51單片機 第七節 定時器

本節包含以下內容：7-1 定時器、7-2 按鍵控制LED流水燈模式&定時器時鍾，時鍾基於LCD1602顯示

本筆記默認學習者已擁有：
1.Keil5和stc燒寫工具 等各種軟件、驅動、環境；
2.有一個屬於自己的 51單片機開發板及相關零件 ；
3.認識C語言的語法；
本人使用的51開發板為 郭天祥C51 TX-1C增強版開發板 ；
本筆記根據B站up主：江科大自化協的教學視頻 整理得到ヾ(•ω•)

---

7-1 定時器

之前我們使用的 按鍵、數碼管、LCD1602都是 單片機I/O控制的 外設，
但定時器的電路在單片機內部，它是單片機的內部設備；
（3）操作系統的任務切換，像一些高級的單片機，它里面就有一個專門的系統的 滴答定時器，
它可以用來計時，讓操作系統來執行多任務；

可以參考 STC89C52.pdf（提取碼:ncst） 中的 第7章定時器/計數器；
T為Timer的縮寫，即定時器；

---

原理分析

本節只分析 模式1 的 工作模式；

---

原理——計數系統

TL=Timer_Low，TH=Timer_High，計數系統能 記兩個字節，高字節為TH，低字節為TL，
0代表它是 定時器0，計數系統 可以存[0,65535]這個范圍內的數

1.時鍾每給 計數系統 提供一個脈沖，16位計數器 中的值就會+1；
2.當 16位計數器 已經加到65535時，再給其脈沖，就會產生溢出，計數器就會回到0的位置；
即\(65535+1=0\)，而其溢出時會置一個 標志位，即TF0(Timer_Flag 0)，有標志位，它就會向中斷系統申請中斷；

---

原理——時鍾

TX-1C開發板的晶振為11.0592MHz；

1.時鍾有兩個來源，一個為SYSclk(system_clock)，另一個為T0 Pin，T0 Pin是單片機的外部接口；

2.時鍾可以由 系統時鍾提供，也可以由外部引腳來提供，當它由 外部引腳 來提供時鍾時，定時器 即為 計數器；

本節不介紹其 計數器 的功能，只介紹 時鍾 由 系統時鍾 來提供 計數脈沖；

3.12M 的脈沖一般會進行 分頻，默認的 12T模式 會將 12M脈沖 進行 12分頻，則輸出頻率為 1MHz；
1Mhz 一周期為 1微秒，即計數單元每隔 1微秒 就會記一次數；

4. \(C / \overline{T}\) 是一種選擇開關，\(\overline{T}\)代表寄存器中的一位，這種開關是控制時鍾的提供來源的，
如果這一位配置為1，就會執行\(C(counter 計數器 )\)的功能，
如果這一位配置為0，就會執行\(T(Timer定時器)\)的功能；

本節使用 12T模式，\(C / \overline{T}\)配置為1，使用系統時鍾為 時鍾 提供脈沖；

---

原理——中斷系統

中斷 相當於 程序可以同時執行兩項任務；

外部中斷2、外部中斷3是 STC89C52型號增加的中斷源，新型號單片機對於老型號單片機 功能上是向下兼容的；
PPT中 中斷源 少了一個 定時器2中斷；

RX、TX也是串口中斷；

1.單片機通過配置寄存器來控制內部線路的連接；
2.開關到底處於哪一位置，是由寄存器來控制的；
3.M1/M0是控制其處於哪種模式，GATE是門控端，TR0(Timer_Ready)控制定時器是否啟動；
4.TCON(Timer_Control)，TMOD(Timer_Mode)；
5.IE是中斷使能端；
6.在定時器電路中，GATE連接着 非門（一個三角形連接着一個圓圈，即 左側給1 右側為0）；
非門 前面有個 彎月芽形狀 為 或門（有1即1+）；
再往前 半圓弧方塊 為 與門（有0即0）；

