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標題: 51單片機入門經驗分享4-定時器的使用 [打印本頁]

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作者: dabing89    時間: 2018-10-13 08:48
標題: 51單片機入門經驗分享4-定時器的使用


                                                    定時器的使用 ---20181013


好，繼續更新這個帖子，前邊我們點亮了流水燈，然而定時是用DELAY實現的，實際上在實際的項目中，DELAY基本上不會用，如果一個程序中，主循環有大量的DELAY出現，那么就不合理了，所以必須要用定時器 ，保證程序的實時性，這一貼，我們寫一個程序，用定時器0來實現LED間隔500MS閃爍的效果   ，代碼如下：   

1. /*******************************************************************
   
2. * 文件名  LED0 500MS閃爍
   
3. * 描述:        點亮LED---用定時器的辦法
   
4. * 2018-09-19 調試通過
   
5. * 功能  入門模板
   
6. * 作者: 大核桃
   
7. * 版本號:V1.00(2018.09.19)
   
8. ********************************************************************/
   
9. #include "config.h"
   
10. #include "intrins.h"
    
11. 
    
12. 
    
13. /*******************************************************************
    
14. * 文件名 變量重新定義區域
    
15. * 描述:        
    
16. * 功 能
    
17. * 作者:大核桃
    
18. * 版本號:V1.00(2018.09.17)
    
19. ********************************************************************/
    
20. 
    
21. typedef unsigned char uint8;//無符號字符型
    
22. typedef unsigned int  uint16;//無符號整型
    
23. typedef unsigned long uint32;//無符號長整型
    
24. 
    
25. 
    
26. /*******************************************************************
    
27. * 文件名:位重新定義區域 函數前置聲明
    
28. * 描述:        
    
29. * 功 能
    
30. * 作者:大核桃
    
31. * 版本號:V1.00(2018.09.17)
    
32. ********************************************************************/
    
33. void Delay500ms();                //@11.0592MHz
    
34. void MCU_Port_Init(void);
    
35. void Bsp_Tim0_Init(void);
    
36. 
    
37. sbit LED0 = P1^0;
    
38. sbit LED1 = P1^1;
    
39. sbit LED2 = P1^2;
    
40. sbit LED3 = P1^3;
    
41. sbit LED4 = P1^4;
    
42. sbit LED5 = P3^2;
    
43. sbit LED6 = P0^0;
    
44. sbit LED7 = P0^1;
    
45. 
    
46. bit flag500ms = 0;//500ms定時標志位
    
47. 
    
48. 
    
49. /*******************************************************************
    
50. * 文件名 main函數入口
    
51. * 描述:        
    
52. * 功 能
    
53. * 作者:大核桃
    
54. * 版本號:V1.00(2018.09.17)
    
55. ********************************************************************/
    
56. void main(void)
    
57. {
    
58.         MCU_Port_Init();//端口模式初始化函數
    
59.         Bsp_Tim0_Init();//定時器0初始化函數
    
60. 
    
61. 
    
62.         while(1)
    
63.         {           
    
64.                 if(flag500ms)
    
65.                 {
    
66.                         P2 = 0XFE;//1111_1110;
    
67.                 }
    
68.                 else
    
69.                 {
    
70.                    P2 = 0XFF;//1111_1111;        
    
71.                 }
    
72. 
    
73.         }
    
74. }
    
75. 
    
76. /*******************************************************************
    
77. * 文件名:void MCU_Port_Init(void)
    
78. * 描述:        MCU端口上電初始化函數
    
79. * 功 能
    
80. * 作者:大核桃
    
81. * 版本號:V1.00(2018.09.17)
    
82. ********************************************************************/
    
83. void MCU_Port_Init(void)
    
84. {
    
85.         //第0 和1位配置推完輸出模式，大電流
    
86.         P0M1 = 0XFC; //        1111_1100
    
87.         P0M0 = 0X03; // 0000_0011
    
88. 
    
89.         //第01234位配置推完輸出模式，大電流,567配置高阻輸入，用于ADC
    
90.         P1M1 = 0XE0; //1110_0000        
    
91.         P1M0 = 0X1F; //0001_1111
    
92. 
    
93.         //P2配置位準雙向口
    
94.         P2M1 = 0X00; //0000_0000        
    
95.         P2M0 = 0X00; //0000_0000
    
96. 
    
97.         P2 = 0XFF;//P2口初始化為1
    
98. 
    
99.         //P5配置位準雙向口
    
100.         P5M1 = 0X00; //0000_0000        
     
101.         P5M0 = 0X00; //0000_0000
     
102. 
     
