51單片計4種定時器應用場景詳解

51單片計4種定時器應用場景詳解51單片機的定時器有兩個，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。在計數(shù)器模式下，它可以計數(shù)外部脈沖，計數(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。在計數(shù)器模式下，它可以計數(shù)外部脈沖，計數(shù)器范圍為065535。在使用定時器時，需要先進行定時器的初始化設置。具體步驟如下：1.選擇定時器工作模式(定時器或計數(shù)器)。2.設置計數(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。//定時器0初始化函數(shù)voidtimer0_init(){TMOD&=0xF0;//設置為定時器模式，使用模式1TH0=0xB1;//設置定時器初值為0xB1TL0=0xE0;//設置定時器初值為0xE0ET0=1;//打開定時器中斷TR0=1;//打開定時器開關}代碼將定時器0設置為10ms中斷一次#includevoidtimer0_init(){TMOD&=0xF0;//設置為定時器模式，使用模式1TH0=0x3C;//設置定時器初值為0x3CTL0=0xAF;//設置定時器初值為0xAFET0=1;//打開定時器中斷TR0=1;//打開定時器開關}voidtimer0_isr()interrupt1{TH0=0x3C;//重新設置定時器初值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while(1);}

使用定時器0來產(chǎn)生一個1秒鐘的中斷51單片機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。在計數(shù)器模式下，它可以計數(shù)外部脈沖，計數(shù)器范圍為08191。這種模式的特點是定時器/計數(shù)器的溢出標志位TF0只有在定時器/計數(shù)器計滿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。在計數(shù)器模式下，它可以計數(shù)外部脈沖，計數(shù)器范圍為065535。這種模式的特點是定時器/計數(shù)器的溢出標志位TF1只有在定時器/計數(shù)器計滿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。這種模式的特點是定時器的溢出標志位TF0會在定時器計滿8位時置位，并且自動將定時器初值裝載到計數(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。這種模式的特點是定時器的溢出標志位TF1會在定時器計滿16位時置位，并且自動將定時器初值裝載到計數(shù)器中。自動重載定時器是一種定時器模式，其特點是在定時器溢出后自動重新加載初值，從而實現(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，當定時器計滿計數(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數(shù)器中，從而實現(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，而不需要手動干預定時器計數(shù)器的值。定時器在工作時需要設置一個初始值，用來指定定時器的計數(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數(shù)，直到計數(shù)值達到設定的上限，定時器就會觸發(fā)中斷或產(chǎn)生其他相關的操作。通過設置定時器的初始值，可以靈活地控制定時器的定時時長，使定時器可以適應不同的應用場景和需求。例如，在一個需要定期進行數(shù)據(jù)采集的應用中，我們可以根據(jù)采集周期來設置定時器的初始值，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，定時器的計數(shù)器寬度為13位，可以實現(xiàn)的計時范圍為0~8191個機器周期。定時器模式0的工作原理如下：首先，將定時器的計數(shù)器初始化為0，并設置一個定時器初值TH0和TL0。這兩個值分別表示計數(shù)器計數(shù)達到65536時，將自動重新加載的高8位和低5位初值。定時器開始計數(shù)，每個機器周期計數(shù)器加1，直到計數(shù)器達到上限65536，然后自動重新加載TH0和TL0的值，重新開始計數(shù)。這個過程一直重復，直到定時器停止工作。如果設置了定時器中斷使能，當定時器計數(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、計時時間比較短的場景，由于計數(shù)器寬度只有13位，因此能夠計時的時間最長只有8191個機器周期，約為1.08ms。同時，在定時器模式0中，計時器的高8位初值是不可改變的，因此不適合需要更靈活的計時范圍的應用場景。定時器模式1是51單片機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，定時器的計數(shù)器寬度為16位，可以實現(xiàn)的計時范圍為0~65535個機器周期。定時器模式1的工作原理如下：首先，將定時器的計數(shù)器初始化為0，并設置一個定時器初值TH1和TL1。這兩個值分別表示計數(shù)器計數(shù)達到65536時，將自動重新加載的高8位和低8位初值。