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系列专栏－【51单片机】系列_謓泽的博客-程序员宅基地
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本系列哔哩哔哩江科大51单片机的视频为主以及自己的总结梳理 

『定时器』讲解目录如下↓ 

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定时器介绍

定时器作用如下↓

软件定时

⒉种寄存器

STC89C52定时器资源

定时器框图 

定时器的工作模式 

计数器流程如下↓

TR0

定时器时钟 

中断系统

中断系统的定义

中断系统的概述 

中断流程图

STC89C52中断资源 

定时器和中断系统

流程大致如下↓

89Ｃ52的中断系统图​

定时器相关寄存器 

定时器有关的寄存器

中断有关的寄存器

寄存器

可谓寻址/不可谓寻址

最后 

定时器介绍

51单片机的定时器属于单片机的内部资源，其电路的连接和运转均在单片机内部进行完成的。这个其实就是我们前面之前玩的那些硬件就是，比如说独立按键以及数码管和LCD1602 的这些硬件实际上都是单片机的 IO 口进行控制的一个外设，就像我们单片机都是实实在在的设备。但是我们这个定时器呢？虽说也是一个实在的电路，但这个电路都是在 MCU 单片机的电路内部进行完成的。就是说我们这个单片机 STC89C52 芯片给拿走。而光有这个单片机就可以实现定时器的这个功能，这个定时器就是属于单片机的一个内部资源。

拓展→MUC:微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

定时器作用如下↓

Ⅰ 用于计时系统，可实现 软件计时，或者使程序每隔一固定时间完成一项操作。

Ⅱ 替代长时间的 Delay()，提高 CPU 的运行效率和处理速度，当然还有其它的一些用途。

注意⇢在进行Delay()的时候CPU是干不了其它的事情的，就会占用CPU的时间。如果用定时器来计这个"死等"的时间，那么此时CPU就可以做其它的事情了。比如－按键扫描。

软件定时

软件定时器是用程序模拟出来的定时器，可以由一个硬件定时器模拟出成千上万个软件定时器，这样程序在需要使用较多定时器的时候就不会受限于硬件资源的不足，这是软件定时器的一个优点，即数量不受限制。

但由于软件定时器是通过程序实现的，其运行和维护都需要耗费一定的CPU资源，同时精度也相对硬件定时器要差一些。

⒉种寄存器

单片机里面，共有两种寄存器，第一种是ROM，第二种是RAM。
⒈ROM的功能⇢ROM的数据在程序运行的时候是不容改变的，除非你再次烧写程序，他就会改变，就像我们的书本，印上去就改不了了，除非再次印刷，这个就是ROM的原理。
⒉RAM的功能⇢RAM就是在程序运行中，数据会随时改变的，就像我们的黑板，写上了可以擦，擦完再写上去，相当于程序运行的时候，调用ROM里面的数据进行各种运算。

STC89C52定时器资源

定时器个数一共有3个（T0、T1、T2）

传统（英特尔）的 51 单片机的内部有 T0 和 T1 这两个定时器，T2 是此型号单片机增加的资源。注：T 就是 Timer (计数器) 的缩写，现在很多的单片机还会增加额外的定时器。

定时器的资源和单片机的型号是关联在一起的，不同的型号可能会有不同的定时器个数和操作方式，但一般来说，T0 和 T1 的操作方式是所有 51单片机 所共有的。

注：对于单片机的每一个功能模块来说，都是由它的 SFR ，也就是 特殊寄存器 来控制的。

定时器框图 

定时器在单片机内部就像一个小闹钟一样，根据时钟的输出信号『注:这个闹钟是有一个时钟给它提供一个脉冲的计数脉冲』。每隔 "一秒" (这每隔一秒是相当于小闹钟每隔一秒走一格的，但我们这个定时器不是每隔一秒是每隔一个固定的时间段)，计数单元的数值就增加一，当计数单元数值增加到 "设定的闹钟提醒时间" 时 (就是当我们闹钟加①加①之后加到最大值的时候，最后会拥有一个设定的闹钟，那么在这个51单片机里面就是设定的最大值)，计数单元就会向中断系统发出中断申请 (中断系统其实也是51单片机的内部资源，那么中断系统其实就是一个消息提醒的一个机制"就相当于别人打断了你")，产生 "响铃提醒" ，使得程序跳转到中断服务函数中执行！

