STC89C5X系列含有3個(gè)定時(shí)器：定時(shí)器0、定時(shí)器1捶朵、定時(shí)器2贤壁。51系列單片機(jī)一定有基本的2個(gè)定時(shí)器（定時(shí)器0和定時(shí)器1）悼枢，但不全有3個(gè)中斷埠忘，需要查看芯片手冊(cè)脾拆，通常使用的是基本的2個(gè)定時(shí)器：定時(shí)器0/1。

一莹妒、 定時(shí)器介紹

在介紹定時(shí)器之前名船，需要先了解以下內(nèi)容。

1.1旨怠、CPU時(shí)序的有關(guān)知識(shí)

① 振蕩周期：為單片機(jī)提供定時(shí)信號(hào)的振蕩源的周期（晶振周期或外加振蕩周期）渠驼；

② 狀態(tài)周期：2個(gè)振蕩周期為1個(gè)狀態(tài)周期，用S表示鉴腻。振蕩周期又稱為S周期或時(shí)鐘周期迷扇；

③ 機(jī)器周期：1個(gè)機(jī)器周期包含6個(gè)狀態(tài)周期，12個(gè)振蕩周期爽哎；

④ 指令周期：完成1條指令所占用的全部事件蜓席，以機(jī)器周期為單位。

即课锌。

比如厨内，外接晶振為12MHz時(shí)，51單片機(jī)相關(guān)周期的具體值為：

振蕩周期=1/12us渺贤；

狀態(tài)周期=2x振蕩周期=1/6us雏胃；

機(jī)器周期=6x狀態(tài)周期=12x振蕩周期=1us；

指令周期=1 ~ 4us志鞍；

1.2瞭亮、學(xué)習(xí)定時(shí)器前需要明確幾點(diǎn)

① 51單片機(jī)有兩組定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，因?yàn)榧瓤梢远〞r(shí)固棚，又可以計(jì)數(shù)统翩，故稱之為定時(shí)/計(jì)數(shù)器。

② 定時(shí)/計(jì)數(shù)器和單片機(jī)的CPU是相互獨(dú)立的玻孟，定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作的過程是自動(dòng)完成的唆缴，不需要CPU參數(shù)。

③ 51單片機(jī)中的定時(shí)/計(jì)數(shù)器是根據(jù)機(jī)器內(nèi)部的時(shí)鐘或者外部的脈沖信號(hào)對(duì)寄存器中的數(shù)據(jù)加1.

有了定時(shí)/計(jì)數(shù)器之后黍翎，可以增加單片機(jī)的效率面徽，一些簡單的重復(fù)加1的工作可以交給定時(shí)/計(jì)數(shù)器處理，CPU轉(zhuǎn)去處理一些復(fù)雜的事情，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)作用趟紊。

1.3氮双、單片機(jī)定時(shí)器原理

STC89C5X單片機(jī)內(nèi)有兩個(gè)可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0、T1和一個(gè)特殊功能寄存器T2霎匈。

定時(shí)/計(jì)數(shù)器的實(shí)質(zhì)是加1計(jì)數(shù)器（16位）戴差，由高8位和低8位兩個(gè)寄存器THx和TLx組成。它隨著計(jì)數(shù)器的輸入脈沖進(jìn)行自加1铛嘱，也就是每來一個(gè)脈沖暖释，計(jì)數(shù)器就自動(dòng)加1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器全為1時(shí)墨吓，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零球匕，且計(jì)數(shù)器的溢出使相應(yīng)的中斷標(biāo)志位置1，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）帖烘。如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作與定時(shí)模式亮曹，則表示定時(shí)時(shí)間已到；如果工作于計(jì)數(shù)模式秘症，則表示計(jì)數(shù)值已滿照卦。由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。

1.4乡摹、51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)

