【蓝桥杯】—{MCU：IAP15F2K61S2}—{定时器}

   九层妖塔 起于垒土

定时器

1、简介

 ●定时器的核心部件是一个加法计数器其本质是对脉冲进行计数。计数脉冲来系统时钟或者单片机外部引脚。
 ●STC15F系列单片机只有3个定时器。
 ●四种工作模式：
  ○定时器0：
    模式0(16位自动重装载模式)
    模式1(16位不可重装载模式)
    模式2(8位自动重装载模式)
    模式3(不可屏蔽中断的16位自动重装载模式)
  ○ 定时器1：模式0，模式1，模式2
  ○ 定时器2：固定为模式0；还可以当串口的波特率发生器和可编程时钟输出。

2、寄存器

①TCON (Timer Control-控制寄存器)

 ●TCON：控制定时器T0/T1的启动于停止，包含定时器T0/T1的溢出标志位。88H可位寻址
 ●TF1:(Timer Flow)定时器1溢出标志位。计满溢出时由硬件置"1"分为查询法与中断法响应溢出。
  ○ 中断法：在中断允许时，向CPU发出中断请求，中断响应后，由硬件自动清除TF1标志。
  ○ 查询法：通过软件查询TF1标志，来判断计满溢出时刻，查询结束后，用软件手动清除TF1标志。
 ●TR1：(Timer Run)T1的运行控制位

②TMOD(Timer Mode-工作模式寄存器)

 ●TMOD设置定时器T0/T1的工作模式(四种工作模式)和功能(定时or计数)。
 ●TMOD不可位寻址，只能用字节指令设置。
 ●M1,M0：工作模式选择位。默认为16位自动重装载模式。
 ●$C/\overline{T}$:功能选择位。$\overline{T}$:T低电平有效即定时器模式。
 ●GATE：门控位。测量脉冲宽度。

③AUXR(Auxiliary Register-辅助寄存器)

 ●T0x12:定时器0速度控制位。
 (T0x12)=0:定时计数脉冲完全与传统8051单片机的计数脉冲一样，计数脉冲周期为系统时钟周期的12倍，即12分频；当(T0x12)=1时，计数脉冲为系统时钟脉冲，计数脉冲周期等于系统时钟周期，即无分频。
 ●T2R：定时器2的运行控制位。
 ●T2_$C/\overline{T}$:T2的功能选择位。
 ●T2x12:定时器2速度控制位。

④INT_CLKO(AUXR2)(外部中断允许和时钟输出寄存器)

⑤IE(Interrupt Enable-中断允许寄存器)

 ●EA:总中断允许控制位。
 ●ET1:定时器T1中断允许位
 ●ET0:定时器T0中断允许位
 ●地址A8H可位寻址

⑥IP(Interrupt Priority-中断优先级控制寄存器)

⑦IE2(Interrupt Enable-中断允许寄存器2)

 ●ET2:定时器2的中断允许位。

3、定时器0的工作模式0

①隐含寄存器RL_TH0,RL_TL0

 ●RL_TH0与TH0共用一个地址；RL_TL0与TL0共用一个地址。
 ●用于保存16位定时器的重装初值。
 ●当定时器0工作在模式0(16位自动重装载模式)时，[TL0,TH0]的溢出置位溢出标志位TF0，同时会自动将[RL_TL0,RL_TH0]的内容重新装入[TL0,TH0]
 ●写数据：
  ○TR0=0即关定时器0，对TL0和TH0寄存器写入数据时，也会分别同时写入RL_TL0和RL_TH0中。
  ○TR0=1即开定时器0，对TL0和TH0寄存器写入数据时，实际上不是写入当前寄存器，而是只写入隐含寄存器RL_TL0和RL_TH0中。这样不会影响T0的正常计数。
 ●读数据：
对TL0和TH0寄存器读取数据时，读取的是TL0和TH0的状态值，而不是隐含寄存器的内容。

②系统时钟$f_{sys}$

 系统时钟$f_{sys}$ =主时钟$f_{osc}$ / N
 N为分频系数,可以通过时钟分频寄存器CLK_DIV进行改变,默认为1.

③定时初值计算

  ●12分频：
  $t=\frac{(2^n-a)\ast 12}{f_{sys}}$
  ●不分频：
  $t=\frac{(2^n-a)\ast 1}{f_{sys}}$
时间t的单位位秒; (举例为50ms)
定时器0为16位的,所以n=16;
a为定时器的初始值；
系统时钟$f_{sys}$设是12MHz,即 $12\times 10^6$Hz
若采用12分频,可算得计数初值十进制数a=15536,换算成二进制数位$a=(‭‭11110010110000‬‬{)}_2$

④定时器初始化函数流程

中断法：共6步。

⑤计数器计数初值计算

  ●T0对应的计数输入端为P3.4;T1为P3.5；T2为P3.1。
  ●计数输入端有一个负跳变计数器的状态值加1。
  ●计数器的计数次数N=计数器的最大空间-计数初值=$2^n-a$
  ●16位计数器：
    计数初值：$a=(2^{16}-N)$

4、定时器2

①T2控制寄存器-AUXR

 ●T2R:T2允许控制位
 ●$T2$_$C/\overline{T}$:功能选择位。$\overline{T}$:T低电平有效即定时器模式。
 ●T2x12:定时器2速度控制位。

②T2的中断允许控制位ET2

 ●定时器2的中断请求标志位对用户不可见，即无法用查询法。

③定时器2的初始化流程图

5、定时器的使用问题

①利用定时器的计数输入端口改造成外部中断源输入端口

 ●计数模式
 ●模式2(8位自动重装)
 ●计数初值为FFH
 ●由T1端口输入一个负跳变，计数器即回零溢出
详见例2

②定时器/计数器的实时性

定时器回0溢出请求中断到主机响应中断并作出处理存在时间延迟

③动态读取运行中的计数值

6、可编程时钟输出