C51 单片机开发定时器计时10ms的计算

码农UP2U

发布于 2024-05-20 16:32:55

4350

发布于 2024-05-20 16:32:55

文章被收录于专栏：嵌入式码农UP2U

本篇文章整理一下关于定时器如何定时指定的时间，也来详细的整理一下关于定时器/计数器相关的寄存器。本文比较长，中间的过程可能觉得乏味，如果希望直接知道如何简便搞定，直接拉到末尾看 STC-ISP 是如何生成初始化定时器寄存器即可。说实话，这么长的内容不用也会忘记，所以用的时候知道去哪查就行了！

0x01：定时器/计数器相关的寄存器

前面的文章把晶振、时钟周期、机器周期这些概念都介绍了，也整理关于晶震频率和时钟周期、机器周期之间的计算，以及机器周期和计数是怎么换算的。

理论知识比较抽象，当理论知识有了以后，接下来就要了解一些比较具象的部分了。那么就把关于定时器相关的寄存器来进行介绍。

关于定时器/计数器的寄存器在手册的 P185 有介绍，如下图所示。

在图中，TL0、TL1、HT0 和 TH1 是用来进行计数的寄存器。其中 TL0 和 TH1 是定时器 0 的低 8 位和高 8 位，TL1 和 TH1 是定时器 1 的低 8 位和高 8 位。

TCON 是定时器的控制寄存器，TMOD 是定时器的工作方式寄存器。它们的说明在手册的 P60，如下图。

0x02：定时器/计数器寄存器介绍

TL0 和 TH0 组成了定时器 0，TL1 和 TH1 组成了定时器 1。我们这里就针对定时器 0 展开说明，毕竟它们两个定时器的寄存器概念是相同的。

TL0 是一个 8 位的寄存器，8 位的寄存器可以表示 256 种状态，也就是说，如果单独使用 TL0 可以数 256 下。如果只数 256 下的话，对于我们开发板上的晶振的频率而言，相当于只能是 256 * 1.085 微秒，即约等于 277 微秒的时长。太短了！

TH0 也是一个 8 位的寄存器，如果使用 TL0 和 TH0 构成的 16 位寄存器来计数，那么就相当于可以数 65536 下，那么相当于 65536 * 1.085 微秒，约等于 71 毫秒的时长。也不长，不过比只用 TL0 好很多！

对于这种两个 8 位寄存器构成一个 16 位寄存器的情况其实我们并不陌生，比如在 80x86 架构下，通用寄存器也是有类似情况的，比如 AX 的 AH 和 AL、还有 BX 的 BH 和 BL 等。懂的都懂，不懂的话，考虑一下，如果一个算盘有 8 位，那么两个算盘合在一起，是不是可以算的位数就更多了。

0x03：定时器/计数器控制寄存器 TCON 介绍

TL0 和 TH0 同时使用可以数 65536 下，大约是 71 毫秒。但是当数到 65536 下的时候会如何呢？

在手册 P186 给出了关于 TCON 的说明，如下图：

从上图可以看出，也就是当数数超过 65536 时会产生溢出，如果使用的是 T0 定时器/计数器的话，那么会影响 TCON 寄存器的 B5 位，也就是 TF0 位。这个和 80x86 架构的 EFLAGS 寄存器的 CF 位类似。

在定时或计数的时候，我们怎么知道定时器的定时可以触发了，或者怎么知道计数的数已经累计完成了？那么就是需要让计数器溢出，也就是让 TF0 或 TF1 的标志位置位。

0x04：如何让定时器/计数器来完成指定时长

那我们知道，使用 TL0 和 TH0 可以数 65536 下，数完 65536 下以后经过了 71 毫秒，数到 71 毫秒时 TF0 会被置位。但是，如果我们向要数 10 毫秒的话，如何让 TF0 置位呢？其实我们可以给 TL0 和 TH0 指定一个初始值，不要让 TL0 和 TH0 都从 0 开始数就可以了。

我们可以这样来计算，10毫秒 / 1.085微秒 = 9216，相当于 10 毫秒需要定时器/计数器去数 9216 下。那么数 9216 下以后我们希望 TF0 被置位，那么我们需要从多少开始数呢？即 65536 - 9216 = 56320，也就是我们让 TL0 和 TH0 从 56320 开始数就行了，也就是我们给 TL0 和 TH0 的初始值时 56320 就可以了。让它们从 56320 开始数，数 9216 下，就到了 65536 了，这时 TF0 被置位，此时也就经过了 10 毫秒。

把 56320 转换为 16 进制是 0xDC00，那么设置 TL0 是 0x00，设置 TH0 是 0xDC，这样就可以让它们从 56320 开始数了。