面“四種模式比較”中的第二張圖……