51 单片机定时器

声明：本文以 STC89C52 单片机为例

定时器作用

主要有三个作用

1、用于计时系统，可实现软件计时，使程序每隔一段时间完成一项操作

2、替代长时间的delay，提到CPU的运行效率和处理速度

3、实现多个任务的切换执行

定时器的工作模式

51单片机的定时器工作模式有四种

模式0：13位定时器/计数器

模式1：16位定时器/计数器（常用）

模式2：8位自动重装模式

模式3：两个八位计数器

模式1(常用)

定时器有三个部分构成：时钟、计数单元、中断

以下为51单片机 定时器的模式1的内部电路图

如图所示，红色部分分别是他的时钟源和中断，剩下部分则是他的计数单元。

原理：可以看到图中的TL0和TL1各占8个bit，时钟源每来一个脉冲，TL0则+1，当TL0计满，则溢出给TH0，两个计数器一共16个bit，则可以计数2的16次方个数，即0~65535，当加到最大值时，就将TF0（TimerFlag）置为1，就申请中断，TL0和TH0置为0。

定时器时钟源

时钟有两种，一种为系统时钟，一种是外部时钟（T0 Pin）。

SYSclk：系统时钟，也就是晶振周期。不同芯片的晶振频率不同，51单片机的晶振频率为12MHz，那他的时钟周期就是晶振频率的倒数，也就是1/12 us；

晶振：通电后会产生固定频率的内部元件；

外部时钟：芯片的 T0 引脚连接到的外部晶振单元；

C/T：C为counter（计数器），T为Timer（定时器），字母头上一横指的是，低电平生效，简单地说，此处是一个寄存器，当给这个寄存器配置为 1 时，实现计数器功能，配置为 0 ，实现定时器功能。

从上图可以看到，系统时钟有两种模式，一种是➗12，一种➗6，也就是分频，可以粗浅地理解为降低它的晶振频率，➗12则频率变为1MHz，每产生一个脉冲就是1 us，同理➗6则是2 us，每来一个脉冲就计一个数。

中断系统

CPU能够对外界紧急事件的实时处理的系统。

当触发紧急事件时，CPU暂停当前工作去处理这个紧急事件，处理完之后再回到原本被中断的地方继续工作。

同时发生多个中断请求时，所以中断会有优先级，不同的CPU优先级个数不同，高优先级的中断能中断低优先级的中断，这个过程也叫中断嵌套。

定时器寄存器

图中为51单片机的相关寄存器，每个寄存器详细配置暂时按下不表，详细请看芯片手册。

补充

此处补充一点模电知识，还是以定时器模式1的电路图为例：

可以看到我图中使用了三个颜色的框圈出了三个不同东西。

红色框为 非门

蓝色框为 或门

绿色框为 与门

实际使用

我们都知道，寄存器是连接软硬件的媒介，具体使用时，对照相应芯片手册配置寄存器就好了。