51单片机系列-单片机定时器

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软件延时的缺点

延时过程中，CPU时间被占用，无法进行其他任务，导致系统效率降低，延时时间越长，该缺点就越明显，因此软件延时只适用于短暂延时或简单项目。

定时/计数器

单片机中有多个小闹钟，可以帮助我们实现延时，这些小闹钟就是“定时器”

1T单片机最多支持4个16位定时器，2个和传统51单片机完全一致，为T0，T1，另外2通道捕获/比较单元（PWM/PCA/CCP）,也可用来在实现两个定时器

我们只讲T0，每个定时/计数器既可以实现定时功能，也可以实现计数功能

定时/计数器0的工作原理

在定时方式1下，定时/计数器0的核心是一个16位宽的由计数脉冲触发的按递增规律（即累加方式）工作的循环累加计数器（TH0+TL0），从预先设定的初始值开始，每来一个计数脉冲就+1，当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲，就会发生溢出现象，计数器回零，同时产生溢出中断请求信号（TF0置1），如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到

1T的8051单片机，为了兼容传统8051，定时器0和定时器1复位后是传统8051的速度，即12分频，也就是每12个震荡周期产生一个计数脉冲

定时器溢出

什么是溢出？

任何一个计数范围有限的系统，均存在溢出现象，系统的可表达数的个数，成为模

定时器溢出时会导致定时器溢出中断请求，和该中断是否使能无关

80C51的定时/计数器

实现定时功能，比较方便的办法是利用单片机内部的定时/计数器，也可以采用下面三种方法

软件定时 

软件定时不占用硬件资源，但占用了CPU时间，降低了CPU的利用率

采用基电路定时：

例如采用555电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电路，但在硬件连接号以后，定时值与定时范围不能由软件进行控制和修改，即不可编程

采用可编程芯片定时

这种定时芯片的定时值及定时范围很容易用软件来确定和修改，此种芯片定时功能强，使用灵活，在单片机的定时/计数器不够用时，可以考虑进行拓展

定时/计数器的结构和工作原理

定时/计数器的结构

定时/计数器的是指加1计数器（16位），由高8位和低8位两个寄存器组成，TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能：TCON是控制寄存器，控制T0，T1的启动和停止及设置溢出标志

加1计数器输入的计数脉冲有两个来源，一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来：一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源，每来一个脉冲计数器加一，当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到，如果工作于计数模式，则表示计数值已满

可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值

设置为定时器模式时，加一计数器是对内部机器周期计数（一个机器周期等于12个震荡周几，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t

设置为计数器模式，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器，在每个机器周期的S5P2期间采样T0，T1引脚电平，当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加一，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器，由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少需要维持一个机器周期，当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2微秒