51單片計(jì)4種定時器應(yīng)用場景詳解

51單片計(jì)4種定時器應(yīng)用場景詳解51單片機(jī)的定時器有兩個，分別是定時器0和定時器1。定時器0：定時器0是一個8位定時器，它可以用作定時器或計(jì)數(shù)器。在定時器模式下，它可以生成中斷，定時范圍為0255。在計(jì)數(shù)器模式下，它可以計(jì)數(shù)外部脈沖，計(jì)數(shù)器范圍為065535。定時器1：定時器1是一個16位定時器，也可以用作定時器或計(jì)數(shù)器。在定時器模式下，它可以生成中斷，定時范圍為065535。在計(jì)數(shù)器模式下，它可以計(jì)數(shù)外部脈沖，計(jì)數(shù)器范圍為065535。在使用定時器時，需要先進(jìn)行定時器的初始化設(shè)置。具體步驟如下：1.選擇定時器工作模式(定時器或計(jì)數(shù)器)。2.設(shè)置計(jì)數(shù)值或定時器的初值。3.打開定時器中斷(如果需要中斷)。4.打開定時器開關(guān)。//定時器0初始化函數(shù)voidtimer0_init(){TMOD&=0xF0;//設(shè)置為定時器模式，使用模式1TH0=0xB1;//設(shè)置定時器初值為0xB1TL0=0xE0;//設(shè)置定時器初值為0xE0ET0=1;//打開定時器中斷TR0=1;//打開定時器開關(guān)}代碼將定時器0設(shè)置為10ms中斷一次#includevoidtimer0_init(){TMOD&=0xF0;//設(shè)置為定時器模式，使用模式1TH0=0x3C;//設(shè)置定時器初值為0x3CTL0=0xAF;//設(shè)置定時器初值為0xAFET0=1;//打開定時器中斷TR0=1;//打開定時器開關(guān)}voidtimer0_isr()interrupt1{TH0=0x3C;//重新設(shè)置定時器初值TL0=0xAF;//處理中斷事件}voidmain(){timer0_init();//初始化定時器0EA=1;//打開總中斷開關(guān)while(1);}

使用定時器0來產(chǎn)生一個1秒鐘的中斷51單片機(jī)定時器有以下四種模式：模式0(13位定時器)：模式0是一個13位定時器，可以用作定時器或計(jì)數(shù)器。在定時器模式下，它可以生成中斷，定時范圍為08191。在計(jì)數(shù)器模式下，它可以計(jì)數(shù)外部脈沖，計(jì)數(shù)器范圍為08191。這種模式的特點(diǎn)是定時器/計(jì)數(shù)器的溢出標(biāo)志位TF0只有在定時器/計(jì)數(shù)器計(jì)滿13位時才會置位。模式1(16位定時器)：模式1是一個16位定時器，也可以用作定時器或計(jì)數(shù)器。在定時器模式下，它可以生成中斷，定時范圍為065535。在計(jì)數(shù)器模式下，它可以計(jì)數(shù)外部脈沖，計(jì)數(shù)器范圍為065535。這種模式的特點(diǎn)是定時器/計(jì)數(shù)器的溢出標(biāo)志位TF1只有在定時器/計(jì)數(shù)器計(jì)滿16位時才會置位。模式2(8位自動重載定時器)：模式2是一個8位自動重載定時器，只能用作定時器。在定時器模式下，它可以生成中斷，定時范圍為0~255。這種模式的特點(diǎn)是定時器的溢出標(biāo)志位TF0會在定時器計(jì)滿8位時置位，并且自動將定時器初值裝載到計(jì)數(shù)器中。模式3(16位自動重載定時器)：模式3是一個16位自動重載定時器，只能用作定時器。在定時器模式下，它可以生成中斷，定時范圍為0~65535。這種模式的特點(diǎn)是定時器的溢出標(biāo)志位TF1會在定時器計(jì)滿16位時置位，并且自動將定時器初值裝載到計(jì)數(shù)器中。自動重載定時器是一種定時器模式，其特點(diǎn)是在定時器溢出后自動重新加載初值，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)定時的功能。自動重載定時器的好處在于可以避免手動重新設(shè)置定時器初值的繁瑣操作，并且可以保證定時器的穩(wěn)定性和精度。在自動重載定時器模式下，當(dāng)定時器計(jì)滿計(jì)數(shù)器的位數(shù)(如8位或16位)后，會自動將定時器的初值重新裝載到計(jì)數(shù)器中，從而實(shí)現(xiàn)循環(huán)定時的功能。在定時器工作期間，我們只需要通過設(shè)置定時器初值和選擇定時器模式來控制定時器的行為，而不需要手動干預(yù)定時器計(jì)數(shù)器的值。定時器在工作時需要設(shè)置一個初始值，用來指定定時器的計(jì)數(shù)范圍和定時時長。在定時器開始工作時，定時器從這個初始值開始計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定的上限，定時器就會觸發(fā)中斷或產(chǎn)生其他相關(guān)的操作。