51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下：

51單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

上圖中的T0和T1引腳對(duì)應(yīng)的是單片機(jī)P3.4和P3.5管腳役耕。

51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作由兩個(gè)特殊功能寄存器控制。TMOD是定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器趟卸，確定工作方式和功能蹄葱；TCON是控制寄存器，控制T0锄列、T1的啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志图云。

1. 工作方式寄存器TMOD

工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式，低四位用于T0邻邮，高四位用于T1竣况。其格式如下：

定時(shí)計(jì)數(shù)器工作方式寄存器TMOD

• GATE是門控位，用于控制定時(shí)器的啟動(dòng)是否受外部中斷源信號(hào)的影響筒严。
  • GATE=0時(shí)丹泉，只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就可以啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作鸭蛙；
  • GATE=1時(shí)摹恨，要用軟件使TR0或TR1為1，同時(shí)外部中斷引腳INT0/1也為高電平時(shí)娶视，才能啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作晒哄。即此時(shí)定時(shí)器的啟動(dòng)條件睁宰，加上了INT0/1引腳為高電平這一條件。
• C/T：定時(shí)/計(jì)數(shù)模式選擇位寝凌。C/T=0為定時(shí)模式柒傻；C/T=1為計(jì)數(shù)模式。
• M1M0：工作方式設(shè)置位较木。定時(shí)/計(jì)數(shù)器有四種工作方式：

定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式設(shè)置表

2. 控制寄存器TCON

TCON的低四位用于控制外部中斷，高四位用于控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)伐债。格式如下：

定時(shí)計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON

• TF1：T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位预侯。T1計(jì)數(shù)溢出時(shí)由硬件自動(dòng)置TF1為1。CPU響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動(dòng)清0泳赋。T1工作時(shí)雌桑，CPU可隨時(shí)查詢TF1的狀態(tài)。所以祖今，TF1可用作查詢測試的標(biāo)志。TF1也可以用軟件置1或清0拣技，同硬件置1或清0的效果一樣千诬。
• TR1：T1運(yùn)行控制位。TR1置1時(shí)膏斤，T1開始工作徐绑；TR1置0時(shí)，T1停止工作莫辨。TR1由軟件置1或清0.所以傲茄，用軟件可控制定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。
• TF0：T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位沮榜，其功能與TF1類似盘榨；
• TR0：T0運(yùn)行控制位，其功能與TR1類似蟆融。

1.5草巡、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式

定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式有四種：方式0（13位定時(shí)/計(jì)數(shù)器）、方式1（16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器）型酥、方式2（8位自動(dòng)重裝定時(shí)/計(jì)數(shù)器）山憨、方式3（T0分成兩個(gè)獨(dú)立的8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，T1此方式停止計(jì)數(shù)）弥喉。

1. 方式0

方式0是13位計(jì)數(shù)郁竟，由TL0的低5位和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時(shí)向TH0進(jìn)位由境，TH0溢出時(shí)棚亩，置位TCON中的TF0標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。結(jié)構(gòu)圖如下：

方式0結(jié)構(gòu)圖

門控位GATE具有特殊的作用蔑舞。當(dāng)GATE=0時(shí)拒担，經(jīng)反相后使或門輸出為1，此時(shí)僅由TR0控制與門的開啟攻询，與門輸出1時(shí)从撼，控制開關(guān)接通，計(jì)數(shù)開始钧栖；

當(dāng)GATE=1時(shí)低零，由外中斷引腳信號(hào)控制或門的輸出，此時(shí)控制與門的開啟由外中斷引腳信號(hào)和TR0共同控制拯杠。當(dāng)TR0=1時(shí)掏婶，外中斷引腳信號(hào)引腳的高電平啟動(dòng)計(jì)數(shù)，外中斷引腳信號(hào)引腳的低電平停止計(jì)數(shù)潭陪。這種方式常用來測量外中斷引腳上正脈沖的寬度雄妥。計(jì)數(shù)模式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖是T0引腳上的外部脈沖依溯。計(jì)數(shù)初值與計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)的關(guān)系為：老厌。

