基于51单片机的定时器

在这里，小编带你一起从零开始学51单片机定时器。基于单片机的定时器电路原理图如下所示：

　　我们学单片机是首先学的就是LED闪烁，那是用延时程序做的，现在回想起来，这样做不很恰当，为什么呢?我们的主程序做了灯的闪烁，就不能再干其它的事了，难道单片机只能这样工作吗?当然不是，我们能用定时器来实现灯的闪烁的功能。

　　例 1：查询方式

　　ORG 0000H

　　AJMP START

　　ORG 30H

　　START:

　　MOV P1,#0FFH ;关所 灯

　　MOV TMOD,#00000001B ;定时/计数器 0 工作于方式 1

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#0A0H ;即数 5536

　　SETB TR0 ;定时/计数器 0 开始运行

　　LOOP:JBC TF0,NEXT ;如果 TF0 等于 1，则清 TF0 并转 NEXT 处

　　AJMP LOOP ;不然跳转到 LOOP 处运行

　　NEXT:CPL P1.0

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#9FH;重置定时/计数器的初值

　　AJMP LOOP

　　END AJMP LOOP

　　END

键入程序，看到了什么?灯在闪烁了，这可是用定时器做的，不再是主程序的循环了。简单地分析一下程序，为什么用 JBC 呢?TF0 是定时/计数器 0 的溢出标记位，当定时器产生溢出后，该位由 0 变 1，所以查询该位就可知宇时时间是否已到。该位为 1 后，要用软件将标记位清 0，以便下一次定时是间到时该位由 0 变 1，所以用了 JBC 指令，该指位在判 1转移的同时，还将该位清 0。

　　以上程序是能实现灯的闪烁了，可是主程序除了让灯闪烁外，还是不能做其他的事啊!不，不对，我们能在 LOOP：……和 AJMP LOOP 指令之间插入一些指令来做其他的事情，只要保证执行这些指令的时间少于定时时间就行了。那我们在用软件延时程序的时候不是也能用一些指令来替代 DJNZ 吗?是的，但是那就要求你精确计算所用指令的时间，然后再减去对应的 DJNZ 循环次数，很不方便，而现在只要求所用指令的时间少于定时时间就行，显然要求低了。当然，这样的办法还是不好，所以我们常用以下的办法来实现。

　　程序 2：用中断实现

　　ORG 0000H

　　AJMP START

　　ORG 000BH ;定时器 0 的中断向量地址

　　AJMP TIME0 ;跳转到真正的定时器程序处

　　ORG 30H

　　START:

　　MOV P1,#0FFH ;关所 灯

　　MOV TMOD,#00000001B ;定时/计数器 0 工作于方式 1

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#0A0H ;即数 5536

　　SETB EA ;开总中断允许

　　SETB ET0 ;开定时/计数器 0 允许

　　SETB TR0 ;定时/计数器 0 开始运行

　　LOOP: AJMP LOOP ;真正工作时,这里可写任意程序

　　TIME0: ;定时器 0 的中断处理程序

　　PUSH ACC

　　PUSH PSW ;将 PSW 和 ACC 推入堆栈保护

　　CPL P1.0

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#0A0H ;重置定时常数

　　POP PSW

　　POP ACC

　　RETI

　　END

　　上面的例程中，定时时间一到，TF0 由 0 变 1，就会引发中断，CPU 将自动转至 000B处寻找程序并执行，由于留给定时器中断的空间只有 8 个字节，显然不足以写下所有有中断处理程序，所以在 000B 处安排一条跳转指令，转到实际处理中断的程序处，这样，中断程序能写在任意地方，也能写任意长度了。进入定时中断后，首先要保存当前的一些状态，程序中只 演示了保存存 ACC 和 PSW，实际工作中应该根据需要将可能会改变的单元的值都推入堆栈进行保护(本程序中实际不需保存护任何值，这里只作个演示)。

上面的两个单片机程序运行后，我们发现灯的闪烁非常快，根本分辨不出来，只是视觉上感到灯有些晃动而已，为什么呢?我们能计算一下，定时器中预置的数是 5536，所以每计 60000 个脉冲就是定时时间到，这 60000 个脉冲的时间是多少呢?我们的晶体震荡器 是12M，所以就是 60000 微秒，即 60 毫秒，因此速度是非常快的。如果我想实现一个 1S 的定时，该怎么办呢?在该晶体震荡器濒率下，最长的定时也就是 65。536 个毫秒啊!上面给出 一个例程。