通過設(shè)置定時器的初始值，可以靈活地控制定時器的定時時長，使定時器可以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景和需求。例如，在一個需要定期進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用中，我們可以根據(jù)采集周期來設(shè)置定時器的初始值，以便精確地控制采集時間。定時器模式0是51單片機(jī)定時器的一種工作模式，也被稱為13位定時器模式。在這種模式下，定時器的計(jì)數(shù)器寬度為13位，可以實(shí)現(xiàn)的計(jì)時范圍為0~8191個機(jī)器周期。定時器模式0的工作原理如下：首先，將定時器的計(jì)數(shù)器初始化為0，并設(shè)置一個定時器初值TH0和TL0。這兩個值分別表示計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到65536時，將自動重新加載的高8位和低5位初值。定時器開始計(jì)數(shù)，每個機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加1，直到計(jì)數(shù)器達(dá)到上限65536，然后自動重新加載TH0和TL0的值，重新開始計(jì)數(shù)。這個過程一直重復(fù)，直到定時器停止工作。如果設(shè)置了定時器中斷使能，當(dāng)定時器計(jì)數(shù)器溢出時，會觸發(fā)定時器中斷，并執(zhí)行中斷處理函數(shù)。定時器模式0適用于定時器需要很高精度、計(jì)時時間比較短的場景，由于計(jì)數(shù)器寬度只有13位，因此能夠計(jì)時的時間最長只有8191個機(jī)器周期，約為1.08ms。同時，在定時器模式0中，計(jì)時器的高8位初值是不可改變的，因此不適合需要更靈活的計(jì)時范圍的應(yīng)用場景。定時器模式1是51單片機(jī)定時器的一種工作模式，也被稱為16位定時器模式。在這種模式下，定時器的計(jì)數(shù)器寬度為16位，可以實(shí)現(xiàn)的計(jì)時范圍為0~65535個機(jī)器周期。定時器模式1的工作原理如下：首先，將定時器的計(jì)數(shù)器初始化為0，并設(shè)置一個定時器初值TH1和TL1。這兩個值分別表示計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到65536時，將自動重新加載的高8位和低8位初值。定時器開始計(jì)數(shù)，每個機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加1，直到計(jì)數(shù)器達(dá)到上限65536，然后自動重新加載TH1和TL1的值，重新開始計(jì)數(shù)。這個過程一直重復(fù)，直到定時器停止工作。如果設(shè)置了定時器中斷使能，當(dāng)定時器計(jì)數(shù)器溢出時，會觸發(fā)定時器中斷，并執(zhí)行中斷處理函數(shù)。定時器模式1適用于需要較長計(jì)時時間的應(yīng)用場景，由于計(jì)數(shù)器寬度為16位，可以實(shí)現(xiàn)最長65535個機(jī)器周期的計(jì)時范圍，約為8.19ms。同時，在定時器模式1中，可以通過設(shè)置TH1和TL1的值來靈活地控制計(jì)時范圍，從而適應(yīng)不同的應(yīng)用場景需求。因此，定時器模式1比定時器模式0更靈活、更適用于一些長時間計(jì)時的應(yīng)用場景。定時器模式2是51單片機(jī)定時器的一種工作模式，也被稱為8位自動重載定時器模式。在這種模式下，定時器的計(jì)數(shù)器寬度為8位，可以實(shí)現(xiàn)的計(jì)時范圍為0~255個機(jī)器周期。定時器模式2的工作原理如下：首先，將定時器的計(jì)數(shù)器初始化為TH2，并設(shè)置一個定時器初值RCAP2H和RCAP2L。這兩個值分別表示計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到上限255時，將自動重新加載的高8位和低8位初值。定時器開始計(jì)數(shù)，每個機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加1，直到計(jì)數(shù)器達(dá)到上限255，然后自動重新加載RCAP2H和RCAP2L的值，重新開始計(jì)數(shù)。這個過程一直重復(fù)，直到定時器停止工作。如果設(shè)置了定時器中斷使能，當(dāng)定時器計(jì)數(shù)器溢出時，會觸發(fā)定時器中斷，并執(zhí)行中斷處理函數(shù)。定時器模式2適用于需要精度相對較低，但計(jì)時時間較短的應(yīng)用場景。由于計(jì)數(shù)器寬度只有8位，能夠計(jì)時的時間最長只有255個機(jī)器周期，約為32.76us。同時，在定時器模式2中，通過設(shè)置RCAP2H和RCAP2L的值，可以靈活控制計(jì)時范圍。相比于定時器模式0和定時器模式1，定時器模式2的計(jì)時范圍更短，但是更適合于需要高頻計(jì)時的應(yīng)用場景。