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標題: 今天跟大家聊聊我對單片機定時器的理解針對新手 [打印本頁]

作者: qw2597758qw 時間: 2023-4-27 09:32
標題: 今天跟大家聊聊我對單片機定時器的理解針對新手

計數器的工作原理

計數器是一種基本的數字電路，可對輸入的數字時鐘(脈沖)進行計數，根據計數方向可分為加法計數器、減法計數器、可逆計數器等。

十進制加法計數器如下圖

加法計數器在數字時鐘的驅動下，如上圖中，每個上升沿的到來，就使計數值加一，其數值為0-->9，每次數值滿時就會產生一個進位(溢出)信號。

定時器的本質

定時器的本質就是已知頻率(周期)的數字時鐘(脈沖)驅動下的計數器。比如上面的計數器，如果已知驅動時鐘為1MHz，那么每個時鐘周期為1us，十個計數周期就是10us，其溢出周期為10us，也可視為定時10us。如果想定時5us，則計數5個周期即可。8051的基本定時器有Timer0和Timer1，STC15F2K61S的定時器有T0、T1、T2。其T0的基本結構如下圖所示(其他定時器基本類似)

定時器T0的核心是一個16位、可置數的加法計數器。配置寄存器包括：時鐘源選擇、方式控制、加載(初值)、中斷允許等。

定時器的軟件編程

以定時器T0為例，定時器編程的步驟為：

(1) 確定定時器/計數器的工作方式----初始化：TMOD

(2) 定時器0/1工作頻率1T還是12T：AUXR

(3) 定時器0/1的時鐘輸出是否：AUXR2

(4) 計算定時器/計數器的計數初值，裝載TH和TL寄存器。

(5) 中斷設置（特殊功能寄存器IE、IP）：EA

(6) 啟動定時/計數器（TCON）：TR0/TR1

相關寄存器：

定時初值的計算：

前面講了，定時器是一個16位的加法計數器，對輸入脈沖進行計數，從0計到65535 (2^16-1)，然后進位溢出。軟件通過溢出標志位TF0進行定時的判斷，因此計數器計了多少個脈沖，是從初值開始到65535溢出，這個脈沖計數值才是其定時器的定時周數。比如工作時鐘12MHz，默認12分頻，即加法計數器的計數脈沖是1MHz，即計數周期1us，如果要定時1ms，則需要計數1ms/1us=1000個計數周期。先設置初值為(65536-1000)，那么計數器溢出的時候它總共計數了65536-(65536-1000)=1000個周期。

因此定時器初值x的計算公式是:

其中fosc為工作頻率，t為所需的定時時間。

基本定時器實驗

運用定時器進行“延時”是最基本的應用。與前面的“軟件延時”對應，采用定時器延時的方式，我們成為“硬件延時”。

　　LED燈的硬件電路如附件

LED燈L1閃爍

設定50ms亮滅1次(延時太短，人眼不能分辨出LED燈閃爍)。以STC-ISP下載界面中默認的11.0592MHz時鐘頻率計算，12分頻，則計數器的初值應為65536-50ms*11.0592MHz/12=65536-46080=19456

定時器初始化代碼為：

TMOD=0;

AUXR=0;

TH0=19456/256; //整除取整，得高8位

TL0=19456%256; //取余，得低8位

ET0=1;EA=1; //中斷使能，不采用中斷，應清零

TR0=1; //開啟定時器，相當于開關

(1) 采用輪詢的方式

(2) 采用中斷的方式

定時器T0的中斷號為1

3.png (28.87 KB, 下載次數: 49)

下載附件

2023-4-27 15:00 上傳

LED燈單盞燈從左到右流水

設計分析：這里采用定時中斷的方式，設定一個LED燈顯示變量x（8bit分別對應8盞LED燈，主程序中根據這個顯示變量x去控制LED燈的亮滅；而定時中斷服務程序“定時到，就移位1次”。這樣就變成兩個進程：主程序不停地輸出控制LED；中斷服務程序定時改變控制變量。

仿真給大家，代碼大家可以自己寫:

附件內只有仿真不含代碼.7z (34.6 KB, 下載次數: 10)

作者: qw2597758qw 時間: 2023-4-27 09:35
有些圖片被吃了可以下載這個文件更加完整

RTF 文檔.7z

1.22 MB, 下載次數: 14, 下載積分: 黑幣 -5

作者: nlming 時間: 2023-5-4 08:28
很詳細的講解，淺顯易懂

作者: Q__Q 時間: 2023-5-13 11:46
我現在就是這個中斷轉不過彎來謝謝樓主分享經驗加緊學習中

作者: Q__Q 時間: 2023-5-13 13:05
本帖最后由 Q__Q 于 2023-5-13 13:09 編輯

請問大神們，不知道提問對不對大神們不要笑，在51系統中晶振12MHz，機器周期是1微秒，計算出來一個機器周期剛好是12個震蕩脈沖，因機器周期是固定的，所以用6Mhz的晶振一個機器周期是2微秒，我這樣理解沒錯吧？溢出是需要從0-65536個計數周期，那這個周期是按震蕩數，還是按機器周期算，如果是按照機器周期算的話，那就是要計數到65536微秒才溢出對吧，

作者: sonique0371 時間: 2023-5-15 08:55

Q__Q 發表于 2023-5-13 13:05
請問大神們，不知道提問對不對大神們不要笑，在51系統中晶振12MHz，機器周期是1微秒，計算出來一個機器周 ...

按機器周期算。

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