　　ORG 0000H

　　AJMP START

　　ORG 000BH ;定时器 0 的中断向量地址

　　AJMP TIME0 ;跳转到真正的定时器程序处

　　ORG 30H

　　START:

　　MOV P1,#0FFH ;关所 灯

　　MOV 30H,#00H ;软件计数器预清 0

　　MOV TMOD,#00000001B ;定时/计数器 0 工作于方式 1

　　MOV TH0,#3CH

　　MOV TL0,#0B0H ;即数 15536

　　SETB EA ;开总中断允许

　　SETB ET0 ;开定时/计数器 0 允许

　　SETB TR0 ;定时/计数器 0 开始运行

　　LOOP: AJMP LOOP ;真正工作时,这里可写任意程序

　　TIME0: ;定时器 0 的中断处理程序

　　PUSH ACC

　　PUSH PSW ;将 PSW 和 ACC 推入堆栈保护

　　INC 30H

　　MOV A,30H

　　CJNE A,#20,T_RET ;30H 单元中的值到了 20 了吗?

　　T_L1: CPL P1.0 ;到了,取反 P10

　　MOV 30H,#0 ;清软件计数器

　　T_RET:

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#9FH ;重置定时常数

　　POP PSW

　　POP ACC

　　RETI

　　END

先自己分析一下，看看是怎么实现的?这里采用了软件计数器的概念，思路是这样的，先用定时/计数器 0 做一个 50 毫秒的定时器，定时是间到了以后并不是立即取反 P10，而是将软件计数器中的值加 1，如果软件计数器计到了 20，就取反 P10，并清掉软件计数器中的值，不然直接返回，这样，就变成了 20 次定时中断才取反一次 P10，因此定时时间就延长了成了 20*50 即 1000 毫秒了。

　　这个思路在工程中是非常有用的，有的时候我们需要若干个定时器，可 51 中总共才有 2个，怎么办呢?其实，只要这几个定时的时间有一定的公约数，我们就能用软件定时器加以实现，如我要实现 P10 口所接灯按 1S 每次，而 P11 口所接灯按 2S 每次闪烁，怎么实现呢?对了我们用两个计数器，一个在它计到 20 时，取反 P10，并清零，就如上面所示，另一个计到 40 取反 P11，然后清 0，不就行了吗?这部份的程序如下

　　ORG 0000H

　　AJMP START

　　ORG 000BH ;定时器 0 的中断向量地址

　　AJMP TIME0 ;跳转到真正的定时器程序处

　　ORG 30H

　　START:

　　MOV P1,#0FFH ;关所 灯

　　MOV 30H,#00H ;软件计数器预清 0

　　MOV TMOD,#00000001B ;定时/计数器 0 工作于方式 1

　　MOV TH0,#3CH

　　MOV TL0,#0B0H ;即数 15536

　　SETB EA ;开总中断允许

　　SETB ET0 ;开定时/计数器 0 允许

　　SETB TR0 ;定时/计数器 0 开始运行

　　LOOP: AJMP LOOP ;真正工作时,这里可写任意程序

　　TIME0: ;定时器 0 的中断处理程序

　　PUSH ACC

　　PUSH PSW ;将 PSW 和 ACC 推入堆栈保护

　　INC 30H

　　INC 31H ;两个计数器都加 1

　　MOV A,30H

　　CJNE A,#20,T_NEXT ;30H 单元中的值到了 20 了吗?

　　T_L1: CPL P1.0 ;到了,取反 P10

　　MOV 30H,#0 ;清软件计数器

　　T_NEXT:

　　MOV A,31H

　　CJNE A,#40,T_RET ;31h 单元中的值到 40 了吗?

　　T_L2:

　　CPL P1.1

　　MOV 31H,#0 ;到了,取反 P11,清计数器,返回

　　T_RET:

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#9FH ;重置定时常数

　　POP PSW

　　POP ACC

　　RETI

　　END