51单片机用定时器 51单片机定时器使用经验总结|技术文档|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

51单片机定时器使用经验总结

单片机定时器的使用可以说非常简单，只要掌握原理，有一点的C语言基础就行了。要点有以下几个：

1. 一定要知道英文缩写的原形，这样寄存器的名字就不用记了。

理解是最好的记忆方法。好的教材一定会给出所有英文缩写的原形。

2. 尽量用形像的方法记忆。

比如TCON和TMOD两个寄存器各位上的功能，教程一般有个图表，你就在学习中不断回忆那个图表的形像。

3. TMOD：定时器/计数器模式控制寄存器(TIMER/COUNTER MODE CONTROL REGISTER)

定时器/计数器模式控制寄存器TMOD是一个逐位定义的8位寄存器，但只能使用字节寻址，其字节地址为89H。其格式为：其中低四位定义定时器/计数器C/T0,高四位定义定时器/计数器C/T1，各位的说明：

(1)GATE——门控制。

GATE=1时，由外部中断引脚INT0、INT1来启动定时器T0、T1。

当INT0引脚为高电平时TR0置位，启动定时器T0;

当INT1引脚为高电平时TR1置位，启动定时器T1。

GATE=0时，仅由TR0,TR1置位分别启动定时器T0、T1。

(2)C/T——功能选择位

C/T=0时为定时功能，C/T=1时为计数功能。

置位时选择计数功能，清零时选择定时功能。

(3)M0、M1——方式选择功能

由于有2位，因此有4种工作方式:

M1M0 工作方式计数器模式 TMOD(设置定时器模式)

0 0 方式0 13位计数器 TMOD=0x00

0 1 方式1 16位计数器 TMOD=0x01

1 0 方式2 自动重装8位计数器 TMOD=0x02

1 1 方式3 T0分为2个8位独立计数器，T1为无中断重装8位计数器 TMOD=0x03

单片机定时器0设置为工作方式1为TMOD=0x01

这里我们一定要知道，TMOD的T是TIMER/COUNTER的意思，MOD是MODE的意思。至于每位上的功能，你只要记住图表，并知道每个英文缩写的原型就可以了。

在程序中用到TMOD时，先立即回忆图表，并根据缩写的单词原形理出每位的意义，如果意义不是很清楚，就查下手册，几次下来，TMOD的图表就已经在脑子里了。

8位 GATE位，本身是门的意思。

7位 C/T Counter/Timer

6位 M1 Mode 1

5位 M0 Mode 0

4. TCON: 定时器/计数器控制寄存器(TIMER/COUNTER CONTROL REGISTER)

TMOD分成2段，TCON控制更加精细，分成四段，在本文中只要用到高四段。

TF0(TF1)——计数溢出标志位，当计数器计数溢出时，该位置1。

(1)TR0(TR1)——定时器运行控制位

当TR0(TR1)=0 停止定时器/计数器工作

当TR0(TR1)=1 启动定时器/计数器工作

(2)IE0(IE1)——外中断请求标志位

当CPU采样到P3.2(P3.3)出现有效中断请求时，此位由硬件置1。在中断响应完成后转向中断服务时，再由硬件自动清0。

(3)IT0(IT1)——外中断请求信号方式控制位

当IT0(IT1)=1 脉冲方式(后沿负跳有效)

当IT0(IT1)=0 电平方式(低电平有效)此位由软件置1或清0。

(4)TF0(TF1)——计数溢出标志位

当计数器产生计数溢出时，此位由硬件置1。当转向中断服务时，再有硬件自动清0。计数溢出的标志位的使用有两种情况：采用中断方式时，作中断请求标志位来使用;采用查询方式时，作查询状态位来使用。注意记忆方法，理解单词原形，就绝对不会把TF和TR搞混。TF的F也就是溢出Over Flow的F。TR的R就是运行Run。默认是0不运行，当然要置1才运行。

5. STC单片机STC89C52RC定时器延时时间的计算

延时时间要根据晶振频率计算，不同板子可能有所不同。

时钟周期：

1/时钟源，在我现在这块板子上，晶振频率是11.0592M，也就是时钟周期是 1/11059200秒

机器周期：

一般51单片机是12个时钟周期，我的板子也就是 12/11059200秒

单次定时最长时间：

如果是16位的计数器，16位最大值是65535，共可计数65536次。基本的常数一定要记住，还要记住8位最大值是255，共可计数256次，还要记住8位上每位代表的数值。