定時器模式3是51單片機(jī)定時器的一種工作模式，也被稱為16位定時器模式。在這種模式下，定時器的計(jì)數(shù)器寬度為16位，可以實(shí)現(xiàn)的計(jì)時范圍為0~65535個機(jī)器周期。定時器模式3的工作原理如下：首先，將定時器的計(jì)數(shù)器初始化為0，并設(shè)置一個定時器初值TH0和TL0。這兩個值分別表示計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到65536時，將自動重新加載的高8位和低8位初值。定時器開始計(jì)數(shù)，每個機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加1，直到計(jì)數(shù)器達(dá)到上限65536，然后自動重新加載TH0和TL0的值，重新開始計(jì)數(shù)。這個過程一直重復(fù)，直到定時器停止工作。如果設(shè)置了定時器中斷使能，當(dāng)定時器計(jì)數(shù)器溢出時，會觸發(fā)定時器中斷，并執(zhí)行中斷處理函數(shù)。定時器模式3與定時器模式1的區(qū)別在于，定時器模式3使用的是定時器0，而模式1使用的是定時器1。另外，在定時器模式3中，使用的是不同的寄存器TH0和TL0來存儲計(jì)數(shù)器初值和重新加載值。定時器模式3適用于需要較長計(jì)時時間的應(yīng)用場景，由于計(jì)數(shù)器寬度為16位，可以實(shí)現(xiàn)最長65535個機(jī)器周期的計(jì)時范圍，約為8.19ms。同時，在定時器模式3中，可以通過設(shè)置TH0和TL0的值來靈活地控制計(jì)時范圍，從而適應(yīng)不同的應(yīng)用場景需求。定時器模式0：8位自動重載定時器模式。使用定時器0，計(jì)數(shù)器寬度為8位，計(jì)時范圍為0~255個機(jī)器周期。在該模式下，定時器的初值被寫入TH0寄存器中，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到255時，自動重新加載初值，循環(huán)計(jì)數(shù)。適用于計(jì)時較短的應(yīng)用場景。定時器模式1：16位自動重載定時器模式。使用定時器1，計(jì)數(shù)器寬度為16位，計(jì)時范圍為0~65535個機(jī)器周期。在該模式下，定時器的初值被寫入TH1和TL1寄存器中，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到65535時，自動重新加載初值，循環(huán)計(jì)數(shù)。適用于計(jì)時較長的應(yīng)用場景。定時器模式2：8位PWM輸出模式。使用定時器0，計(jì)數(shù)器寬度為8位，計(jì)時范圍為0~255個機(jī)器周期。在該模式下，可以通過設(shè)置TH0和TL0的值來控制PWM輸出的頻率和占空比。適用于需要生成PWM信號的應(yīng)用場景。定時器模式3：16位自動重載定時器模式。使用定時器0，計(jì)數(shù)器寬度為16位，計(jì)時范圍為0~65535個機(jī)器周期。在該模式下，定時器的初值被寫入TH0和TL0寄存器中，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)達(dá)到65535時，自動重新加載初值，循環(huán)計(jì)數(shù)。與定時器模式1相似，但使用的是定時器0，適用于計(jì)時較長的應(yīng)用場景。不是必須要搭配中斷函數(shù)使用定時器，但是在實(shí)際應(yīng)用中，常常使用定時器與中斷函數(shù)相結(jié)合的方式，以實(shí)現(xiàn)定時器功能的更加精確和高效。使用中斷函數(shù)可以讓處理器在定時器計(jì)時完成后及時響應(yīng)，執(zhí)行相應(yīng)的處理操作。同時，在中斷服務(wù)程序中可以進(jìn)行其他操作，如數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)切換等，提高系統(tǒng)的效率和靈活性。當(dāng)然，如果不需要對定時器計(jì)時完成后進(jìn)行及時響應(yīng)的處理，也可以不使用中斷函數(shù)，而是采用查詢的方式讀取定時器計(jì)數(shù)器的值來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。但這種方式可能會占用過多的CPU時間，并且不能及時響應(yīng)計(jì)時完成事件，導(dǎo)致計(jì)時不夠精確。編寫中斷函數(shù)時，需要注意以下幾點(diǎn)：中斷函數(shù)必須是短小精悍的，不能執(zhí)行過長的代碼。因?yàn)橹袛嗪瘮?shù)是在中斷發(fā)生時被調(diào)用，如果執(zhí)行時間過長，會影響主程序的運(yùn)行。中斷函數(shù)中不能使用被中斷的寄存器。在中斷發(fā)生時，CPU會自動將相應(yīng)的寄存器壓入堆棧保