51单片机定时器

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定时器/计数器

简介
首先，“定时器/计数器”说的是一个东西，因为它既能计时也能计数。其次，它与数码管不一样，不是独立出来的配件，而是存在于单片机内部的一个独立的硬件部分，依赖晶振产生固定的时间间隔，产生了一定量的固定时间间隔后会引发定时器中断（参见：《扯会儿单片机开发：中断》），从而将其产生的时间信息传送给由CPU执行的主程序中。
相关寄存器

• TMOD
  TMOD为定时器/计数器工作方式寄存器，用于确定其工作方式和功能选择。
  字节地址：89H，不能位寻址，reg52.h中已定义，单片机复位时全部清零。

位序号	7	6	5	4	3	2	1	0
位符号	GATE	C/T	M1	M0	GATE	C/T	M1	M0

你会发现,低四位和高四位格式是一样的，因为低四位（0_{3）用于设置定时器0，高四位（4}7）用于设置定时器1。设置的内容都是GATE、C/T、M1、M0。

GATE	C/T	M1M0
门控制位	计数器还是定时器	工作方式
0：仅受TCON的TR位控制。1：由TR和外部中断一起控制。	0：定时器。1：计数器	见下表

M1	M0	工作方式
0	0	方式0，为13位定时器/计数器
0	1	方式1，为16位定时器/计数器
1	0	方式2，8位初值自动重装的8位定时器/计数器
1	1	方式3，仅适用于T0，分成两个8位计数器，T1停止计数

• TCON
  TCON为定时器/计数器控制寄存器，用于控制其启动、停止，标志其溢出和中断情况。
  字节地址：88H，能位寻址，reg52.h中已定义，单片机复位时全部清零。

位序号	7	6	5	4	3	2	1	0
位符号	TF1	TR1	TF0	TR0	IE1	IT1	IE0	IT0

高八位与其运行和溢出有关，第八位与外部中断有关。

高八位中：

TF	TR
溢出标志位	运行控制位
溢出时，由硬件置1	1：启动定时器

TF0和TR0对应定时器0，TF1和TR1对应定时器1。

低八位中：

IE	IT
外部中断请求标志	外部中断触发方式选择位

IE0与IT0对应外部中断0，IE1与IT1对应外部中断1。因为此例与这里无关，不作详细介绍，有兴趣请自查资料。

初值

• 简介
  定时器的实质是，由机器频率向一个16位寄存器累加，累加满溢出时触发中断。为了产生一个我们想要的时间间隔，比如说1s，所以我们要在这个寄存器里设定一个初值，以至于让它在这个初值上累加可以产生一个1s的倍数。这样我们就得到了稳定的时间间隔。
  这个寄存器分为TH（高八位）和TL（低八位）。所以我们需要把计算好的初值分成两部分分别放入TH和TL。

• 过程
  首先，我们通过单片机的晶振频率得知其时钟周期，再尤其乘以12得到机器周期。每一个机器周期在寄存器内+1，直到加满溢出产生中断。

• 例子
  若单片机频率为12Mhz，其时钟周期就是1/12μs，机器周期为1μs，也就是每1μs寄存器+1。16位的寄存器加到溢出最多需要(2^16)-1=65535μs，溢出也需要一个机器周期，所以总共要65536μs。但这个值太别扭，和我们要的1s没什么关系。我们最好让它记50000μs产生一次中断，所以其初值就设为65536-50000=15536。但我们还要将这个值分别放在高八位和低八位，所以要将这个十进制数，转换为4位十六进制数再分开赋值。
  十进制计算法：TH = 15536/256; TL = 15536%256;，进制计算问题这里不细讨论。
  这样的话，每50ms就会产生一次中断。我们只要用程序判断其中断20次就记1s。

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代码

代码部分我分为两个部分，一个是自定义的关于数码管编码表的头文件7seg.h，另一个是主程序源代码文件main.c
本例要实现的是在12MHz的时钟频率下，每隔一秒数码管显示的数字加一。

结合我的前一篇中断的寄存器IE等看点击打开链接。

• 7seg.h

#ifndef __7SEG_H__
#define __7SEG_H__

//共阳数码管的十六进制数编码表
unsigned char code hexForCommonAnode[] = {
    0x40, 0x79, 0x24, 0x30,
    0x19, 0x12, 0x02, 0x78,
    0x00, 0x10, 0x08, 0x03,
    0x46, 0x21, 0x06, 0x0e
};

//共阴数码管的十六进制数编码表
unsigned char code hexForCommonCathode[] = {
    0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f,
    0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07,
    0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c,
    0x39, 0x5e, 0x79, 0x71
};

#endif

• main.c

#include 
#include <7seg.h>    //包含自定义的编码表头文件

unsigned char THx = (65536-50000)/256;    //存储高八位寄存器初值的临时变量
unsigned char TLx = (65536-50000)%256;    //存储低八位寄存器初值的临时变量
unsigned char counter = 0;    //用于记录产生中断的次数
unsigned char digit = 0;      //用作编码表索引

//初始化函数：用于初始化各种参数
void init() {
    TMOD = 0x01;    //设置定时器0，GATE = 0, C/T = 0 , M1M0 = 01(方式1,16位定时器/计数器)

    //赋初值
    TH0 = THx;
    TL0 = TLx;

    EA = 1;    //中断总闸·开！
    ET0 = 1;  //定时器0中断·开！
    TR0 = 1;  //定时器0·运行！
}

//刷新函数：每调用一次就更新一次数码表的显示方式。
void refresh(){
    counter = 0;    //中断计数器清零
    P0 = hexForCommonAnode[digit];    //根据索引找编码表，将显示方式的二进制位丢给共阳数码管
    P2 = hexForCommonCathode[digit];  //根据索引找编码表，将显示方式的二进制位丢给共阴数码管
    P1 = digit;    //索引就是要显示的那个数字，可直接丢给BCD显示出来

    //数满后索引（数字）清零
    if(++digit >= 16)
        digit = 0;
}

//主函数
void main() {
    init();     //初始化
    refresh();  //先把0显示出来
    while(1);   //卡住
}

//定时器0的中断函数：由定时器中断自动调用，你只需要写好中断后要怎么处理就好
void timeInt_T0 () interrupt 1 {
    //每中断一次都要重新赋初值
    TH0 = THx;
    TL0 = TLx;

    //记够20次中断后，刷新显示
    if(++counter == 20)
        refresh();
}

作者：兔子泽
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