51单片机定时器工作方式1、2原理详解

1.本篇博文旨在帮助那些像我一样刚入门51单片机，如果你对定时器有一定了解，但是其中的的工作方式不能理解，那么这篇文章很适合你，如果你是大神的话…直接绕行吧……

2.我在学习的过程中由于知识上的不足很多的讲解看不懂，在翻找了许多资料真正理解之后，打算以一种简单易懂的方式进行解释，这是一份很 详尽基础 的讲解手册。

3.全文以定时器0为例，定时器1的用法与其相同。

4.由于是讲定时器实现原理，文章文字显得较多，不过都是很简单的文字，只要认真看都能看得懂。

虽然看懂这篇博文不需要太多的知识储备，但是在这里还是做一个简单的知识普及，便于下文的讲解

采用方式1时，计数位数时16位，由TH0作为高八位，TL0 作为低八位，组成16位加一计数器，在TR0 置1后单片机开始计时，每经过一个机器周期单片机输出一个脉冲使定时器加一，加到16位全为1时会溢出，使TF0 置1，利用此性质可以去执行相应的功能，TF0置1是一个信号。 若 TH0 和 TL0 的初值都为0（即整个定时器的值为0000000000000000），当16位全为1时，单片机一共输出了655361个脉冲，时间经过了65536*12/12M秒钟即为65.536ms。

那么问题来了，我们想要利用的时间都是1s，2s这种，而不是65.536ms，如果能让开始计时到TF0 置1这个时间变成50ms这种，就能够通过几次计数溢出达到计时1s钟的目的，这就到了初值的计算。 由之前的分析可知，单次计时最长为65.536ms，以单次定时50ms（0.05s）为例，需要20次可以定时1s钟。假设开始计时时16位定时器的初值为x，由于单片机定时固定到达65536溢出，那么（65536-x）*12/12M = 0.05，可计算得到x = 15536。化为16进制为0x3cb0。那么TH0 = 0x3c, TL0 = 0xb0；2

定时1s钟的代码如下：

方式2是自动重装初值的8位计数方式，在本质上是与方式1一样的。在工作方式2中，TH0 只起到为TL0 重装初值的作用，并不参与计数。当TL0 计数到全为1时再有一个脉冲就会触发溢出，TL0 的溢出不仅使TF0 置1，TF0置1是一个信号 ，而且将TH0内容重新装入TL0 ，TH0 内容由代码设置，重装时值不变，然后进行新一轮的定时 ，这就是所谓方式2自动重装初值。

方式2的初值的计算方式和方式1相同，与方式1不同的是：由于方式2只有TL0 计数，最多可以记256个脉冲（8位从全0编为全1），单次定时最长也就只有0.256ms（方式1为65.536ms） 依然以定时1s钟为例，单次定时时间为0.2ms，设初值为x，（256-x）*12/12M = 0.2**10-3(0.2乘10的-3次方，由于格式问题只能打两个星号……)，解得x = 56，化为十六进制为0x38，则TH0 和TL0 的初值均为0x38；

效果跟方式1相同3,经过笔者实验方式2更精准一些？咱也不知道，咱也不敢问

16位全为1的二进制数的值为216 = 65536 ↩︎

计算初值还有另外一个方法，就是以产生的脉冲次数（频率）为中心。 单片机时间频率为12M，机器频率为12M/12，即定时1s钟定时器计数的个数为12M/12（我在这里卡住很长时间，不太好理解），但是方式1单次计数个数最多为65536，远远达不到12M/12次。 计时1s单片机计数个数为12M/12.那计时50ms（0.05s）计数个数就应该是（12M/12）/ 20 = 50000，那初值就应该是15536。 ↩︎

不知道读者有没有注意到，在定义cnt变量时，方式1采用的是unsigned char cnt = 0; 而方式2采用的却是unsigned int cnt = 0; 这里涉及到了数据结构的问题，我会在其它博文里提到，这里只需简单理解为方式2中cnt的值过大，unsigned char型容不下就行了。 ↩︎