今天分享的是89c51系列單片機的內部資源定時器/計數器，在所有的嵌入式系統中都包含這兩個內部功能。首先先瞭解幾個定時器/計數器相關的概念：•時鐘周期：時鐘周期 T 是時序中最小的時間單位，具體計算的方法就是1/時鐘源頻率，（一般單片機採用的是11.0592mHz）•機器周期：我們的單片機完成一個操... ...
今天分享的是89c51系列單片機的內部資源定時器/計數器，在所有的嵌入式系統中都包含這兩個內部功能。
首先先瞭解幾個定時器/計數器相關的概念：
•時鐘周期：時鐘周期 T 是時序中最小的時間單位，具體計算的方法就是1/時鐘源頻率，（一般單片機採用的是11.0592mHz）
•機器周期：我們的單片機完成一個操作的最短時間。標準51單片機，一個機器周期是 12 個時鐘周期，也就是 12/11059200 秒。
•定時器：當T/C工作在定時器時，對振蕩源12分頻的脈衝計數，即每個機器周期計數值加1,計數頻率=當前單片機工作頻率/12。當單片機工作在12MHz時，計數頻率=1MHz，單片機每1us計數值加1。
•計數器：計數脈衝來自外部脈衝輸入引腳 T0(P3.4)或T1(P3.5)。當T0或T1引 腳上負跳變時計數值加1。識別引腳上的負跳變需要2個機器周期，即24個振蕩周期。所以T0或者T1 輸入的可計數外部脈衝的最高頻率為當前單片機工作頻率/24。當單片機工作在12MHz時，最高計數頻率 為500KHz，高於該頻率將計數出錯。
定時器/計數器所涉及到的寄存器如下：
其中TCON為定時器/計數器T0,T1的可控制及竄起，同時也鎖存T0,T1溢出中斷源和外部請求中斷源等。
TCON寄存器可以進行位定址
TCON中每一位的使用如下：
註：
TF1:定時器/計數器T1溢出標誌。T1被允許計數以後，從初值開始加1計數。當最高位產生溢出時由硬體置‘1’TF1，向CPU發送中斷請求，一直保持到CPU響應中斷時，由硬體自動清零，當不執行中斷時，也可以通過查詢的方式對TF1標誌位進行軟體清零
TR1:定時器T1的運行控制位。由軟體置位和清零。當GATE(TMOD.7)=0,TR1=1時就運行T1開始計數，TR1=0時禁止T1計數。當GATE(TMOD.7)=1,TR1=1且INTI外部輸入高電平時，才允許T1計數
TF0:同TF1擁有兩種清零方式
TMOD寄存器不可位定址：
每一位的使用如下：
THx/TLx（x=0,1）介紹如下：
T/C是16位的，計數寄存器由TH高8位和TL低8位構成。
在特殊功能寄存器（SFR）中，
對應T/C0為TH0和TL0；
對應T/C1為TH1和TL1。
定時器/計數器的初始值通過TH1/TH0和TL1/TL0設置。
定時器模式介紹：
•模式 0（M1=0,M0=0），是8位計數器帶32分頻的預分頻器。該模式下，定時器0配置為13位的計數器，由TL0的低5位和TH0的8位構成。TL0的低5位溢出向TH0進位，TH0計數溢出置位TCON中的溢出標誌位TF0.
