深入了解 STC89C52 单片机定时器的工作模式与原理

单片机定时器定时器作用定时器的工作模式51单片机的定时器工作模式有四种模式0:13位定时器/计数器定时器的模式1的内部电路图定时器时钟源,实现定时器功能。定时器寄存器此处补充一点模电知识,还是以定时器模式1的电路图为例:

目录

免责声明:本文以STC89C52单片机为例

定时器功能

主要有三个功能

1.用于定时系统中,实现软件定时,使程序每隔一定时间完成一次操作

2. 取代长时间延迟,提高CPU效率和处理速度

3.实现多个任务的切换执行

定时器工作模式

51单片机定时器有四种工作模式

模式 0:13 位定时器/计数器

模式1:16位定时器/计数器(常用)

模式 2:8 位自动重载模式

模式 3:两个八位计数器

模式 1(常见)

定时器由三部分组成:时钟、计数单元、中断

以下是51单片机定时器方式1的内部电路图

如图所示,红色部分为它的时钟源和中断,其余部分为它的计数单元。

原理:可以看出图中TL0、TL1各占8位,时钟源每来一个脉冲,TL0就+1,当TL0存满后溢出到TH0。两个计数器一共有16位,可以计数2的16次方个数,也就是0~65535。当加到最大值时,TF0(TimerFlag)置1,请求中断,TL0、TH0置0。

定时器时钟源

时钟有两种,一种是系统时钟,一种是外部时钟(T0 Pin)。

SYSclk:系统时钟,即晶振周期,不同芯片的晶振频率不一样,51单片机的晶振频率为12MHz,所以它的时钟周期为晶振频率的倒数,即1/12us;

晶体振荡器:通电后产生固定频率的内部组件;

外部时钟:芯片的T0引脚连接外部晶振单元;

C/T:C代表计数器,T代表定时器,字母上方的横线代表低电平有效。简单来说这是一个寄存器,当这个寄存器配置为1时,实现计数器功能,当配置为0时,实现定时器功能。

从上图我们可以看出系统时钟有两种模式,一种是➗12,一种是➗6,就是分频,可以粗略理解为降低其晶振频率,➗12 表示频率变成 1MHz,产生的每个脉冲为 1us,同理,➗6 表示 2us,每个脉冲算一个数。

中断系统

CPU能实时处理外部紧急事件​​的系统。

当紧急事件触发时,CPU暂停当前工作来处理紧急事件,然后返回到被中断的地方继续工作。

当多个中断请求同时发生时,中断会有优先级,不同的CPU优先级数不同,高优先级中断可以打断低优先级中断,这个过程也叫中断嵌套。

定时器寄存器

图中是51单片机的相关寄存器,各个寄存器的详细配置暂时就不画出来了,具体请查阅芯片手册。

补充

这里补充一些模拟电子方面的知识,仍然以定时器模式1的电路图为例:

你可以看到,我用三个彩色框在图片中圈出了三个不同的东西。

红色框是NOT门

蓝色框是或门

绿色框是与门

实际使用

我们都知道寄存器是连接软件与硬件的媒介,使用时只要按照对应芯片手册对寄存器进行配置即可。

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