拓展→中断系统是为了使CPU具有外界紧急事件的实时处理能力而进行设置的。

定时器的工作模式 

STC89C52 的 T0 和 T1 均有 ④ 种工作模式↓

1. 模式0→13位定时器/计数器。

2. ★模式1→16位定时器/计数器，这个是最常用的一个模式。

3. ★模式2→8位自动重装模式，这个算是第二个最常用的一个模式。第二种模式主要用于串口通信产生波特率来用的『在电子通信领域，波特(Baud)即调制速率，指的是有效数据讯号调制载波的速率，即单位时间内载波调制状态变化的次数』

4. 模式3→两个8位计数器。

由于这里模式一是最常用的一个模式，那么接下来我们就来详细讲解下模式一的工作模式。

---

★ 如上图形所示是：工作模式①当中的框图 

 

Ⅰ如上图所示：这一段是给定时器提供时钟时间的。

Ⅱ 如上图所示：这一段是属于这个它的计数系统。

Ⅲ 如上图所示：这一段是属于它的一个中断，其实中断后面还有电路。

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计数器流程如下↓

那么接下来主要说说这个计数系统是怎么样进行的一个流程。

⒈『定时系统是怎么计数的』TL0 和 TH0，其实这个是一个十六位的一个计数器。在这个里面它拥有一个计数系统，高字节叫做 TH，低字节叫做 TL，0 代表的是定时器 0，这两个字节总共可以计数到 65535 ，注⇢定时器只能从 0~65535，到 65535 你想让它接下来继续往后面的话，它是不可以的(已经是最大的数字了)

⒉『那么这个计数系统如何工作』计数系统的左边的时钟给了它提供了一个脉冲(方波)，每来一个脉冲它的定时器的值就会加 1，一直这样循环往复的话。当加到 65535 的时候，那么再下一个脉冲的时候它就会产生一个溢出，溢出的时候这个计数器就会到原来0的一个位置(因为65535加1的时候它就会回到0的位置)。所以，当它溢出的时候会掷出一个标志位。『TF0→标志位』，拥有了这个标志位它就会想中断系统进行申请中断，主要就是靠上述所说的功能来进行实现，这也是它的一个工作机制。

TR0

如上图所示是属于计时系统的 控制位，用来 控制时钟。

TR0 控制定时器的启动是不是暂停，包括其它的都是控制额外的附加的功能。当TR0等于1的时候就是开始计数。

定时器时钟 

SYSclk⇢系统时钟，即晶振周期，本开发板上的晶振为 12 或 11.0592 MHz，MCU in 12T mode 进行 1MHZ 的一个分频，每隔 1us 进行一次计数，当它为最大值的时候就会产生一次的中断。频率公式 f = 1 / T，12 = 1 / T，例如：50＝1 / T，算出来T＝0.02秒，也就是50hz。的频率下振动一次需要0.02秒，以HZ为单位，T以秒(s)为单位。

分频→它会把12T的这个模式进行分频输出1MHZ。

拓展秒换算如下↓

1MHZ＝1000 000HZ
1KHZ=1000HZ

1KHz = 103Hz 1MHz = 103KHz 1GHz = 103MHz 1THz = 103GHz

1秒(s) ＝1000毫秒(ms)

1毫秒(ms)＝1000微秒 (us) 

1微秒(us)＝1000纳秒 (ns)

1纳秒(ns)＝1000皮秒 (ps)

1千赫 （kHz 103 Hz）   = 1 000 Hz；

1兆赫 （MHz 106 Hz）  = 1 000 000 Hz；

1吉赫 （GHz 109 Hz）  = 1 000 000 000 Hz；

1太赫 （THz 1012 Hz） = 1 000 000 000 000 Hz；

T0 pin ⇢ 单片机外部上的一个接口，时钟可以由系统时钟来进行提供也可以由外部的引脚来进行提供。当它由外部引脚来进行一个提供的话。我们的定时器其实就是一个计数器，因为外部引脚每次来一个脉冲它就会进行一个加1的操作，就相当于是计脉冲的一个计数器。

