如何利用51單片機內(nèi)部定時器實現(xiàn)對時間的操作

51 單片機編程經(jīng)常要求對時間進行某種操作，比如數(shù)碼管的動態(tài)掃描顯示、延時等等對于定時或延時，一般有三種方法實現(xiàn)：

①、軟件定時：如常用的延時程序 Delay（），在定時過程中，CPU 循環(huán)測試延時變量是否滿足條件，此時 CPU 利用率低下;

②、硬件定時：如外部芯片555 時基電路，通過外部阻容，達到一定的延時功能，改變阻容大小可以改變延時長度，這種定時器取決于硬件，設(shè)定好以后不能通過軟件更改;

③、定時器：利用單片機內(nèi)部定時器，實現(xiàn)對時間的操作。

1、定時器功能：

（1）、定時：產(chǎn)生一個標準的時間間隔：如 20 ms，100 ms 等，單片機使用這種方式可以產(chǎn)生一個符合某一要求的脈沖方波;

（2）、計數(shù)：對外部的事件（脈沖）進行統(tǒng)計，很明顯外部事件的發(fā)生是隨機的，單片機不可能預(yù)知外部事件何時發(fā)生，但可以進行統(tǒng)計，當達到所要求的數(shù)值時，單片機進行相應(yīng)的操作。

2、四種工作模式：

模式 0：13 位計數(shù)器模式

在某一個初值的基礎(chǔ)上加 1 計數(shù)，當計數(shù)器計滿為全“1”，再來一個計數(shù)脈沖時，就產(chǎn)生一個“溢出中斷信號”TF1=1。

注：由于低 8 位計數(shù)器中的高三位沒有參與工作，故填裝初值時應(yīng)“避開”此三位。

模式 1：16 位定時/計數(shù)模式

類同于模式 0，由于兩個計數(shù)器為完整的 8 位，故將計算好的 16 位初值可直接填裝到 TH、TL 中。

模式 2：8 位自動重裝初值模式

TL 做計數(shù)器，TH 做初值寄存器，工作前 TL1，TH1 分別預(yù)置相同的初值，TL1 計數(shù)時，產(chǎn)生溢出的同時，將 TH1 中的初值自動重裝 TL1，TL1 繼續(xù)計數(shù)。

模式 3：組合擴展模式（僅適用于 T0）

將 T0 和 T1 重新進行“拆分、組合”，將 T0 變?yōu)橛?TH0，TL0 組成的兩個獨立的 8 位定時/計數(shù)器。

補充：四種模式比較：

3、定時器參數(shù)：

（1）、定時器的個數(shù)：網(wǎng)上見到的 51 單片機教程都說定時器有 2 個：定時器 0 和定時器 1，實際上有的單片機有 3 個定時器，如博主買的開發(fā)板上的單片機：STC89C54RD+，因此，編程時注意看好有幾個定時器……

（2）、TL，TH：初值寄存器，分別是低 8 位，高 8 位，后邊加上一個數(shù)字 0 或 1，代表定時器 0 或定時器 1

（3）、TMOD：模式控制寄存器，屬于 SFR 特殊功能寄存器，地址：89H，決定定時/計數(shù)器的四種工作模式，8 位

GATE 選通門：GATE=0 時，只要 TR=1，計數(shù)器就開始工作

GATE=1 時，只有 INT=TR=1 時，計數(shù)器工作（用來測量 INT 腳高電平脈沖的寬度）

C/T：計數(shù)器輸入脈沖選擇開關(guān)，決定著計數(shù)器的“定時”或“計數(shù)”的兩種工作方式

C/T=0：定時方式：計數(shù)器接收內(nèi)部時鐘信號 fosc

C/T=1：計數(shù)方式：計數(shù)器接收引腳上的外部信號

M1、M0 模式選擇：確定 4 種工作模式

（4）、TCON：控制寄存器，屬于 SFR 特殊功能寄存器，地址：88H，8 位

TF：定時器溢出標志，計數(shù)器溢出時硬件自動置位，即 TF=1，進入中斷后再由硬件自動清除（TF=0）

TR：計數(shù)器的控制位

TR=1：計數(shù)器開始工作

TR=0：計數(shù)器停止計數(shù)

IE：外部中斷 INT 的請求標志

當單片機檢測到 INT 引腳上有下降沿時，IE=1 申請中斷，進入中斷服務(wù)程序時，硬件自動清除 IE 標志

IT：外中斷觸發(fā)類型控制

IT=1 時，外中斷信號的下降沿觸發(fā) IE 標志

IT=0 時，外中斷信號的低電平觸發(fā) IE 標志

（5）、作為“定時器”使用時，“定時”與“初值”的關(guān)系如下：

T = （ M - TC ） × t

其中：T：定時時間

M：計數(shù)器的模

TC：計數(shù)初值

t：計數(shù)器計數(shù)脈沖的周期（t = fosc / 12）