2. 方式1

方式1的計(jì)數(shù)位數(shù)是16位，由TL0作為低8位黎炉，TH0作為高8位枝秤，組成了16位加1計(jì)數(shù)器。其結(jié)構(gòu)圖如下：

方式1結(jié)構(gòu)圖

計(jì)數(shù)初值與計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)的關(guān)系為：慷嗜。

3. 方式2

方式2為自動(dòng)重裝初值的8位計(jì)數(shù)方式淀弹。工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號(hào)發(fā)生器。其結(jié)構(gòu)圖如下所示：

方式2結(jié)構(gòu)圖

計(jì)數(shù)初值與計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)的關(guān)系為：庆械。

4. 方式3

方式3只適用于定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0薇溃，定時(shí)器T1處于方式3時(shí)相當(dāng)于TR1=0，停止計(jì)數(shù)干奢。工作方式3將T0分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器TL0和TH0痊焊。其結(jié)構(gòu)如下所示：

方式3結(jié)構(gòu)圖

上面幾種工作方式中應(yīng)用較多的是方式1和方式2。定時(shí)器中通常使用定時(shí)器方式1忿峻，串口通信中通常使用方式2薄啥。

二、 定時(shí)器配置

使用定時(shí)器時(shí)逛尚，按照如下步驟配置使其工作垄惧，各步驟的順序可任意。

① 對(duì)TMOD賦值绰寞，以確定T0和T1的工作方式到逊，如果使用定時(shí)器0即對(duì)T0配置铣口，如果使用定時(shí)器1即對(duì)T1配置。

② 根據(jù)所要定時(shí)的時(shí)間計(jì)算初值觉壶，并將其寫入TH0脑题、TL0或TH1、TL1铜靶。

③ 如果使用中斷叔遂，則對(duì)EA賦值，開放定時(shí)器中斷争剿。

④ 使TR0或TR1置位已艰，啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù)。

上面的步驟中有一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算蚕苇，接下來介紹下如何計(jì)算定時(shí)/計(jì)數(shù)器初值哩掺。

機(jī)器周期是CPU完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間。其計(jì)算公式是：機(jī)器周期=1/單片機(jī)的時(shí)鐘頻率涩笤。

51單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘頻率是外部時(shí)鐘的12分頻嚼吞，也就是說當(dāng)外部晶振的頻率輸入到單片機(jī)里面的時(shí)候要進(jìn)行12分頻。

比如使用的是12MH晶振辆它，那么單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘頻率是12/12MHz誊薄。當(dāng)使用12MHz的外部晶振的時(shí)候，機(jī)器周期=1/1MHz=1us锰茉。

那么要定時(shí)1ms的初值為多少？首先計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)為1ms/1us=1000切心，即要計(jì)數(shù)1000個(gè)飒筑；計(jì)數(shù)初值=65535-1000+1=64536=FC18H（因?yàn)閷?shí)際上計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)要達(dá)到65536才溢出，所以后面加1）绽昏，初值即為THx=0xFC协屡，TLx=0x18。

直到了如何計(jì)算定時(shí)/計(jì)數(shù)器初值全谤，那么想定時(shí)多長時(shí)間都可以計(jì)算出來肤晓。由于定時(shí)計(jì)數(shù)器位數(shù)有限，不可能直接通過初值定時(shí)很長時(shí)間认然，如果要實(shí)現(xiàn)很長時(shí)間的定時(shí)补憾，比如定時(shí)1秒，可以通過初值設(shè)置定時(shí)1ms卷员，每當(dāng)定時(shí)1ms結(jié)束后又重新賦初值盈匾，并且設(shè)定一個(gè)全局變量累計(jì)定時(shí)1ms的次數(shù)，當(dāng)累計(jì)到1000次表示已經(jīng)定時(shí)1秒了毕骡。需要其它定時(shí)時(shí)間類似操作削饵，這樣就可以使用定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)精確延時(shí)代替之前的delay函數(shù)岩瘦。