相關知識的詳細 請參考 STC89C52.pdf（提取碼:ncst）

---

7-2 按鍵控制LED流水燈模式&定時器時鍾

如下為定時器0的模塊

Timer0.c

#include<reg51.h>

/**
  * @brief  定時器0初始化，1毫秒@11.0592MHz
	* @param  無
	* @retval 無
	*/
void Timer0_Init(void){ //定時器初始化 
	//TMOD=0x01; //0000 0001 設置模式
	TMOD&=0xF0; //把TMOD的低四位清零，高四位保持不變
	TMOD|=0x01; //把TMOD的最低位置1，高四位保持不變
	//不可位尋址寄存器 不能 將每一位單獨賦值
	//  可位尋址寄存器   能 將每一位單獨賦值
	TF0=0; //中斷溢出標志位 TF0=1 表示 產生中斷
	TR0=1; //定時器是否開啟
	TL0=0x66;		
	TH0=0xFC;
	ET0=1;
	EA=1;
	PT0=0;
}

/*
定時器中斷函數模板
void Timer0_Routine() interrupt 1{
	static unsigned int T0Count;
	TL0=0x66;		
	TH0=0xFC;
	++T0Count;
	if(T0Count>=1000){
		T0Count=0;
		led1=~led1;
	}
}
*/

Timer0.h

#ifndef __TIMER0_H__
#define __TIMER0_H__

void Timer0_Init(void);

#endif

以下為獨立按鍵的模塊

Key.c

#include<reg51.h>
#include<Delayms.h>

/** 
	* @brief  獲取獨立按鍵鍵碼
	* @param  無
	* @retval 按下按鍵的鍵碼，范圍：0~4，無按鍵按下時返回值為0
	*/
unsigned char Key(){
	unsigned char KeyNumber=0;
	
	if(T0==0){ Delayms(20);while(T0==0);Delayms(20); KeyNumber=1; }
	if(T1==0){ Delayms(20);while(T1==0);Delayms(20); KeyNumber=2; }
	if(WR==0){ Delayms(20);while(WR==0);Delayms(20); KeyNumber=3; }
	if(RD==0){ Delayms(20);while(RD==0);Delayms(20); KeyNumber=4; }
	
	return KeyNumber;
}

Key.h

#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__

unsigned char Key(void);

#endif

按鍵控制LED流水燈模式.c

#include<reg51.h>
#include<Timer0.h>
#include<Key.h>
#include<INTRINS.h>
unsigned char KeyNum;
unsigned int LEDMode;

void main(){
	P1=0xFE;
	Timer0_Init();
	while(1){
		KeyNum=Key();
		if(KeyNum==1) LEDMode=(LEDMode+1)%2;
	}
}

void Timer0_Routine() interrupt 1{
	static unsigned int T0Count;
	TL0=0x66;		
	TH0=0xFC;
	++T0Count;
	if(T0Count>=500){
		T0Count=0;
		if(LEDMode==0) P1=_crol_(P1,1);
		else P1=_cror_(P1,1);
		//_crol_ 循環左移
		//_cror_ 循環右移
	}
}

運行結果如下

---

定時器時鍾.c

#include<reg51.h>
#include<Delayms.h>
#include<LCD1602.h>
#include<Timer0.h>

unsigned char Sec=55,Min=59,Hour=23;

void main(){
	LCD_Init();
	Timer0_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Clock:");
	LCD_ShowString(2,1,"  :  :  ");
	while(1){
		LCD_ShowNum(2,1,Hour,2);
		LCD_ShowNum(2,4,Min,2);
		LCD_ShowNum(2,7,Sec,2);
	}
}

void Timer0_Routine() interrupt 1{
	static unsigned int T0Count;
	TL0=0x66;		
	TH0=0xFC;
	++T0Count;
	if(T0Count>=1000){
		T0Count=0;
		++Sec;
		if(Sec>=60){
			Sec=0;
			++Min;
			if(Min>=60){
				Min=0;
				++Hour;
				if(Hour>=24) Hour=0;
			}
		}
	}
}

運行結果如下

---

相關知識

一般晶振上會標有數字，表示其為 x MHz，我的開發板 晶振 為 11.0592MHz；