12 * 65536/11059200 = 0.0711 s,也就是，71 ms内的定时可以单次定时就完成。如果定时时间超过71 ms，就要循环了。

一次定时需要几次机器周期：

计算公式：定时秒数/机器周期

比如我要定时1秒， 1/(12/11059200)= 921600次，16位计数器最大可计数65536次，921600次早就益出了。我们可以每次定时10 ms，循环100次就可以定时1秒了，1 s缩小100百倍就是10 ms, 也就是每次需要计数9216次。

确实计数器初始值:

定时10 ms时，如果计数器从0开始计数，我们就不知道什么时候到了9216次。所以应该计数了9216次，16位计数器最多计数95536次，然后就溢出，一溢出TCON的TF位就会置1，我们只要经常检测TF位就可以知道什么时候完成10ms的定时了。

计算公式：计数器初始值=最大计数次数 - 需要计数次数

如果定时10 ms，计数器的初始值就是 65536 - 9216

计算计数器的高位和低位：

16位的计数器，也就是两个8位组成，8位的最大计数次数是256。所以:

计数器高位 = 初始值/256

计数器低位 = 初始值%6

6.STC89C52RC单片机定时器示例代码：

51单片机定时器用法之1秒定时程序设计

动画演示

在我们的DIY电子时钟里，需要用到单片机定时器来做秒的显示，说是显示，其实就是实现数码管上“：”点的闪烁。这里初步定义为每秒亮1次，亮0.5秒，灭0.5秒。实现显示秒的功能。这里也可以用DS1302的秒数据来做，但是实现起来麻烦，达到一样的效果，我们追求的是程序越简单越好，所以在此我们用单片机定时器来实现。

我们DIY时钟板子上的单片机为STC15W408AS，单片机自带IRC可调时钟和搞可靠复位，为了降低功耗（工作频率越低，功耗越小），本时钟采用12M的工作频率（烧写程序是在软件上选择），那当定时器工作在12T模式下时，一个机械周期就是1us。

接下来我们就该看看单片机的数据手册了。以下是今天我们需要关注的寄存器：

TCON位定义

TMOD寄存器位定义

T0工作方式设置

TCON为定时器T0和T1的控制寄存器，可以位寻址（直接操作位）；TMOD是T0、T1工作方式控制寄存器，不可以位寻址（只能操作寄存器），高四位控制T1，低四位控制T0；定时器的工作方式由TOMD寄存器中的M1和M0选择，具体如上图。

本例中我们要用T0实现1秒的定时时间，这里我们用T0工作在方式0，也就是16位的自动重载方式（传统的51单片机只有8位的自动重载，需要做高精度的定时时最好用自动重载方式）。我们不需要外部中断来开启定时器，所以GATE位=0，T0工作在定时模式，CT=0，所以我们TMOD寄存器的值为0x00；在TCON寄存器里和T0相关的位有TF0和TR0；TF0=0：T0中断标志位，当定时器中断产生是，TF0自动置位，CPU相应中断后硬件自动清零；TR0=1：开启定时器，相当于定时器的开关。

除了这些寄存器外，定时器溢出后，也会产生中断，所以还需要去设置中断部分：

EA=1:，开启总中断，相当于中断总开关；ET0=1；开启定时器T0中断，相当于中断的子开关，只有中断的总开关和相应的子开关都开启后，CPU才能相应中断信号，具体请看中断部分数据手册。我们用的STC15W系列单片机属于增强型单片机，为了和传统51单片机兼容，还专门设有一个寄存器AUXR，此寄存器可设置T 0工作在1T还是12T模式，此处我们让T0工作在12T模式下，AUXR=0x00。最后就是定时器的初值寄存器了，我们需要定时的时间是500ms，16位的定时器再12M频率下最大定时时间为65535us，而我们需要的是500ms,明显达不到，那我们就需要做组合定时的方式，这里我们设定定时器的中断频率为10ms，那我们中断1次后在中断函数里将某个变量加1，当变量加到50的时候就是500ms,当变量加到100的时候就是1s了。这就是我们实现1s定时的思路。

具体实现程序如下：（因头条原因，代码图片无法加入，需要请移步关注微信公众号）

如上图中程序所示，定时器初始化时设置T0位16位自动重载模式，工作在12T模式，初值10ms，开启定时器，开启中断。这样定时器就工作了；在定时器中断函数里，每次进入中断后我们就给变量T_a自加1，当变量小于50的时候（小于500ms），让D=1（D即为我们电路中控制秒显示的那两个点，高电平有效），大于50小于100的时候D=0，关闭秒显示。这样一来就实现了秒显示在1秒内亮500ms,灭50ms了。上图中中断函数名后面的interrupt 1这是中断函数的入口地址，C语言中叫中断号（为小白说明，老司机略过），具体的个中断对应的入口地址对照表如下图(部分)：