工作模式示意圖：
•模式 1（M1=0,M0=1），是THn和TLn組成了一個16位的定時器,計數範圍是0～65535，溢出後,只要不對THn和TLn重新賦值,則從0開始計數。（最常用的一種定時模式）
工作模式示意圖：
•模式 2 （M1=1,M0=0），是8位自動重裝載模式,只有TLn做加1計數,計數範圍0～255,THn的值並不發生變化,而是保持原值,TLn溢出後,TFn就直接置1了,並且THn原先的值直接賦給TLn,然後TLn從新賦值的這個數字開始計數。 （常用於串口通信）
工作模式示意圖：
•模式 3（M1=1,M0=1），兩個8位計數器。對定時器1，在模式3時，定時器1停止計數，效果與將TR1設置為0相同。對於定時器0，此模式下定時器0的TL0及THO作為兩個獨立的8位計數器。模式3為了增加一個附加的8位定時器/計數器而提供的，使單片機具有三個定時器/計數器。
模式示意圖以及對示意圖的分析如下：
•1、TR0 和下邊或門電路的結果要進行與運算，TR0 如果是 0 的話，與運算完了肯定是 0，所以如果要讓定時器工作，那麼 TR0 就必須置 1。
•2、這裡的與門結果要想得到 1，那麼前面的或門出來的結果必須也得是 1 才行。在 GATE 位為 1 的情況下，經過一個非門變成 0，或門電路結果要想是 1 的話，那 INT0 即 P3.2 引腳必須是 1 的情況下，這個時候定時器才會工作，而 INT0 引腳是 0 的情況下，定時器不工作， 這就是 GATE 位的作用。
•3、當 GATE 位為 0 的時候，經過一個非門會變成 1，那麼不管 INT0 引腳是什麼電平，經過或門電路後都肯定是 1，定時器就會工作。 4、要想讓定時器工作，就是自動加 1，從圖上看有兩種方式，第一種方式是那個開關打 到上邊的箭頭，就是 C/T = 0 的時候，一個機器周期 TL 就會加 1 一次，當開關打到下邊的箭 頭，即 C/T =1 的時候，T0 引腳即 P3.4 引腳來一個脈衝，TL 就加 1 一次，這也就是計數器功能。
不同方式下單片機的最大定時間隔：
•公式：單片機的一個機器周期=12/工作頻率。
•那麼當前單片機的機器周期=12/12MHz=1us
•方式0 13位定時器最大定時器間隔=213 X 1us=8.192ms
•方式1 16位定時器最大定時器間隔=216 X 1us=65.536ms
•方式2 8位定時器最大定時器間隔=28 X 1us=256us
•假如需要50ms的定時，則需要選擇方式1
定時器初值的計算：
•定時時間為50ms時：選擇模式一
•那麼設計數器初始值為t,同時機器周期為1us，
•即(65536-t）x 1us=50000us
•t=65536-50000
•那麼
•TH0= （65536-50000 ）/256
•TL0=（65536-50000）%256
實驗案例：50msLED燈閃爍：
•50ms延時的定時器初值計算 (我們採用10ms一延時的方式)
•假設我們單片機的時鐘源為12MHz，則機器周期T=1us
•設計數器的初值為t，採用方式一
•則（2^8-t）*1us=10000us 所以t=(2^8-1000)=(65536-10000)
•TH0=(65536-10000 ）/256 =0xD8
TL0=(65536-10000）%256 =0XF0
電路原理圖如下：
程式設計如下：
定時器初始化：
main函數如下：
源代碼如下：
#include "51_Include.h"
void GPIO_Init(void);
void Timer_Init(void);
void main(void)
{
uint32 cnt=0;
delay(100);//等待系統上電穩定運行
GPIO_Init();//初始化GPIO埠功能
Timer_Init();//初始化定時器
while(1)
{
/***********************************************************
*本部分添加程式執行的內容，也可根據用戶開發需要，將while迴圈去掉
************************************************************/
if (TF0 == 1) //判斷定時器0是否溢出
{
TF0 = 0; //T0 溢出後，清零溢出標誌
TH0 = 0xD8; //定時器重新賦初值
TL0 = 0xF0;
cnt++; //計數值自加1，沒加一次代表計時10ms
if (cnt >= 50) //判斷 T0 溢出是否達到100次即50*10=500ms=0.5s
{
cnt = 0; //達到50次後計數值清零，重新開始計數
led_1 = ~led_1; //LED 取反：0-->1、1-->0
}
}
}
}
/************************************************************
* 函數名：void GPIO_Init(void)
* 參 數：無
* 功 能：初始化IO口
* 作者：Mr.Wang
* 日期：2018-01-10
*************************************************************/
void GPIO_Init(void)
{
/***********************************************************
*本部分添加GPIO初始化執行的內容
************************************************************/
led_1=0;//初始化GPIO引腳為低電平
}
/************************************************************
* 函數名：void Timer_Init(void)
* 參 數：無
* 功 能：初始化Timer
* 作者：Mr.Wang
* 日期：2018-01-28
*************************************************************/
void Timer_Init(void)
{
TMOD=0X01;//設置定時器為模式一
TH0 = 0xD8;//裝載初值 (65536-10000)/256=216=0xd8
TL0 = 0xf0;//裝載初值 (65536-10000)%256=240=0xf0
TR0=1;//Timer開始計數
}