示例，以定時(shí)器0為例配置定時(shí)器工作方式1窿撬、設(shè)定1ms初值启昧，開啟定時(shí)器計(jì)數(shù)功能及總中斷，如下：

void Timer0Init()
{
    TMOD |= 0x01;  // 選擇為定時(shí)器0模式劈伴，工作方式1密末，僅用TR0打開啟動(dòng)
    TH0 = 0xFC;  // 給定時(shí)器賦初值，定時(shí)1ms
    TL0 = 0x18;  
    ET0 = 1; // 打開T0中斷允許位
    EA = 1;  // 打開總中斷
    TR0 = 1;  // 打開定時(shí)器
}

三宰啦、定時(shí)器使用示例

本示例實(shí)現(xiàn)的功能：通過定時(shí)器0中斷控制LED間隔1秒閃爍苏遥。在proteus中仿真，使用到的資源有：LED模塊和定時(shí)器0赡模。硬件電路很簡單田炭，只使用到LED模塊，定時(shí)器0屬于51單片機(jī)內(nèi)部資源漓柑，通過軟件配置即可使用教硫。proteus中設(shè)計(jì)LED模塊如下：

preotus設(shè)計(jì)使用定時(shí)器0控制LED模塊實(shí)現(xiàn)亮滅

軟件實(shí)現(xiàn)：

/*
    實(shí)現(xiàn)功能：使用定時(shí)器0控制LED模塊間隔1秒亮滅
    寄存器介紹：
        TMOD 高四位用于T1，低四位用于T0辆布；
            GATE=0表示僅TRx啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器瞬矩，GATE=1表示外部中斷+TRx啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器
            C/T=0表示定時(shí)模式，C/T=1表示計(jì)數(shù)模式
            M1M0表示工作方式
    [2023-12-19] zoya
*/

#include "reg52.h"
#include "typedef.h"

#define GPIO_LED    P2

/*************************************************************************
* 函數(shù)名：      Timer0Init
* 函數(shù)功能： 定時(shí)器0初始化锋玲，選擇工作方式1景用，僅TR0打開啟動(dòng)，定時(shí)1ms
* 輸入：           void
* 輸出：           void
**************************************************************************/
void Timer0Init()
{
    // 1. 對(duì)TMOD賦值惭蹂，確定T0為工作方式1伞插，僅TR0打開啟動(dòng)
    TMOD |= 0x01;  // 低四位為 0001，GATE=0僅TR0啟動(dòng)盾碗，C/T=0定時(shí)模式媚污，M1M0=01工作方式1
    // 2. 根據(jù)定時(shí)時(shí)間計(jì)算初值，賦初值
    TH0 = 0xFC;
    TL0 = 0x18;
    // 3. 使用中斷廷雅，打開總中斷耗美，打開定時(shí)器中斷
    EA=1;
    ET0=1;
    // 4. 置位TR0，啟動(dòng)定時(shí)
    TR0=1;
}

void main()
{
    Timer0Init();  // 外部中斷0初始化
    while(1);
}

/*************************************************************************
* 函數(shù)名：      Timer0
* 函數(shù)功能： 定時(shí)器0中斷服務(wù)函數(shù)航缀，
*                       當(dāng)進(jìn)入該函數(shù)時(shí)表示定時(shí)時(shí)間已到商架，需要重新賦初值
* 輸入：           void
* 輸出：           void
**************************************************************************/
void Timer0() interrupt 1
{
    static u16 i;  // 統(tǒng)計(jì)定時(shí)1ms的次數(shù)
    TH0 = 0xFC;
    TL0 = 0x18;
    i++;  
    if(1000 == i)  // 如果定時(shí)1ms的次數(shù)達(dá)到了1000次表示過了1s
    {
        i=0;
        GPIO_LED = ~GPIO_LED;
    }
}

仿真結(jié)果：

定時(shí)器0控制LED模塊亮滅