103.         P5 = 0XFF;//P5口初始化為1
     
104. 
     
105.         //P3 23467推完輸出
     
106.         P3M1 = 0X00; //0000_0000        
     
107.         P3M0 = 0XFC; //1101_1100
     
108. 
     
109.         P3 = 0X23;  //0010_0011
     
110. 
     
111. 
     
112.         //上電IO默認是0
     
113.         LED0 = 1;//輸出1
     
114.         LED1 = 0;
     
115.         LED2 = 0;
     
116.         LED3 = 0;
     
117.         LED4 = 0;
     
118.         LED5 = 0;
     
119.         LED6 = 0;
     
120.         LED7 = 0;//
     
121.                
     
122. }
     
123. 
     
124. /*******************************************************************
     
125. * 文件名:void Bsp_Tim0_Init(void)
     
126. * 描述:        定時器0初始化函數
     
127. * 功 能
     
128. * 作者:大核桃
     
129. * 版本號:V1.00(2018.09.19)
     
130. ********************************************************************/
     
131. void Bsp_Tim0_Init(void)                //1000微秒@11.0592MHz
     
132. {
     
133.         AUXR |= 0x80;                //定時器時鐘1T模式
     
134.         TMOD &= 0xF0;                //設置定時器模式
     
135.         TMOD |= 0X01;      
     
136.         TH0 = 0xD4;                    //設置定時初值
     
137.         TL0 = 0xCD;                    //設置定時初值
     
138.         TR0 = 1;                    //定時器0開始計時
     
139.         ET0 = 1;            //使能定時器0的中斷
     
140.         EA = 1;             //打開總中斷
     
141. }
     
142. 
     
143. /*******************************************************************
     
144. * 文件名:TIM0_IRQ_Handler
     
145. * 描  述:中斷服務函數        
     
146. * 功  能 中斷服務標號 INT0 ET0 INT1 ET1 UART1 ADC LVD TIME2
     
147. * 優先級：                      0            1    2         3          4           5   6    12
     
148. * 版本號:V1.00(2018.09.19)
     
149. ********************************************************************/
     
150. void TIM0_IRQ_Handler(void) interrupt 1
     
151. {
     
152.     static uint16 tmr500ms = 0;
     
153. 
     
154.         TH0 = 0xD4;                    //設置定時初值
     
155.         TL0 = 0xCD;                    //設置定時初值
     
156. 
     
157.         tmr500ms++;
     
158.         if(tmr500ms >= 500)
     
159.         {
     
160.                 tmr500ms = 0;
     
161. 
     
162.                 flag500ms = !flag500ms;        //500MS閃爍
     
163.         }
     
164.         
     
165.                
     
166. }

復制代碼

因為在實際使用中，定時器和中斷都是在一起配合使用，所以這兒我們就不分開，但是要說的是，定時器是硬件，是單片機內部存在的一個模塊，而中斷僅僅是一種處理問題的機制，上面這個d代碼看著不多，但是消息量很大，我們一點一點解剖，理解了定時器的的原理，等你上手STM32的時候，定時器原理可以直接不看，直接拿來用就好了。
    先從STC89C52RC的開始說起，我們知道,STC89C52RC是標準51內核，在標準51的體系下，12個時鐘周期是一個機器周期，啥意思呢？比如你的外部晶振是11.0592MHZ,那么11059200的倒數，也就是周期了，這個倒數叫做時鐘周期，也叫震蕩周期，算一下時間，1/11059200 = 0.0904US,這就是STC89C52的時鐘周期，那么51單片機就規定，12個這樣的時鐘周期為一個機器周期，所以在乘以12，那么一個機器周期的數值是1.085US，注意這是在11.0592MHZ下，如果是在12MHZ下，那么一個機器周期就是1US，這就是定時器的時間基準。我們再來看下，如果我們用STC89C52來做一個500MS的定時器該怎么做呢？配置如下即可實現：

1. /*******************************************************************
   
2. * 文件名:void Bsp_Tim0_Init(void)
   
3. * 描述:        定時器0初始化函數
   
4. * 功 能
   
5. * 作者:大核桃
   
6. * 版本號:V1.00(2018.09.19)
   
7. ********************************************************************/
   
8. void Bsp_Tim0_Init(void)                //1000微秒@11.0592MHz
   
9. {
   
10.         TMOD &= 0xF0;                //設置定時器模式
    
11.         TMOD |= 0X01;      
    
12.         TH0 = 0xFC;                    //設置定時初值
    
13.         TL0 = 0x66;                    //設置定時初值
    
14.         TR0 = 1;                    //定時器0開始計時
    
15.         ET0 = 1;            //使能定時器0的中斷
    
16.         EA = 1;             //打開總中斷
    
17. 
    