所以，我们可以看到这个时钟有两个来源 系统时钟、外部的引脚(不是很常用)

如上图所示：这是一个选择开关，C = Count(计数) ，T = Timer(计时器) ，C = 1、T = 0，如果这一位给 1 就链接到 T0 pin ，给 0 的话就是连接到 SYSclk。

中断系统

中断系统也是 51单片机 另外的一个知识点了，但是这个中断系统是穿插在很多其它的设备之间的，就是说我们定时器它也是需要一个中断系统的，还有串口阿也是其中一个类似以及IO 口它也是需要一个中断系统的。更加高级的话，里面有很多设备都是需要用到 IO 口的。

从这里我们可以发现 中断系统 它是一个可以和很多外设打关系的。所以中断系统是一定要学好的才行。

中断系统是干什么的如下↓

中断系统是为使 CPU 具有对外界紧急时间的 实时处理能力而设置的。

举例→比如你明天说好跟朋友去晨跑，你定义6.00的闹钟，那么你明天听到闹钟你就知道要和朋友去晨跑了，如果没有这个闹钟那就可能你就睡忘过头了，这/"闹钟" == "中断系统"/

中断系统的定义

当中央处理机 CPU 正在处理某件事情的时候外界发生了紧急事件求救，要求 CPU 暂停工作，转而去处理这个紧急时间，处理玩之后，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作。这样的过程被称之为是:中断。

比如:你在写作业的时候，突然开水壶烧开了，此时的你要暂停写作业，去烧水壶把插头关了，处理完烧水壶的事情之后，再回到你的课桌上继续开始写作业！

微型机的中断系统一般允许多个中断源，当几个中断源同时向 CPU 请求中断，要求为它服务的时候，这时候就存在了 CPU 优先响应哪一个中断源请求的问题，通常根据中断源的轻重缓急进行排队，优先级处理最紧急的中断源的请求，规定了每一个中断源的优先级别，CPU 总是先响应优先级别最高的中断请求。

比如:你在写作业的时候，突然烧水壶开了和有人给你来电话了。此时你就要决定你应该优先去打电话呢还是把开水壶电源给拔了！

中断系统的概述 

在实行中断的过程当中，又来了一个中断。如果你判断这又来了一个中断的优先级比你这一个中断的优先级还要高的话，那么就会优先级高的中断会打断优先级低的中断。这样就形成嵌套，也叫做中断嵌套，然后最高优先级执行完之后，就是中间级优先级的中断，最后就是低优先级的中断。结束完之后，再回到我们的主程序。这种嵌套系统称为→多级嵌套系统，没有中断嵌套的话就称之为→单级嵌套系统。

中断流程图

主程序（main）函数 --> 其它子函数 --> 中断来了定时器溢出，中断请求 --> 跳转到中断的一个函数里面执行中断里面的任务 --> 中断执行完之后再返回原来断点的地方就是原来从哪里停的现在从哪里回来(实际上相当于调用完函数执行下面的内容) --> 然后再继续执行主函数。

从上面的理解当中我们可以看出，这个程序当中在一定的程度上，可以同时完成两项任务。比如说:执行主程序其它子程序也在执行。就像是LED的流水灯上，既可以执行流水灯的扫描，其次按键也可以进行控制流水灯。好处是:大大的提高了运行效率，有兴趣可以了解一下中断的概念实际上是非常多的。

STC89C52中断资源 

中断源个数：8个（外部中断0、定时器0中断、外部中断1、定时器1中断、串口中断、定时器2中断、外部中断2、外部中断3）传统的单片机是没有外部中断2以及3的，是我们这个型号又增加了一些中断，中断优先级个数:4个。

中断号的定义和我们普通的子函数都是一样的，只不过在后面加上了一个中断的入口。

interrupt0 表示的是外部中断(0)。

interrupt1 表示(定时器中断0) 

interrupt2 表示(外部中断1)

interrupt3 表示(定时器中断1)

interrupt4 表示(串口中断)

注意：中断系统实际上和单片机一样也是分为型号的，中断的资源和单片机的型号是关联在一起的，不同的型号可能会有不同的中断资源，例如中断源个数不同、中断优先级个数不同等等......

