摘 要：對mcs-51單片機(jī)定時器的原理與使用中的幾個關(guān)鍵問題進(jìn)行了討論，給出定時器的使用方法與誤差補(bǔ)償方法，并給出了實現(xiàn)程序。

    1前言

    定時器是mcs -51單片機(jī)非常重要的組成部分，由于其應(yīng)用與單片機(jī)的其他硬件相關(guān)，存在著一定的復(fù)雜性[1]。而定時器是單片機(jī)應(yīng)用中解決某類復(fù)雜問題的最有為效的方法，應(yīng)用非常廣泛。隨著定時要求的提高，在定時處理過程中所帶來的誤差需要校正[2]，本文就mcs-51單片機(jī)的使用方法與誤差校正方法進(jìn)行了討論，并給出通用算法與程序。

    2定時器工作方式與方式設(shè)置

    mcs-51單片機(jī)有兩路獨立的定時器，每路定時器有4種工作方式（0～3），方式0是13位計數(shù)結(jié)構(gòu)，計數(shù)器由th全部8位與tl的低5位構(gòu)成；方式 1是16位計數(shù)結(jié)構(gòu)，計數(shù)器由th與tl全部8位共16位組成；方式2是8位計數(shù)結(jié)構(gòu)方式，計數(shù)器由tl8位組成，與其他方式不同的是,當(dāng)定時溢出時，硬件自動將th的值裝入tl中，有自動加載功能。前三種工作方式，兩路定時器的設(shè)置與使用完全相同，但在工作方式3下，兩路定時器有很大差別，只有0路定時器可以工作在方式3下，1路定時器只能工作在方式0～2下，在工作方式3下，0路定時器被拆分成兩個獨立的8位計數(shù)器tl0與th1，其中0路定時器的各控制位和引腳信號全歸tl0使用，因此th0只能做簡單的定時器使用，其控制位占用了1路定時器的控制位，如果0路定時器工作在方式3下，1路定時器由于讓出了所屬控制位，通常作為串行口波特率發(fā)生器[3]。

    定時器的工作方式選擇主要依靠設(shè)置tmod寄存器的值，其各位定義如下：

    位序 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0

    位符號 gate c/t m1 m0 gate c/t m1 m0

    其中，b0～b3用來控制0路定時器，b4～b7用來控制1路定時器。

    gate位為門控位，主要確定定時器啟動的方式，如果gate=0，則用tr0（tr1）位啟動/關(guān)閉定時器，如果gate=1，則以外中斷請求信號（int0或int1）啟動定時器。

    c/t位為定時與計數(shù)選擇位，c/t=0為定時方式，c/t=1為計數(shù)方式。

    m0、m1為工作方式選擇位

    m1m0=00方式0m1m0=10方式2

    m1m0=01方式1m1m0=11方式3

    選擇定時器工作方式，應(yīng)根據(jù)上述規(guī)定向寄存器tmod中寫入相應(yīng)數(shù)，如設(shè)置0路定時器工作在定時方式0下，1路定時器工作在方式1下，則應(yīng)用下列指令設(shè)置:

    movtmod,＃10h

    3定時器的處理方式與計數(shù)初值的計算

    mcs-51單片機(jī)的定時器采用增值計數(shù)法，在定時工作方式下，啟動定時器后，每機(jī)器周期cpu硬件會自動給相應(yīng)計數(shù)器加1，直至超出對應(yīng)計數(shù)器所能表示的最大值，發(fā)生定時溢出，硬件自動將tf0（tf1）置位，用戶可以通過查詢tf0（tf1）位判斷定時是否溢出，如果此時定時中斷處于開放狀態(tài)，將引發(fā)相應(yīng)定時中斷，mcs-51響應(yīng)中斷，根據(jù)相應(yīng)中斷地址（0路定時中斷的中斷入口地址為000b，1路為001b）執(zhí)行中斷處理程序。

    定時編程有兩種基本方式，一種方式為查詢方式，在啟動定時時關(guān)閉相應(yīng)定時中斷，然后循環(huán)檢測tf0（tf1）進(jìn)行相應(yīng)處理；另一種方式為中斷方式，啟動定時時開放相應(yīng)定時中斷，并將定時溢出處理程序編寫為中斷處理程序形式通過在相應(yīng)中斷入口地址（000b，001b）放置跳轉(zhuǎn)指令轉(zhuǎn)入定時溢出處理程序。

    定時器工作方式選定后，定時溢出時間唯一取決于計數(shù)器的初值，如何根據(jù)應(yīng)用需要確定計數(shù)器初值，也是定時器應(yīng)用的一個重要問題。假定單片機(jī)機(jī)器周期為k0，所選定的定時方式計數(shù)器為n位，所實現(xiàn)的定時時間長度為t，則有：

    （2n－x）k0=t(1)

    其中x為計數(shù)器的初值，根據(jù)式1可以求出初值x為：

    x=2n－(t/k0)(2)

    4定時器的編程步聚和各步聚的通用程序

    定時器應(yīng)用編程主要分為以下幾個步聚。

    4.1步驟1根據(jù)定時要求求計數(shù)初值x

    首先根據(jù)單片機(jī)時鐘頻率f確定單片機(jī)機(jī)器周期k0,即：

    k0=12/f(3)

    在實際應(yīng)用中，單片機(jī)時鐘頻率f一般為6mhz或12mhz，所以單片機(jī)機(jī)器周期k0=2μs或1μs，然后根據(jù)選定的工作方式確定計數(shù)器位數(shù)n，將所得k0與n代入式2，求出計數(shù)