18. }
    
19. 
    
20. /*******************************************************************
    
21. * 文件名:TIM0_IRQ_Handler
    
22. * 描  述:中斷服務函數        
    
23. * 功  能 中斷服務標號 INT0 ET0 INT1 ET1 UART1 ADC LVD TIME2
    
24. * 優先級：                      0            1    2         3          4           5   6    12
    
25. * 版本號:V1.00(2018.09.19)
    
26. ********************************************************************/
    
27. void TIM0_IRQ_Handler(void) interrupt 1
    
28. {
    
29.     static uint16 tmr500ms = 0;
    
30. 
    
31.         TH0 = 0xFC;                    //設置定時初值
    
32.         TL0 = 0x66;                    //設置定時初值
    
33. 
    
34.         tmr500ms++;
    
35.         if(tmr500ms >= 500)
    
36.         {
    
37.                 tmr500ms = 0;
    
38. 
    
39.                 flag500ms = !flag500ms;        //500MS閃爍
    
40.         }
    
41.         
    
42.                
    
43. }

復制代碼

還是來解釋下，首先定時器的配置步驟是這樣的：
1.先設置TMOD這個寄存器，選擇定時器0的模式寄存器，配置定時器0為16位不可重裝載模式

2.設置定時器的定時初值，高八位和低八位
3.打開定時器的運行標志位，因為TCON是一個可位尋址的寄存器，所以直接TR0 = 1;就好。
4.使能定時器0的中斷ET0
5.打開總中斷EA
OK，這樣就配置好了寄存器，定時器也可以工作了，然而我們了解定時器是怎么運行的了嗎？沒有！！！很多人不知道為啥是這個數值，而且定時器的的初值還有好幾種寫法，如果有人用了不一樣的而寫法，你一定要知道是等價的寫法。


  關于初值的計算
   我們知道定時器0是一個16位的定時器，最大計數65536(0-65535)分為高八位和低八位，TH0存儲的是高八位的數據，TL0存儲的是低八位的數據，0XFC是一個16進制數值，換算10進制是252，0X66是102，我們知道低八位最大計數到255，TH0就變成1，然后進位，清零，又開始從0計數，那么我們可以算算這個初值是多少？252*256 +１０２　＝　64614，而64614的１６進制表示形式就是0XFC66,這樣我們就搞清楚定時器的計時原理了，如下所示，初值代碼可以改寫成這樣：

1. TH0 = (65535 - 921) / 256;                    //設置定時初值
   
2.         TL0 = (65535 - 921) % 256;                    //設置定時初值

復制代碼

也就是說，我們讓單片機從64614開始計數，到65535溢出，總共計數921個，而我們又知道1個機器周期是1.085US，那么921個機器周期是多少呢？921*1.085 = 1000US,正好是1MS的定時，我們在程序中讓其溢出500次，那么不就是500MS了嗎？就是這樣來的，原理一定要搞清楚。不管什么STM32，64，128都是這樣的原理{:lol:}。關于中斷使用的時候，打開使能就好了，EA是總中斷使能位，如果這個不打開，ET0單獨打開是沒用的，這才是一把手。
   關于STC15W系列的定時器
好了，既然我們搞清楚了，STC89C52的定時器的原理了，我們來看下,STC15W的定時器配置，因為我們都是定時1MS，那么，為啥初值不一樣呢？我們來算下STC15W的這個初值對應的10進制數值是多少？是54477，好陌生的數字，怎么來的呢？65536-54477 = 11059,也就是說在STC15W的內核下，我們只要計數11059個，就可以達到1MS的定時，我們知道，STC15W是單周期的時鐘，也就是說我們不12分頻，我們直接就是一個時鐘周期就是一個機器周期，（1/11059200）*11059 = 1ms,明白了吧？所以，本節的程序代碼，也可以這樣寫,是一樣的作用的。

1. /*******************************************************************
   
2. * 文件名:void Bsp_Tim0_Init(void)
   
3. * 描述:        定時器0初始化函數
   
4. * 功 能
   
5. * 作者:大核桃
   
6. * 版本號:V1.00(2018.09.19)
   
7. ********************************************************************/
   
8. void Bsp_Tim0_Init(void)                //1000微秒@11.0592MHz
   
9. {
   
10.         AUXR |= 0x80;                //定時器時鐘1T模式
    
11.         TMOD &= 0xF0;                //設置定時器模式
    
12.         TMOD |= 0X01;      
    
13. //        TH0 = 0xD4;                    //設置定時初值
    
14. //        TL0 = 0xCD;                    //設置定時初值
    
15.         TH0 = (65535 - 11059) / 256;//設置定時初值
    
16.         TL0 = (65535 - 11059) % 256;//設置定時初值
    
17.         TR0 = 1;                    //定時器0開始計時
    
18.         ET0 = 1;            //使能定時器0的中斷
    
19.         EA = 1;             //打開總中斷
    
20. 
    