定时器和中断系统

• 中断源：INT0（外部中断0）
• INT1（外部中断1）
• T0（定时器0）
• T1（定时器1）
• RXD和TXD（同属串口中断）

注意：这里的中断系统是传统意义上的51单片机的图册，我们使用的中断系统，它的一个内部资源会相对于较多一些，也更加的复杂。可以在上述图中发现，传统的单片机上最高只有两个优先级，中断源的个数也只有五个(RX和TX实际上都是串口中断)，而我们89C51单片机一共有四个优先级，中断源个数一共有八个。

在串口终端当中又有 接收中断ＲＸ以及 发射中断ＴＸ。

流程大致如下↓

定时器时钟系统[12MHZ分频]

计数系统(TR0启动⒈或者暂停0)然后计数器开始增加增加到溢出

产生中断

接在TF0

ET0两个开关

PT0有两个开关(决定了到高优先级还是低优先级，注：PT0为1高优先级、PT0为0低优先级)

89Ｃ52的中断系统图

从上述图中可以知道定时器和中断系统是连接在一起的。

定时器相关寄存器 

单片机通过配置寄存器来控制内存线路的连接

通过内部线路的不同连接方式来实现不同的电路，然后不同的电路完成不同的功能。

定时器有关的寄存器

如下图所示↓

中断有关的寄存器

如下图所示↓

寄存器

那么这些寄存器放在这里肯定是有它的作用的，像上述很多图中的开关拨在那一位上就是靠寄存器来进行控制的.

比如上述图当中:这个就在定时器寄存器符号当中TMOD上有，我们在这里写相应的值就可以实现让电路是怎么样进行连接的。如下↓

拓展：在二进制数中意为最低有效位，一般来说，MSB　位于二进制数的最左侧，

LSB　位于二进制数的最右侧。

寄存器是连接软硬件的媒介.

在单片机中寄存器就是一段特殊的 RAM 存储器，一方面，寄存器可以存储和读取数据，另一方面，每一个寄存器背后都连接了一根导线，控制着电路的连接方式，拓展：ROM 又被称作是 "随机存储器"。寄存器相当于一个复杂机器的"操作按钮"。

注：定时器是我们都需要去了解的才行。

中断寄存器的话我们只需要了解几个就可以了，了解我们用的上的即可。

在这里中断差不多也只需要配置几个位：打开ET0 = 1，打开总中断EA = 1，PT0 = 0(到低优先级即可)注：因为我们这里只有一个中断不用考虑太多。

实际上在我们写程序的时候只要配置这些相关的定时器相关的寄存器即可。

可谓寻址/不可谓寻址

拓展：可位寻址可以单独的对一位寄存器进行赋值，不可位寻址就是它的寄存器只能进行整体的进行赋值。

最后 

可以说51学到定时器对于初学者来说还是有那么一些难度的，这种东西一定不要死记硬背。我们又不是机器，多去翻阅查找手册，有些东西手册已经说的非常明白了。只不过我们还需要如何学会这些东西如何学会高效率的查找并且使用这些对我们帮助很大的一些资料，把它和我们要学的知识点给结合起来。学习单片机这个东西不是在短时间一下就把它吃透的，而是需要付出每天很长的时间去多了解它的特性每个模块的知识点以及如何去很好的利用这些模块以及代码，最终完成一个实物的东西又或者是实现我们自己想要的功能。这些都是需要花每天大量的时间去积累才能学好的，所以一定要坚持唯有坚持和长时间的付出你才能把它给玩明白了(●'◡'●)，就像有些人还说一门语言你只写了3万行代码(有效代码)也知识才算是入了门而已一样的道理的。