【蓝桥杯单片机08】定时器的基本原理与应用

广东职业技术学院欧浩源

1、什么是定时/计数器？

在没有钟表的时候，定时的方式通过有一注香的时间，或者一桶水的时间。前者烧香不断减少是减法，后者滴水不断增加是加法。

定时/计数器，是一种能够对内部时钟信号或外部输入信号进行计数，当计数值达到设定要求时，向CPU提出中断处理请求，从而实现定时或者计数功能的外设。定时/计数器的最基本工作原理是进行计数。作为定时器时，计数信号的来源选择周期性的内部时钟脉冲；用作计数器时，计数信号的来源选择非周期性的外部输入信号。

不管是定时器还是计数器，本质上都是计数器。

定时器的工作原理与计数初值计算，可以参考以下例子：

2、51单片机的定时/计数器

51单片机有两个定时/计数器T0和T1，为16位加法计数器，由低8位TLx和高8位THx两个寄存器组成，最大计数值为65535个计数脉冲。

该加1计数器的计数脉冲来源有2个：

<1> 系统时钟振荡器输出的12分频。

<2> T0或T1引脚输入的外部脉冲信号。

每接收到一个计数脉冲，计数器就会加1，当计数值累计至全为1时（8位255，13位8191，16位65535），再输入一个计数脉冲，计数器便会溢出回零，并且计数器的溢出是TCON寄存器的TF0或TF1位置1，同时向内核提出中断请求。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示间隔定时时间到，如果工作与计数模式，则表示计数值已满。

假设单片机的外部晶振为12MHz，那么，经过12分频后输入计数器的计数脉冲为1MHz，即每个脉冲的周期为1us。因此定时器T0的16位工作模式最大的定时时间为65535us，65.5ms。如果要定时10ms的话，计数器就不能够从0开始计数了，必须给它一个计数初值。怎么计算这个初值呢？

要定时10ms，则相当于计数10000个脉冲后计数器的值就到达65535了，那么开始计数的这个地方就是计数初值。

65535 - 10000 = 55535 = 0xd8ef

把这个计算得到的初值写入TH0和TL0寄存器即可：

TH0 = 0xd8；或者 TH0 = (65535 - 10000) / 256;

TL0 = 0xef; 或者 TL0 = (65535 - 10000) % 256;

3、定时/计数器相关的寄存器

与定时/计数器相关的寄存器除了计数初值寄存器THx和TLx之外，就是TMOD寄存器和TCON寄存器，务必掌握。

<1> TMOD模式控制寄存器，不能进行位寻址，只能字节操作。

<2> TCON中断标志寄存器，参考【蓝桥杯单片机07】

4、定时/计数器的编程思路

在定时/计数器的程序设计中，通常有两个函数：初始化函数和中断服务函数。

在初始化函数中，一般需要进行以下几个配置：

<1> 配置工作模式，即对TMOD寄存器编程。

<2> 计算技术初值，即对THx和TLx寄存器进行赋值。

<3> 使能定时/计数器中断，即ET0或ET1置1。

<4> 打开总中断，即EA =1。

<5> 启动定时器，即TR0或TR1置1。

在中断服务函数中，一般需要进行以下的编程：

<1> 如果不是自动重装模式，需要对THx和TLx重新赋值。

<2> 进行间隔定时到达的逻辑处理（越少越好）。

其程序框架和代码编写基本上差不多：

5、单元训练题目

6、实现源码参考

#include "reg52.h"  

sbit HC138_A = P2^5;    
sbit HC138_B = P2^6;    
sbit HC138_C = P2^7;    

sbit LED1 = P0^0;    
sbit LED2 = P0^1;    

void Init74HC138(unsigned char n)
{
    switch(n)
    {
        case 4:
            HC138_A = 0;
            HC138_B = 0;
            HC138_C = 1;
            break;
        case 5:
            HC138_A = 1;
            HC138_B = 0;
            HC138_C = 1;
            break;
        case 6:
            HC138_A = 0;
            HC138_B = 1;
            HC138_C = 1;
            break;
        case 7:
            HC138_A = 1;
            HC138_B = 1;
            HC138_C = 1;
            break;
        case 8:
            HC138_A = 0;
            HC138_B = 0;
            HC138_C = 0;
            break;
    }
}

void Init_Timer0()
{
    TMOD = 0x01;                                       
    TH0 = (65536 - 50000) / 256;        
    TL0 = (65536 - 50000) % 256;
    ET0 = 1;                                                
    EA = 1;                                                    
    TR0 = 1;                                                
}

unsigned char count = 0;
void SeviceTimer0() interrupt 1
{
    TH0 = (65536 - 50000) / 256;
    TL0 = (65536 - 50000) % 256;
    count++;
    if(count == 10)                        
    {
        LED1 = ~LED1;
    }
    if(count == 20)                        
    {
        LED2 = ~LED2;
        count = 0;
    }
}

main()
{
    Init74HC138(4);
    Init_Timer0();
    while(1);
}

7、定时器进阶强化训练