21. }

復制代碼

關于在單片機中大量存在的& |運算的詳細說明
    其實這個，不太想說，但無奈上網看到好多初學者根本不知道& |的作用，還是詳細的說明下比較好，以定時器0的配置為例。
    AUXR |= 0x80; AUXR是一個輔助寄存器，這不需要多說，|= 0x80有什么講究呢？|（或），是讓某一位置1的意思，讓那一位置一呢？很明顯，讓是1的那一位置一，0X80不就是最高位是1嗎？那就是讓最高位置一好了，有人說，這有啥用呢？本來不就是1嗎？人家還有后半句，而其他位保持不變，其他位？啥位？等于0的那些對吧？也就是低7位不變了。這樣操作有啥好處呢？我們知道ET0 = 1;TR0 = 1;之所以可以這樣操作，是因為他們可以被位尋址，可以進行單獨的位操作，而AUXR是不可以進行位尋址的，因此一次操作必須操作8個位，你想想看，AUXR這個寄存器的功能如下圖：

   你能保證直接讓AUXR = 0X80，不對其他位造成影響嗎？現在大家的編程還比較簡單，只有一個定時器，要是用到3個，4個定時器呢？這樣不就互相干擾了嗎？扯淡么？所以 & |的重要性也就凸現出來了。
   再來看后面這2句，很明顯TMOD是不可以位尋址的，按照我們剛才的分析，|是讓某一位置一，那么&,自然就是讓某一位清零了，來看下0XF0，二進制是1111_0000，也就是低4位置0，高4位不要管，因為&是乘法運算啊，只要都是1，那么就是1，很明顯讓低4位清零，下一句是0000_0001，讓最低為置一啊，對吧，要注意，這里的2句是連續操作的，不是單獨的的操作，什么意思？前者的運算結果，又給了后者，所以我們總體來看這2句代碼，先讓低四位清零，高四位不變，然后將這個結果進行或運算，讓最低位置一，而高7位都不變，因為任何數|還是任何數啊，對吧，這就達到了一個互不干擾的目的，這樣的代碼在STM32上好多好多的，都是起到一個互不干擾的作用。這樣的做法可以確保定時器0和定時器1是獨立的，如果我們不這樣做，你看看是工作在啥模式？除了定時器配置在16位不可重裝模式在，定時器1被配置在了16位自動重裝定時器，我們沒有使用定時器1，萬一出錯怎么辦？這就不好了。
  

關于自動重裝載和不可自動重裝模式
  其實，沒啥太大的區別，如果是自動重裝，那么在中斷服務函數中，TH0 TL0就不需要去再去重新賦值了，直接刪掉就好，如果不是自動重裝，則必須要加。還差點忘了一個事，你怎么確定你的定時是500MS呢？答案不能靠眼睛看把，看看示波器觀察的結果，嗯，是對的。如下圖，1S 1HZ的方波信號

好了，今天就到這里吧，代碼上傳 004 定時器的使用.rar (30.68 KB, 下載次數: 92)

2018-10-14 18:50 上傳

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作者: 哈哈我哈哈    時間: 2018-10-14 14:51
我不明白為啥這么好的分享瀏覽量這么低呢，樓主加油

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作者: dabing89    時間: 2018-10-14 15:28

哈哈我哈哈 發表于 2018-10-14 14:51
我不明白為啥這么好的分享瀏覽量這么低呢，樓主加油

謝謝支持

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作者: djz_1688    時間: 2018-10-26 09:53
樓主厲害

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作者: qq76832893    時間: 2018-10-27 16:29
感謝分享，正在學習單片機，

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作者: XMJ.    時間: 2018-10-27 22:41
感謝分享

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作者: vectorxu    時間: 2018-10-29 14:15

感謝分享，正在學習單片機，

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作者: y352715553    時間: 2018-10-29 22:45
真的好實用，正好解決了我的疑惑，力贊！！！！！

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作者: enchidianzi    時間: 2018-11-2 06:55
挺不錯的資料

