如何使用C51的Timer0实现定时功能

在C51单片机中,使用定时器0(Timer0)实现定时功能需要以下步骤:


1. 定时器基础知识

  • 时钟源:C51的定时器时钟来源于晶振(如12MHz)。
  • 机器周期:1个机器周期 = 12个时钟周期(12MHz晶振时,1机器周期 = 1μs)。
  • 定时器模式 :定时器0支持4种工作模式(模式0~3),常用模式1(16位定时器)模式2(8位自动重载)

2. 定时器0配置步骤

(1) 设置工作模式(TMOD寄存器)
  • TMOD寄存器 :高4位控制定时器1,低4位控制定时器0。
    • 模式1(16位定时器)

      c 复制代码
      TMOD = 0x01;  // 定时器0设为模式1(16位定时器)
    • 模式2(8位自动重载)

      c 复制代码
      TMOD = 0x02;  // 定时器0设为模式2(自动重载)
(2) 计算并装载初值

定时器从初值开始计数,溢出时触发中断。

  • 计算公式

    复制代码
    初值 = 65536 - (所需定时时间 / 机器周期)   // 模式1(16位)
    初值 = 256 - (所需定时时间 / 机器周期)    // 模式2(8位)
  • 示例(12MHz晶振,模式1定时1ms)

    c 复制代码
    TH0 = (65536 - 1000) / 256;  // 高8位(1000 = 1ms / 1μs)
    TL0 = (65536 - 1000) % 256;  // 低8位
(3) 启用中断(可选)
  • IE寄存器

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    ET0 = 1;  // 允许定时器0中断
    EA  = 1;  // 开启总中断
(4) 启动定时器
  • TCON寄存器

    c 复制代码
    TR0 = 1;  // 启动定时器0

3. 完整代码示例

示例1:模式1定时1ms(中断方式)
c 复制代码
#include <reg52.h>

void Timer0_Init() {
    TMOD = 0x01;      // 模式1(16位定时器)
    TH0 = 0xFC;       // 初值:FC18(1ms @12MHz)
    TL0 = 0x18;
    ET0 = 1;          // 允许定时器0中断
    EA = 1;           // 开启总中断
    TR0 = 1;          // 启动定时器0
}

void Timer0_ISR() interrupt 1 {
    TH0 = 0xFC;       // 重装初值(模式1需手动重载)
    TL0 = 0x18;
    // 用户自定义操作(如翻转LED)
    P1 ^= 0x01;       // P1.0电平翻转
}

void main() {
    Timer0_Init();
    while(1);
}
示例2:模式2自动重载定时50μs
c 复制代码
void Timer0_Init() {
    TMOD = 0x02;      // 模式2(8位自动重载)
    TH0 = 256 - 50;   // 初值:50μs(12MHz晶振)
    TL0 = TH0;        // 自动重载值
    ET0 = 1;
    EA = 1;
    TR0 = 1;
}

void Timer0_ISR() interrupt 1 {
    // 无需重装初值(自动完成)
    P1 ^= 0x01;
}

4. 关键注意事项

  1. 模式选择
    • 模式1:适用于长定时(需手动重载初值)。
    • 模式2:适用于短定时(自动重载,精度高)。
  2. 中断标志清除
    • 定时器溢出后,硬件自动置位TF0标志,需在中断服务程序中清除(模式1需手动重载初值)。
  3. 定时误差
    • 中断响应延迟(约3~8机器周期)可能影响定时精度,需在初值中补偿。

5. 应用场景

  • 精准延时:控制LED闪烁、按键消抖。
  • PWM生成:驱动电机或调节LED亮度。
  • 数据采集:定时触发ADC采样。

通过合理配置定时器0,可以实现从微秒级到秒级的定时控制。

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