51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)知識(shí)介紹

一、基本概念

1、89C51有兩個(gè)計(jì)數(shù)器T0和T1，89C52還有一個(gè)T2。每個(gè)計(jì)數(shù)器都是由兩個(gè)8位的RAM 單元組成的，即每個(gè)計(jì)數(shù)器都是16 位的計(jì)數(shù)器，最大的計(jì)數(shù)容量是216=65536，記住是從0-65535。

2、提供給定時(shí)器的計(jì)數(shù)源又是從哪里來的呢?就是由單片機(jī)的晶振經(jīng)過12 分頻后獲得的一個(gè)脈沖源。一個(gè)12M 的晶振，它提供給計(jì)數(shù)器的脈沖時(shí)間間隔是就是1us。

3、預(yù)置數(shù)計(jì)數(shù)法。如果每個(gè)脈沖是1微秒，則計(jì)滿65536個(gè)脈沖需時(shí)65.536毫秒。但是如果只需要10毫秒就可以了，怎么辦?只要在計(jì)數(shù)器里預(yù)先放進(jìn)55536，這樣只需要計(jì)數(shù)65536-55536=10000次，也就是10毫秒了。

二、相關(guān)寄存器

特殊功能寄存器TMOD(89H)
      用于T1          用于T0

GATE   C/T   M1   M0   GATE   C/T   M1   M0

GATE:0用于內(nèi)部脈沖;1用于外部脈沖。

C/T：0用于定時(shí)器;1用于計(jì)數(shù)器。

M1M0：工作方式

M1,M0      范圍            特性

0,0工作方式0   13位，8192次       為了和51 的前輩48系列兼容。

0,1工作方式1   16位，65536次      16位，其他特性與工作方式0相同，比較常用。

1,0工作方式2   8位，256次        自動(dòng)再裝入預(yù)置數(shù)，預(yù)置數(shù)放在T0（或T1）

                         的高8位中，只有低8 位參與計(jì)數(shù)，通常用于

                         波特率發(fā)生器。

1,1工作方式3   8位，256次        TH0只能作為定時(shí)器用，TL0可作定時(shí)器或計(jì)數(shù)

                         器。溢出標(biāo)記：TL0 還是用原來的T0的標(biāo)記，

                         而TH0則借用T1的標(biāo)記，因此只有在T1 以工

                         作方式2 運(yùn)行時(shí)，才讓T0 工作于方式3。

特殊功能寄存器TCON(88H)

     用于定時(shí)/計(jì)數(shù)器              用于中斷

TF1    TR1    TF0    TR0    IE1    IT1    IE0    IT0

TR0/TR1：定時(shí)器的開關(guān)。

TF0/TF1：計(jì)數(shù)溢出后由0變?yōu)?

IT0/IT1：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷允許位。

在今天的分享中我們學(xué)習(xí)下單片機(jī)/計(jì)數(shù)器的使用，在前面的分享中我們接觸到了單片機(jī)時(shí)鐘周期、機(jī)器周期和指令周期的概念，我們?cè)贉亓?xí)下：

  1時(shí)鐘周期 = 1/晶振頻率M

  1機(jī)器周期 = 12(51系列為12時(shí)鐘周期,有的改進(jìn)型單片機(jī)是1時(shí)鐘周期)×時(shí)鐘周期=12(1)×(1/晶振頻率M)=1us(1/12us，如采用12M晶體)。

  如果12MHZ晶振工作在51單片機(jī)12T模式下，需要使用定時(shí)器進(jìn)行50ms定時(shí)操作，定時(shí)器工作在方式1，那么我們?cè)撛鯓泳帉懗绦蚰兀?/span>

  我們知道：

  12M的晶振每秒(s)可產(chǎn)生1M(106us)個(gè)機(jī)器周期。

  50ms就需要50×1000us×1us(1機(jī)器周期)個(gè)機(jī)器周期=50000個(gè)機(jī)器周期。

  如果定時(shí)器在方式1工作，是16位計(jì)數(shù)器，最大值為65536(216)，也就是能進(jìn)行最大65536次計(jì)數(shù)。而50ms定時(shí)操作需要50000個(gè)機(jī)器周期，1個(gè)機(jī)器周期=1us，所以需要50000次計(jì)數(shù)操作。

為了計(jì)數(shù)器定時(shí)器工作，需要預(yù)先填充定時(shí)器初值(初值=定時(shí)器計(jì)數(shù)最大計(jì)數(shù)次數(shù)-所需定時(shí)計(jì)數(shù)次數(shù))。所以需設(shè)置定時(shí)器初值 15536=65536-50000，即3CB0H(10進(jìn)制15536轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制數(shù)3CB0)，所以TH0=0x3c，TL0=0xb0，高位就是 TH0的值，低位為TL0的值。

   如果使用11.0592MHZ的晶振，其他條件不變，11.0592M的晶振每秒可產(chǎn)生0.9216M個(gè)機(jī)器周期，50ms就需要46080 個(gè)機(jī)器周期。定時(shí)器在方式1工作，是16位計(jì)數(shù)器，最大值為65536，所以需設(shè)置初值19456=65536-46080，即4C00H，所以 TH0=0x4c，TL0=0x00。

   由上面的分析，我們可以得出推導(dǎo)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器初值設(shè)定高8位TH0,低TL0的公式為：

   TH0=(65536-所需計(jì)數(shù)次數(shù))/256=初值/256；

   TL0=(65536-所需技術(shù)次數(shù))%6=初值%6；

   公式中的256是什么意思呢？我們的計(jì)時(shí)器是兩個(gè)8位組成的，那么要把那些差值裝進(jìn)這兩個(gè)8位，計(jì)數(shù)從低8位開始，那么低8位最多能裝256 個(gè)機(jī)器周期，那么256計(jì)滿了就用高8位的，就是說低8位滿一次高8位加1，那么高8位裝多少，低8位就滿了幾次，算法就是用差值除一下256取其整數(shù)， 剩下的，就是還剩了小于256次數(shù)的就放在低8位，就是差值的余數(shù)。

  下面我們看個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0，產(chǎn)生定時(shí)中斷的例程。

  晶振頻率12M，其程序如下：

#include<reg51.h>

void timer0_init()

{

 TMOD = 0x01;      //定時(shí)器在方式1工作，是16位計(jì)數(shù)器，最大值為65536

 TL0 = 0xb0;         //給TL0賦計(jì)數(shù)初值0xb0

 TH0 = 0x3c;         //給TH0賦計(jì)數(shù)初值0x3c

 TR0 = 1;           //定時(shí)器開始計(jì)數(shù)

 ET0 = 1;           //定時(shí)器中斷允許

 EA = 1;           //開總中斷

}

void main()

{

 timer0_init();

 while(1);

}

void timer0() interrupt 1

{

 TH0=(65536-50000)/256;    //在中斷處理函數(shù)中需要重新給TH0賦初值。

 TL0=(65536-50000)%6;    //在中斷處理函數(shù)中需要重新給TL0賦初值。

 加上我們希望的語句。

}

  上面給大家看了一段例程，講的是如何用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0實(shí)現(xiàn)中斷。單片機(jī)一般還有一個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1，它的編程和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0差不多。

另外，單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的使用不單單體現(xiàn)在定時(shí)器中斷方面，但它們的使用都萬變不離其綜，大家掌握了一種用法，對(duì)于其它的應(yīng)用也就不難掌握了。