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作者: 打雜的    時間: 2018-11-15 18:25
咋沒有專門寫匯編語言的內容？

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作者: 紫色的云    時間: 2018-11-20 08:49
謝謝樓主的分享，很詳細的講解

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作者: jake-119001234    時間: 2018-11-20 11:33
好東東，下載學習下！！1

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作者: 陳臣塵    時間: 2018-11-21 01:22
樓主，我有個地方不懂，從第二次溢出開始，進入中斷后tmr500ms不是都會重新賦值為零嗎，這樣子不是不會大于或等于500嗎，那怎么執行if函數

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作者: dabing89    時間: 2018-11-21 15:40

陳臣塵 發表于 2018-11-21 01:22
樓主，我有個地方不懂，從第二次溢出開始，進入中斷后tmr500ms不是都會重新賦值為零嗎，這樣子不是不會大于 ...

void TIM0_IRQ_Handler(void) interrupt 1
{
    static uint16 tmr500ms = 0;

        TH0 = 0xFC;                    //設置定時初值
        TL0 = 0x66;                    //設置定時初值

        tmr500ms++;//這個你應該沒有看到

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作者: 時光倒影    時間: 2018-12-13 11:39
謝謝樓主分享

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作者: cjh060594766    時間: 2018-12-24 14:33
學習 學習

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作者: 2019keil    時間: 2019-1-23 11:46
感謝分享

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作者: dianzifashaoyou    時間: 2019-3-23 21:42
謝謝分享好好學習。

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作者: duan子    時間: 2019-4-14 14:46
謝謝分享好好學習

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作者: qiaohw519    時間: 2019-4-14 16:34
這個文章真是太接地氣了，基本上把定時掰開了講清楚了
說的非常好，初學者都能夠看懂，
受益良多

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作者: he992790757    時間: 2019-6-15 14:24
感謝分享!!!

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作者: yfpc2006    時間: 2019-7-28 18:23
很適合初學者，或者這方面理解不清的朋友！
講的非常好，樓主加油～～～～～

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作者: 小黑屋525    時間: 2019-7-28 18:37
這是真的好貼，加油！

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作者: mengbook    時間: 2019-8-15 08:31
樓主 是怎么自學的

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作者: baiwj2004    時間: 2020-2-11 07:21


感謝分享，正在學習單片機，

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作者: sklx24503    時間: 2020-6-16 15:12
謝謝樓主的分享，很詳細的講解

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作者: shineben    時間: 2020-9-2 16:36
樓主,還有后續經驗分享嗎??

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作者: maozj    時間: 2020-9-15 22:38
講解的很清楚，謝謝！

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作者: seethrufxl    時間: 2021-1-12 16:38
樓主高手，謝謝了！

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作者: 51mcu學習    時間: 2021-1-23 20:14
感謝分享，正在學習單片機!

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作者: 山外天驚天外山    時間: 2021-2-10 20:52
http://m.raoushi.com/bbs/dpj-202537-1.html

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作者: lsh04    時間: 2021-3-2 08:50
感謝分享，正在學習單片機

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作者: lsg0280    時間: 2021-7-9 17:57
溫習定時器的使用，多看看有啟發。

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作者: andygo    時間: 2022-3-7 09:43
對初學者很友發，值得多看幾次

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作者: mcuhui    時間: 2022-4-9 18:53
這樣的C教材還是第一次拜讀，比那些所謂名校的教材更加通俗易懂

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作者: yaofuming    時間: 2022-5-1 20:34
別的不服，就服樓主。&、|、TH0、TL0講得非常非常清楚！

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作者: 人生涅槃    時間: 2022-6-22 17:28
謝謝樓主我會來學習的

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作者: zzzzz8840    時間: 2022-10-19 10:44
就是定時器搞不懂，這文章太好了，萬分感謝！

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作者: wyl138    時間: 2022-10-31 20:19
聽君一席話，勝讀十年書，拜謝！

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作者: Olivialivia    時間: 2022-12-29 16:44
說實話，這是我看過講定時器講的最清楚的了，點贊

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作者: 51老鷹    時間: 2023-2-1 10:09
終于知道為什么要這樣了，感謝樓主。

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作者: chengchun    時間: 2023-3-26 16:40
寫得太好了，剛接觸51單片機，簡單的點亮LED和花樣流水燈都會了，開始學習更深的知識，謝謝

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作者: Q__Q    時間: 2023-5-13 15:01
謝謝樓主 這篇我看懂了來龍去脈了 終于對定時器明白了一些 收藏學習

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