1.定时器介绍

1.1、什么是定时器

（1）Soc（单片机）的一种内部外设
（2）定时器就是CPU的“闹钟”

1.2、什么是计数器

（1）定时器就是用计数的原始实现的
（2）计数器可以计算外部脉冲个数

1.3、定时器如何工作

（1）第1步：先设置好定时器的时钟源（如果需要的话）
（2）第2步：初始化时钟相关寄存器
（3）第3步：设置定时时间（计数个数）
（4）第4步：设置中断处理程序
（5）第5步：打开定时器
（6）运行时：定时器计数到后产生中断，然后执行中断isr。

2.软件控制硬件的关键——寄存器

2.1、什么是寄存器

（1）register
（2）寄存器，寄存，内容可变，一般按位定义。也就是内容要么是1要么是0.
（3）寄存器使用地址访问，编程上像内存一样

2.2、寄存器的工作原理

（1）寄存器和硬件之间有双向影响。寄存器位上的1/0可以控制LED亮灭，键盘的按下也可以改变寄存器位上的1/0。
（2）软件可以读写寄存器
（3）总结：寄存器时软件能够控制硬件的关键

2.3、单片机学习的关键就是各种寄存器

（1）单片机的学习主要包括2个：CPU和各种内部外设
（2）各种内部外设的编程接口就是寄存器
（3）熟悉一款单片机其实就是熟悉他的寄存器
（4）寄存器会随着单片机的复杂化而变得复杂
（5）学会用C语言操作寄存器的技巧

3.51单片机的定时器简介

看数据手册
外部12MHZ晶振，单片机工作在12T模式下，则内部时钟频率是1MHZ，则时钟脉冲宽度为1us（1/1MHZ=1us）。外部12MHZ晶振，单片机工作在6T模式下，则内部时钟频率是2MHZ，则时钟脉冲宽度为1us（1/2MHZ=0.5us）。

4.定时器的主要寄存器介绍

4.1、TCON

TCON

（1）8个位，但是有4个名字：TF、TR、IE、IT，每个名字的符号都有2个，后面分别带0和1，对应T0和T1.
（2）TF：timer flag，定时器（溢出）标志位，是只读（软件只是通过读取TF1来知道硬件的状态，而不用去写这一位来设置硬件的状态）的。timer定时时间到了后会做2件事情：第一个是把TF标志改为1，第二个是产生中断让CPU去中断处理；TF是硬件清零的（由1变0是自动的，不需要软件来干预。）有一些CPU的设计时需要软件去清零的（一般高级芯片），这时候用户的程序就一定要记得给标志位清零，不然就不能重复进入中断或者反复不停的重复进入中断。
（3）TR就是timer run，就是定时器的启动计数的开关。当我们把整个定时器初始化好了以后，我们给TR位写1就可以开始计数了。TR位和GATE位有一定关联性。
（4）GATE是TMOD寄存器中的，也有2个分别对应T0和T1。GATE位中文名叫门控位，工作方式是：当GATE=0时（相当于门是打开的，此时GATE位是可以忽略的），此时定时器开关就只受TR位影响。具体就是TR=1开启计数，TR=0结束计数。当timer用来计数时，很关键的就是什么条件下计数，什么条件下不计数。当GATE=0时计数条件只有TR1一个（TR1=1就计数，TR1=0就不计数），当GATE=1时是否计数不仅取决于TR1还取决于INT1引脚（P3.3），实际规则是：当TR1=1并且INT1引脚也为高电平时才会计数。
1000 = 0x3E8 = 高0x3 低0xE8 => TL0 = 0xE8 TH0 = 0x3
8888 = 0x22B8 = 高0x22 低0xB8 => TL0 = 0xB8 TH0 = 0x22

