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定时/计数器的原理和应用

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    定时/计数器实质上是一个加1计数器,计数值是存在THX,TLX(X取0或1)这2个8位的寄存器里的.它随着计数器的输入脉冲进行自加1,也就是每来一个脉冲,计数器就自动加1,,当加到计数器为全1时,再输入一个脉冲就使计数器回零,且计数器的溢出使相应的中断标志位置1,向CPU发出中断请求(定时/计数器中断允许时)。如果定时/计数器工作于定时模式,则表示定时时间已到;如果工作于计数模式,则表示计数值已满。
    定时/计数器T0和T1的原理图:
    除了用于存计数值的寄存器外,还有2个寄存器,一个是工作方式寄存器TMOD,作用是确定T0/T1的工作方式和功能。第二个是控制寄存器TCON,作用是控制T0/T1的启动和停止及设置溢出标志.    
工作方式寄存器TMOD的原理图:
每一位功能说明


然后这个工作方式一般都是选方式1的,因为这时候是16位定时/计数器,就是把THX和TLX的全部位也就是16位都用来存计数值了,这样子的话能存的计数值是65535。 ps:再计一个数就溢出变成0了

控制寄存器TCON的原理图:
位说明:

另外补充说明一下只有高4位是用于定时/计数器的,低4位是用于外部中断0和1的.
最后总结一下当我们使用于定时/计数器时需要做的事
1.对TMOD赋值,以确定T0,T1的工作方式和功能

2.计算初值,并将其写入THX,TLX
3.要用定时/计数器中断时,要对EA赋值,开放定时器中断.

4.使TR1/TR0置位,启动定时/计数器T0/T1来定时或计数.
接下来具体说说怎么计数初值,在这之前要先理解机器周期,因为TH0,TL0存的计数值是每一个机器周期加1的

机器周期也就是CPU完成一个基本操作所需要的时间。
机器周期=1/单片机的时钟频率。
51单片机内部时钟频率是外部时钟的12分频。也就是说当外部晶振的频率输入到单片机里面的时候要进行12分频。比如说你用的是12MHZ的晶振,那么单片机内部的时钟频率就是12/12MHZ,当你使用12MHZ的外部晶振的时候。机器周期=1/1M=1us。
而我们定时1ms的初值是多少呢,1ms/1us=1000。也就是要计数1000个数,初值=65536-1000(初值=溢出值-计数值)=64536.
计算出初值以后就把初值存到THX,TLX里,TLX=初值%256,THX=初值/256.可以把计数值理解为256进制的数,THX存的是高位,TLX存的是低位,低位每满256就清0,同时向高位(THX)进1.

下面贴一份应用了定时器的代码,目的是在点阵上轮流显示1到10.

#include "reg51.h"
#include<intrins.h>            

typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;


sbit SRCLK=P3^6;                  
sbit RCLK=P3^5;
sbit SER=P3^4;

u8 code tabledu[]={
0x00,0x00,0x12,0x3E,0x02,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x26,0x2A,0x32,0x00,0x00,0x01,
0x00,0x00,0x2A,0x2A,0x3E,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x38,0x08,0x3E,0x00,0x00,0x01,
0x00,0x00,0x3A,0x2A,0x2E,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x3E,0x2A,0x2E,0x00,0x00,0x01,
0x00,0x00,0x20,0x20,0x3E,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x3E,0x2A,0x3E,0x00,0x00,0x01,
0x00,0x00,0x3A,0x2A,0x3E,0x00,0x00,0x01,0x00,0x3E,0x00,0x3E,0x22,0x3E,0x00,0x01
};//段选数据表,输入到74hc595芯片

u8 code tablewe[]={                                     
0x7f,0xbf,0xdf,0xef,
0xf7,0xfb,0xfd,0xfe
};//位选表,用于依次点亮1到8列


void Hc595(u8 dat)   //要注意输入到595的数据只能是u8型                     
{
	u8 a;
	SRCLK=0;
	RCLK=0;

	for(a=0;a<8;a++)
	{
			SER=dat>>7;
			dat<<=1;
		
			SRCLK=1;
			_nop_();
			_nop_();
		  SRCLK=0;
	}
	RCLK=1;
	_nop_();
	_nop_();
	RCLK=0;
}

void main()
{
    static u8 i=0;       
    static u8 b=0;
    static u16 cnt=0;
	
    TMOD=0x01;                           
    TH0=(65536-1000)/256;//计数值为1000,每1ms溢出一次
    TL0=(65536-1000)%256;
    TR0=1;
	
    while(1)
    {
        if(TF0==1)                          
        {
            TF0=0;                                  
            TH0=(65536-1000)/256;                      
            TL0=(65536-1000)%256;
            cnt++;
            if(cnt==1000)//当前的数字显示了1s后,显示下一个数字                                  
            {
                cnt=0;                                
                if(b==80)                            
                {
                    b=0;
                }
            }
            Hc595(0x00);                        
            switch(i)                               
            {
            case(0):P0=tablewe[i];Hc595(tabledu[b+i]);i++;break;
            case(1):P0=tablewe[i];Hc595(tabledu[b+i]);i++;break;
            case(2):P0=tablewe[i];Hc595(tabledu[b+i]);i++;break;
            case(3):P0=tablewe[i];Hc595(tabledu[b+i]);i++;break;
            case(4):P0=tablewe[i];Hc595(tabledu[b+i]);i++;break;
            case(5):P0=tablewe[i];Hc595(tabledu[b+i]);i++;break;
            case(6):P0=tablewe[i];Hc595(tabledu[b+i]);i++;break;
            case(7):P0=tablewe[i];Hc595(tabledu[b+i]);i=0;break;
        
            }
        }

    }
}

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