51单片机之定时器原理详解及配合中断应用

一、定时器原理的定义
我们如何理解定时器呢？他就像一个闹钟帮助我们去计时，一旦达到了设定的时间，就会提醒我们（在定时器中这个提醒就是“计数的溢出”），而定时器是内置于单片机的。另外，定时器如果不配合“中断”使用，只能达到类似提醒你时间到了的效果，时间到了你总该做点事吧，做事的这个过程就是中断要做的，定时器和中断一般会结合使用，但也不是一定
（图片来源：江科大自化协）

图中“时钟”相当于秒针，会不断的在钟表上转圈（在单片机中表现为计数值+1），每隔多长时间加1是晶振和定时器模式决定的，计数单元就相当于你设定好的值，达到这个值就会提醒，有了提醒，就会进入中断系统去做临时的事。

就像图中这样，做完中断系统中的事就继续干主程序的事。




二、定时器详解，如何配置定时器

首先是这张图，有几种工作模式是看什么型号的单片机，我们一般用模式1，16位定时器，我们以模式1为目标讲解

1.对TH0，TL0，TF0的配置（字母后边的0都代表这是定时器0的东西，如果是TH1之类的就是定时器1的东西）
首先假设我们已经调好了工作模式（下面会补），TR0这个东西，赋1代表开始自动计数，TH0（高八位）和TL0（低八位）分别是两个八位寄存器（可以不用知道这是什么东西，知道能存的最大数是256就行），TL0中每次计数到256都会溢出，让TH0+1，直到TH0也到256，（此时已经计数256*256=65536个数，很重要，背住！）会产生提醒，这个提醒就是TF0干的事，产生提醒时TF0为1（中断函数执行完毕时会自动变0），TF0为1时此时停止计数。图中C/T是选择定时器还是计数器，这东西既可以定时也可以计数，但此处只讲定时，T是定时器。
附：对于TH0,TL0,TF0的官方解释图：（了解就行）

2.对定时器模式的配置（下图中不可位寻址的意思是八个值必须同时赋值，不能像点灯那样，可以同时也可以分开）
下面我们来讲如何配置定时器模式（以定时器0举例，一个单片机中一般有多个定时器，视型号而定）

如图，我们配置TMOD即可配置定时器模式，由于我们不用定时器1，给定时器1的四位全赋0，然后根据图中内容对应，想用16位定时器，我们需要让TMOD＝0x01，配置其他模式也可以按图对应（图在手册里有，下面有手册链接）

3.对定时器初始值的配置
配置好定时器模式后，就还差最后一部了，设置TH0和TL0的初始值，为什么要设置初始值呢，上面说过TH0和TL0配合起来能存的最大数是65536，而计数都是从0开始的，如果你不配置初始值，计数的时间是固定的（即从0加到65536这段时间）


那么如何配置初始值呢，这和我们的晶振有关，我们的晶振是32mhz的，定时器默认会先把频率除以12（在你不改变除以几的条件下），即2mhz，这个频率就是一秒钟给你计数2*10^6次，我们取倒数就是周期了，也就是记一次数要花0.5*10^（-6）s，假设你要记x秒的时间，你就要用x/记一次数花的时间，算出要记多少次数，假设为y（如果是其他晶振，也可以这么算）


然后用65536-y，这样计数器就会以65536-y这个数为起点计数，记到65536就停止，根据“TL0中每次计数到256都会溢出,让TH0+1这个原理”此时你要让TH0=（65536-y）/256（即TH0记了多少个256），TL0=（65535-y）%256（即还没记到256的数）。这样就配置好定时器的提醒部分了，代码如下

1. TMOD=0x01;//0000 0001
   
2.           TF0=0;//TF判断是否产生中断 0是没有产生
   
3.           TR0=1;//定时器开始工作
   
4.           TH0=62770/256;//为了配置1ms的定时器，提前算好预留的数
   
5.           TL0=62770%256;//同上

复制代码

其中的62770就是之前提到的65536-y，请根据晶振自行计算（这段代码的晶振是33.几mhz的）



三、定时器配合中断的简单应用

1.两个开关
当TF0=1时（即计数完毕时），我们可以进入中断系统，图中红线就是代表定时器进入的中断系统，ET0负责定时器对应中断的开关，赋1为闭合，EA为总开关，赋1为闭合，
2.优先级
其中PT0是优先级的设置，如果你用了多个定时器，就需要考虑优先级（即计数完毕后先进入谁的中断），比如你在做作业，同一时间内水烧开了且饭搞糊了，那你就要判断一下这两个哪个先处理，由于我们暂时就只用一个优先级，所以可以不配置，她有自己默认的优先级，要配置时，按照芯片手册配置即可。
以上是要写到定时器的配置里的，这些完成之后我们就可以进行定时器的初始化，代码如下：

1. <font size="3">void TimerInit()</font>
   
2. {         
   
3.                 TMOD=0x01;//0000 0001
   
4.           TF0=0;//TF判断是否产生中断 0是没有产生
   
5.           TR0=1;//定时器开始工作
   
6.           TH0=62770/256;//为了配置1ms的定时器，提前算好预留的数
   
7.           TL0=62770%256;//同上
   
8.           ET0=1;//开关
   
9.           EA=1;//开关
   
10.           PT0=0;//优先级
    
11. }
    

复制代码

3.中断函数
每个优先级都有自己的查询顺序（如图的官方顺序）

当你像写中断函数的时候，你就可以按照图中Timer0那个写，名字无所谓，重要的是中断查询顺序（图中的是interrupt1），然后写出中断函数：

每次进入中断函数后要给TH0和TL0重新赋值，不然就会从0开始计数，然后再在中断函数中加上你要执行的东西，即可。（如果你不配置相关代码，出中断函数后，定时器还是在工作的）


使用定时器时，要提前在主函数中初始化定时器（在主函数的while之前用一下初始化函数，前面有写）


附：stc12c5a60s2手册： STC-STC12C5A60S2.pdf (2.16 MB, 下载次数: 51)

2023-1-23 18:38 上传

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找到定时器和中断的相关部分查询即可

忘记说了，定时器如果自己配置不好的话，stc的烧录软件有现成的定时器初始化函数，用的时候加上中断部分的开关部分的内容就好。