定時器開始計數(shù)，每個機器周期計數(shù)器加1，直到計數(shù)器達到上限65536，然后自動重新加載TH1和TL1的值，重新開始計數(shù)。這個過程一直重復，直到定時器停止工作。如果設置了定時器中斷使能，當定時器計數(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適用于需要較長計時時間的應用場景，由于計數(shù)器寬度為16位，可以實現(xiàn)最長65535個機器周期的計時范圍，約為8.19ms。同時，在定時器模式1中，可以通過設置TH1和TL1的值來靈活地控制計時范圍，從而適應不同的應用場景需求。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時的應用場景。定時器模式2是51單片機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，定時器的計數(shù)器寬度為8位，可以實現(xiàn)的計時范圍為0~255個機器周期。定時器模式2的工作原理如下：首先，將定時器的計數(shù)器初始化為TH2，并設置一個定時器初值RCAP2H和RCAP2L。這兩個值分別表示計數(shù)器計數(shù)達到上限255時，將自動重新加載的高8位和低8位初值。定時器開始計數(shù)，每個機器周期計數(shù)器加1，直到計數(shù)器達到上限255，然后自動重新加載RCAP2H和RCAP2L的值，重新開始計數(shù)。這個過程一直重復，直到定時器停止工作。如果設置了定時器中斷使能，當定時器計數(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，但計時時間較短的應用場景。由于計數(shù)器寬度只有8位，能夠計時的時間最長只有255個機器周期，約為32.76us。同時，在定時器模式2中，通過設置RCAP2H和RCAP2L的值，可以靈活控制計時范圍。相比于定時器模式0和定時器模式1，定時器模式2的計時范圍更短，但是更適合于需要高頻計時的應用場景。定時器模式3是51單片機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，定時器的計數(shù)器寬度為16位，可以實現(xiàn)的計時范圍為0~65535個機器周期。定時器模式3的工作原理如下：首先，將定時器的計數(shù)器初始化為0，并設置一個定時器初值TH0和TL0。這兩個值分別表示計數(shù)器計數(shù)達到65536時，將自動重新加載的高8位和低8位初值。定時器開始計數(shù)，每個機器周期計數(shù)器加1，直到計數(shù)器達到上限65536，然后自動重新加載TH0和TL0的值，重新開始計數(shù)。這個過程一直重復，直到定時器停止工作。如果設置了定時器中斷使能，當定時器計數(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適用于需要較長計時時間的應用場景，由于計數(shù)器寬度為16位，可以實現(xiàn)最長65535個機器周期的計時范圍，約為8.19ms。同時，在定時器模式3中，可以通過設置TH0和TL0的值來靈活地控制計時范圍，從而適應不同的應用場景需求。定時器模式0：8位自動重載定時器模式。使用定時器0，計數(shù)器寬度為8位，計時范圍為0~255個機器周期。在該模式下，定時器的初值被寫入TH0寄存器中，當計數(shù)器計數(shù)達到255時，自動重新加載初值，循環(huán)計數(shù)。適用于計時較短的應用場景。定時器模式1：16位自動重載定時器模式。使用定時器1，計數(shù)器寬度為16位，計時范圍為0~65535個機器周期。在該模式下，定時器的初值被寫入TH1和TL1寄存器中，當計數(shù)器計數(shù)達到65535時，自動重新加載初值，循環(huán)計數(shù)。適用于計時較長的應用場景。定時器模式2：8位PWM輸出模式。使用定時器0，計數(shù)器寬度為8位，計時范圍為0~255個機器周期。在該模式下，可以通過設置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，計數(shù)器寬度為16位，計時范圍為0~65535個機器周期。在該模式下，定時器的初值被寫入TH0和TL0寄存器中，當計數(shù)器計數(shù)達到65535時，自動重新加載初值，循環(huán)計數(shù)。與定時器模式1相似，但使用的是定時器0，適用于計時較長的應用場景。不是必須要搭配中斷函數(shù)使用定時器，但是在實際應用中，常常使用定時器與中斷函數(shù)相結合的方式，以實現(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時完成后及時響應，執(zhí)行相應的處理操作。同時，在中斷服務程序中可以進行其他操作，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。當然，如果不需要對定時器計時完成后進行及時響應的處理，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數(shù)器的值來實現(xiàn)相應的功能。但這種方式可能會占用過多的CPU時間，并且不能及時響應計時完成事件，導致計時不夠精確。編寫中斷函數(shù)時，需要注意以下幾點：中斷函數(shù)必須是短小精悍的，不能執(zhí)行過長的代碼。因為中斷函數(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會自動將相應的寄存器壓入堆棧保