4.2、IE&IT

（1）IE也是个标志位，作用就是用来展示硬件的状态改变的。比如IE1对应外部中断1（INT1），平时不发生INT1时IE1=0，当INT1发生中断时，硬件自动IE1=1，当CPU处理了INT1时硬件会自动给IE1=0（硬件自动清零）。
（2）IT是用来设置外部中断的中断触发方式的。所谓中断的触发方式，就是指硬件在某种条件下才会被判定为要产生中断，所以其实就是中断产生的条件。中断触发方式一般就是：边沿触发和电触发2种。边沿触发又分为上升沿触发、下降沿触发、双边沿触发；电平触发方式分为高电平触发、低电平触发2种。

4.3、TMOD

（1）GATE上面已经讲过了
（2）C/T位，设置T0/T1工作在定时器模式还是计数器模式。1表示计数器，0表示定时器。
（3）M1+M0，2个位一起来表示T0/T1处于哪种工作模式下，一般有4种：13位、16位、8位自动重载、双8位。

5.定时器编程实践

5.1、实验目的

（1）使用定时器来完成LED闪烁
（2）原来实现闪烁时中间的延迟是用delay函数实现的，在delay的过程中CPU要一直耗在这里不能去做别的事情。这是之前的缺点。
（3）本节用定时器来定一个时间，在这个定时器定时时间内CPU还可以去做主任务，定时时间到产生中断，在中断处理程序isr中让LED闪烁即可。

5.2、如何编程

（1）定时（timer初始化）
（2）主程序做事
（3）中断处理程序
（4）我们开发板的定时器最多能定多长时间？
内部时钟频率是1MHZ，时钟周期是1us。最多能定65535（16位定时器），也就是说最大定时时间为65535*1us=65535us=65.535ms。
如果要定比较长的时间（2s），定时器直接是不能够满足的，解决办法是多次定时后加起来构成一个长时间。
（5）计算TL0和TH0：
①确定自己定时时间，定为50ms
②确定内部时钟周期，因为12T模式，外部晶振12MHZ，所以为：1us
③定时个数就是：50ms/1us=50000
④TL0 = 50000 % 256， TH0 = 50000 / 256（设置错误，下面有说）

0xC3 0x50 => 195 80

#include <reg51.h>

unsigned char count;            // 10次，对应500ms
sbit LED = P0^1;                // LED对应的GPIO定义

#define CNT     20

void timer0_isr(void) interrupt 1 using 1
{
    TL0 = 50000 % 256;  
    TH0 = 50000 / 256;          // 手工重载计数值

    if (count-- == 0)
    {
        // 说明已经中断了10次了，500ms到了，干活了
        LED = !LED;             // LED取反
        count = CNT;
    }
}


void main(void)
{
    TMOD = 0x01;        // T0设置工作在定时器模式下，16位定时器
    TL0 = 50000 % 256;  
    TH0 = 50000 / 256;
    TR0 = 1;            // 开启计数器，开始计数了
    ET0 = 1;            // 开启T0中断
    EA = 1;             // 开启中断总开关

    count = CNT;            // 10次，对应500ms

    while (1);          // 主任务
}

6.定时时间设置错误纠正

6.1、加法定时器和减法定时器

（1）定时器的原理就是计数器，加法定时器计数方法是从我们给定的值开始计数，直到溢出（比如16位定时器最大值为0xffff，也就是65535，计数值到达这个值就溢出了）。减法定时器是从我们给定的值开始减1，减到0就溢出了。
（2）实例来看，比如16位定时器。我们设置的计数值为1000，则如果是减法定时器那么计数个数就是1000，如果是加法计数器则计数个数就是65535-1000=64535。
（3）51单片机就是典型的加法定时器
（4）现代的单片机或者嵌入式SoC，一般常用的都是减法定时器了。虽然加法定时器和减法定时器都能实现功能，但是明显减法定时器更加直观，因为不用去多加一步计算计数个数。

6.2、51单片机定时器设置值计算

计算TL0和TH0：
①确定自己定时时间，定为50ms
②确定内部时钟周期，因为12T模式，外部晶振12MHZ，所以为：1us
③定时个数就是：50ms/1us=50000
④计数个数是50000，那么写进去TL0和TH0里面的计数值应该是65535-50000=15535
⑤TL0 = 15535% 256， TH0 = 15535/ 256