51單片機/計數器基礎知識介紹

一、基本概念   

1、89C51有兩個計數器T0和T1，89C52還有一個T2。每個計數器都是由兩個8位的RAM  單元組成的，即每個計數器都是16 位的計數器，最大的計數容量是2 16 =65536，記住是從0-65535。

2、提供給定時器的計數源又是從哪里來的呢?就是由單片機的晶振經過12 分頻后獲得的一個脈沖源。一個12M  的晶振，它提供給計數器的脈沖時間間隔是就是1us。

3、預置數計數法。如果每個脈沖是1微秒，則計滿65536個脈沖需時65.536毫秒。但是如果只需要10毫秒就可以了，怎么辦?只要在計數器里預先放進55536，這樣只需要計數65536-55536=10000次，也就是10毫秒了。

二、相關寄存器

特殊功能寄存器TMOD(89H)
        用于T1              用于T0

GATE   C/T    M1   M0    GATE    C/T   M1    M0

GATE:0用于內部脈沖;1用于外部脈沖。

C/T：0用于定時器;1用于計數器。

M1M0：工作方式

M1,M0       范圍               特性

0,0工作方式0   13位，8192次         為了和51  的前輩48系列兼容。

0,1工作方式1   16位，65536次        16位，其他特性與工作方式0相同，比較常用。

1,0工作方式2   8位，256次           自動再裝入預置數，預置數放在T0（或T1）

                             的高8位中，只有低8  位參與計數，通常用于

                             波特率發生器。

1,1工作方式3   8位，256次           TH0只能作為定時器用，TL0可作定時器或計數

                             器。溢出標記：TL0  還是用原來的T0的標記，

                             而TH0則借用T1的標記，因此只有在T1  以工

                             作方式2  運行時，才讓T0 工作于方式3。

特殊功能寄存器TCON(88H)

      用于定時/計數器                   用于中斷

TF1     TR1    TF0     TR0     IE1    IT1     IE0     IT0

TR0/TR1：定時器 的開關。

TF0/TF1：計數溢出后由0變為1

IT0/IT1：定時器/計數器中斷允許位。

在今天的分享中我們學習下單片機/計數器的使用，在前面的分享中我們接觸到了單片機時鐘周期、機器周期和指令周期的概念，我們再溫習下：

  1時鐘周期  = 1/晶振頻率M

  1機器周期  = 12( 51系列為12時鐘周期,有的改進型單片機是1時鐘周期 )× 時鐘周期=12(1) × (1/晶振頻率M)=1us(1/12us，如采用12M晶體)。

  如果12MHZ晶振工作在51單片機12T模式下，需要使用定時器進行50ms定時操作，定時器工作在方式1，那么我們該怎樣編寫程序呢？

  我們知道：

  12M的晶振每秒(s)可產生1M(10 6 us)個機器周期。

  50ms就需要50 × 1000us× 1us(1機器周期)個機器周期=50000個機器周期。

  如果定時器在方式1工作，是16位計數器，最大值為65536(2 16)，也就是能進行最大65536次計數。而50ms定時操作需要50000個機器周期，1個機器周期=1us，所以需要50000次計數操作。

為了計數器定時器工作，需要預先填充定時器初值(初值=定時器計數最大計數次數-所需定時計數次數)。所以需設置定時器初值 15536=65536-50000，即3CB0H(10進制15536轉換成16進制數3CB0)，所以TH0=0x3c，TL0=0xb0，高位就是 TH0的值，低位為TL0的值。

    如果使用11.0592MHZ的晶振，其他條件不變，11.0592M的晶振每秒可產生0.9216M個機器周期，50ms就需要46080 個機器周期。定時器在方式1工作，是16位計數器，最大值為65536，所以需設置初值19456=65536-46080，即4C00H，所以 TH0=0x4c，TL0=0x00。

    由上面的分析，我們可以得出推導16位定時器/計數器初值設定高8位TH0,低TL0的公式為：

    TH0=(65536-所需計數次數)/256=初值/256；

    TL0=(65536-所需技術次數)%6=初值%6；

    公式中的256是什么意思呢？我們的計時器是兩個8位組成的，那么要把那些差值裝進這兩個8位，計數從低8位開始，那么低8位最多能裝256 個機器周期，那么256計滿了就用高8位的，就是說低8位滿一次高8位加1，那么高8位裝多少，低8位就滿了幾次，算法就是用差值除一下256取其整數， 剩下的，就是還剩了小于256次數的就放在低8位，就是差值的余數。

  下面我們看個定時器/計數器0，產生定時中斷的例程。

  晶振頻率12M，其程序如下：

#include 

void timer0_init()

{

 TMOD = 0x01;        //定時器在方式1工作，是16位計數器，最大值為65536

 TL0 = 0xb0;           //給TL0賦計數初值0xb0

 TH0 = 0x3c;           //給TH0賦計數初值0x3c

 TR0 = 1;             //定時器開始計數

 ET0 = 1;             //定時器中斷允許

 EA = 1;             //開總中斷

} 

void main()

{

 timer0_init();

  w hile(1);

}

void timer0()  interrupt 1

{

 TH0=(65536-50000)/256;     //在中斷處理函數中需要重新給TH0賦初值。

 TL0=(65536-50000)%6;     //在中斷處理函數中需要重新給TL0賦初值。 

 加上我們希望的語句。  

} 

  上面給大家看了一段例程，講的是如何用定時器/計數器0實現中斷。單片機一般還有一個定時器/計數器1，它的編程和定時器/計數器0差不多。

   另外，單片機定時器/計數器的使用不單單體現在定時器中斷方面，但它們的使用都萬變不離其綜，大家掌握了一種用法，對于其它的應用也就不難掌握了。