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51单片机基础05 定时器

🕗 发布于 2024-11-17 07:28 51单片机  嵌入式硬件  单片机  

目录

一、为什么要定时器

二、定时器中断

1、定时器中断参数

2、定时器中断程序

3、定时器计数

一、为什么要定时器

        前文提到，比如进行流水灯等操作，都是直接写了delay_ms这类操作。

        但是在51单片机中，其一般就是靠双for进行的循环时延，单片机会浪费这部分时间而不能做其他的事；

        其次如果程序很多的情况下，就得根据其他代码执行的时间来调整时延，这非常麻烦。

        那有没有既可以定时、又不影响其他程序的进行呢？        

        比如，通过两个按键控制，按下按键后两个LED延时1s切换状态，如果通过以下代码进行，那么在延时的时候，按键按下另一个KEY就会完全没有反应。

if(KEY0==0)
{
    delay_ms(10);
    if(KEY0==0)
    {
        delay_ms(1000);
        LED0=~LED0;
    }
}
if(KEY1==0)
{
    delay_ms(10);
    if(KEY1==0)
    {
        delay_ms(1000);
        LED1=~LED1;
    }
}

二、定时器中断

1、定时器中断参数

中断编号中断名中断源
1定时器0溢出中断TF0
3定时器1溢出中断TF1

        可以看到定时器0和定时器1的中断编号分别为1、3，因此T1的中断优先级没有T0高。

中断寄存器功能实现
ET0定时器/计数器T0的溢出中断允许控制位

1：允许T0中断

0：禁止T0中断

ET1定时器/计数器T1的溢出中断允许控制位

1：允许T1中断

0：禁止T1中断

        该寄存器控制了是否允许中断。

中断触发控制位功能实现
TF0定时/计数器T0溢出中断请求标志位

1：进入T0中断

0：未进入T0中断

TF1定时/计数器T1溢出中断请求标志位

1：进入T1中断

0：未进入T1中断

        该寄存器在计数溢出后自动置位为1并进入中断服务函数，需要用户手动清零。

定时器开关控制功能实现
TR0打开或关闭定时器T0

1：打开

0：关闭

TR1打开或关闭定时器T1

1：打开

0：关闭

        配套初始化。

        如下为TMOD的控制，其中D0~D3为定时器0配置，D4~D7为定时器1配置。

D3D2D1D0
GATEC/TM1M0

0：仅要求TR0=1开启定时器

1：同时要求T0引脚为高电平才可以开启定时器

0：定时

1：计数

00：13位计数器8192

01：16位计数器65536

10：8位计数器256，可自动重新装载

11：两组独立8位计时器256，不可同时用

TMOD寄存器，必须直接对整个地址操作，而不像TCON，其可以单位操作。

        定时时间TH0、TL0控制，以定时器01模式为例

        TH0=(65536-XX)/256

        TL0=(65536-XX)%256

        其中XX表示多少us，例如XX=50000，就是50ms，由此可以看出，单次定时时间最大为65536ms，最小为1us。

2、定时器中断程序

举例，还以上面按键控制LED闪烁为例

unsigned int count0=0;
unsigned int count1=0;
char flag0 = 0;
char flag1 = 0;
void main()
{
   EA=1;            //开启总中断
   TMOD =0x01;
   TH0=(65536-50000)/256;    //50ms
   TL0=(65536-50000)%256;
   TR0=1;         //打开定时器T0
   ET0=1;         //允许中断

   while(1)
   {
       if(key0==0)
        {
            delay_ms(10)
            if(key0==0) 
                flag0=1;
        }
       if(key1==0)
        {
            delay_ms(10)
            if(key1==0) 
                flag1=1;
        }
   }
}
void time0() interrupt 1
{
   TF0=0;          //清除触发位，实现再次计数
   TH0=(65536-50000)/256;    //50ms 装初值
   TL0=(65536-50000)%256;
   if(flag0==1)
       count0+=1;
   if(count0>=20)
   {
      led0=~led0;
      count0=0;
   }
   if(flag1==1)
       count1+=1;
   if(count1>=20)
   {
      led1=~led1;
      count1=0;
   }
 }

        可以看到定时器50ms的中断，判断到按键按下后，在中断额外进行计数，达到20，说明达到了1秒，从而进行LED反转，不影响main内的有关代码执行。

3、定时器计数

前文提到，T0引脚是定时器的引脚，但是前面的定时代码怎么都和T0无关呢。

        当51单片机的定时器工作在计数模式时，它会通过外部引脚（如T0或T1引脚）接收外部输入的脉冲信号。这时，I/O口就有直接关系了。外部设备产生的脉冲通过这些引脚输入到单片机，定时器/计数器累加这些脉冲来实现计数功能。举例来说，假如你需要用定时器0来测量输入信号的频率，你可以将信号输入到T0引脚，然后配置定时器0为计数模式，它会根据输入脉冲增加计数值。

        计数模式C/T=1，16位M1M0=01，即TMOD=0101=0X05；

#include <reg51.h>

// 定义定时器的控制位
sbit T0_PIN = P3^4; // T0口作为输入信号（定时器0外部输入）

// 定义全局变量
unsigned int count = 0; // 计数器计数值
unsigned long frequency = 0; // 测得的频率值

void Timer1_Init(void) {
    TMOD |= 0x10; // 设置定时器1为模式1（16位定时模式）
    TH1 = 0x3C; // 高字节初值（1秒定时器）
    TL1 = 0xB0; // 低字节初值
    ET1 = 1;   // 使能定时器1中断
    EA = 1;    // 总中断使能
    TR1 = 1;   // 启动定时器1
}

void Timer0_Init(void) {
    TMOD |= 0x05; // 设置定时器0为模式5（16位计数模式）
    TR0 = 1;      // 启动计数器0
}

void Timer1_ISR(void) interrupt 3 {
    TR1 = 0; // 关闭定时器1

    // 计算频率
    count = (TH0 << 8) | TL0; // 读取定时器0的计数值
    TH0 = 0; // 清零高字节
    TL0 = 0; // 清零低字节
    frequency = count;
    count = 0; // 计数值清零

    // 重装载定时器1初值
    TH1 = 0x3C;
    TL1 = 0xB0;
    TR1 = 1; // 重启定时器1
}

void main(void) {
    Timer0_Init(); // 初始化定时器0（计数器模式）
    Timer1_Init(); // 初始化定时器1（定时器模式）

    while (1) {
        
        // 这里可以添加代码来显示频率值frequency，如通过串口输出
    }
}

        注意：中断服务函数理应不要放太多的代码，尤其是延时是要完全避免的，否则会影响相关的精度。


原文地址：https://blog.csdn.net/qq_39376872/article/details/143812111

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