蓝桥杯单片机组经验分享之（三）各模块用法（4）定时器
定时器是单片机里非常重要的一个模块，必须熟练掌握，本篇按这样的顺序展开：
一、简单介绍定时器
二、定时器基本用法
三、定时器高级使用技巧（linux中常用的思想）
一、简单介绍定时器
在说定时器之前，先提一个比较重要的东西，传统51单片机是12T的，而15单片机是1T的，单片机复位后定时器默认处于12T模式，可以通过AUXR寄存器设置定时器工作在1T模式
12T单片机的机器周期为 12/晶振频率
1T 单片机的机器周期为 1 /晶振频率
显然对于1T单片机的处理速度会比12T单片机要高，不过上面的公式并不代表单片机的真实处理速度相差12倍，对于不同的指令速度差是不一样的
机器周期不同使得定时器的计数频率不同，因此需要格外注意
定时器相关寄存器主要有以下这些
需要重点掌握的是TCON、TMOD、TL0/1、TH0/1、IE、T2L、T2H、AUXR
STC15F2K60S2单片机上有定时器0、1、2、3、4，定时器3、4我也没怎么了解，有兴趣可以自己查阅手册
1、TCON：控制寄存器，一般记住每个位，通过位寻址单独设置每一位
TFx是溢出标志位，在溢出后必须清除该位，定时器才会重新计时，若定时器工作在自动重装载模式，该位自动清除
TRx是运行控制位，置1时使能定时器x，置0时失能定时器x
IEx、ITx使用较少，有兴趣可以自行查阅手册
2、TMOD：工作模式寄存器，高四位管理定时器1，低四位管理定时器0，由于不可位寻址，必须整体赋值
GATE：使用较少，有兴趣可以自行查阅手册
：置1用作计数器，置0用作定时器
M1、M0：两位有四种组合（00~11）表示四种工作方式，其中最常用的是工作方式0（M1M0 = 00）
3、
TLx、T2L是定时器x计数值的低8位
THx、T2H是定时器x计数值的高8位（当用作8位自动重装载模式，TH就是重装值，计数值只存在于TL中）
4、IE：中断允许寄存器，可以位寻址，一般进行位操作（IP是中断优先级控制寄存器，用得少）
EA：置1使能总中断，置0失能总中断
ETx（x为0/1）：开启定时器x的中断
另外定时器2中断受IE2寄存器中的ET2位控制，该寄存器不能位寻址
5、AUXR：辅助寄存器，非常重要，能设置定时器0/1输入时钟是否进行12分频、选择串口1的波特率来源（定时器1/2），同时作为定时器2的控制、工作模式寄存器，另外由于这个寄存器不存在于51，如果使用51的头文件，必须自行定义该寄存器地址（对于T2L、T2H以及以后讲到的P4口也一样）：
sfr AUXR = 0x8e;
sfr T2H = 0xd6;
sfr T2L = 0xd7;
定时器0、1功能几乎完全相同，定时器1和定时器2可以用作波特率发生器即作为串口的时钟，以定时器0为例，有四种工作方式，其中最常用的是方式0：16位自动重装载模式，工作原理图如下
时钟来源有2：SYSclk（可通过AUXR的T0x12位 选择不分频或12分频）、IO口中的T0引脚的计数序列；
计数序列输入后，只有在TR0 = 1，输入有效；
在工作模式0下，设置TL0、TH0并启动定时器，定时器会将TL0、TH0的值拷贝值RL_TL0、RL_TH0作为重装值
当TL0、TH0溢出，TF0将被硬件值1，如果开启了中断（EA=1、ET0=1），则程序指针指向中断服务程序，暂时离开主程序
在不开启中断时，需要在主程序中扫描TF0并置0
在开启中断时，如果工作在非自动重装载模式，需要在中断程序软件清除TF0；如果工作在自动重装载模式，中断发生后TF0会自动硬件清除
计数初值的计算：
选择系统频率：如果使用到串口，希望串口有较好的工作可靠性，最好选择11.0592MHz，因为这是与波特率是整数倍的关系，能够整除；如果不使用串口，希望计时器工作尽可能精确，最好选择12MHz，尤其是12T模式下，系统时钟被12分频，如果用12MHz / 12 = 1MHz为整数，而11.0592MHz / 12不是整数，会出现误差
初值计算：16位模式下，计数范围为0~65535，若选择11.0592MHz系统频率，定时器工作在12T模式下
每次计数间隔为t1 = 12 * 1 / 11.0592 us
最大定时时长为t2 = 65535 * t1 us
期望定时时长为t3，则计数初值 Count = （最大定时时长t2 - 定时时长t3）* 11.0592 / 12 = 65535 - t3 * 11.0592 / 12
高8位：TH1 = Count / 256；
低8位：TL1 = Count % 256；
二、定时器基本用法
定时器一般用于作为计时、任务调度，我比较喜欢将定时器0用作计时，定时器1用作任务调度，因为默认情况下定时器0的中断优先级高于定时器1，这样可以尽可能保证计时的准确性
1、定时器0配置为工作方式0，每2ms中断发生一次中断（系统频率12MHz）
void TimerInit(void){
TMOD&=0xf0;
TH0=(65535-2000)/256;
TL0=(65535-2000)%256;
ET0=1;
EA=1;
TR0=1;
}2、中断程序框架
void Timer0(void)interrupt 1{
}interrupt x表示这是一个中断服务程序，x是中断向量，0~4分别表示为外部中断0、定时器中断0、外部中断1、定时器中断1、串口中断的向量
3、基本用法
#define T_MAX 100
#define TASK1_TIME 5
#define TASK2_TIME 10
void Timer1()interrupt 3{
static unsigned int uiCnt;
uiCnt++;
if(uiCnt >= T_MAX)
{
uiCnt = 0;
}
if(uiCnt % TASK1_TIME == 0)
{
Task1();
}
if(uiCnt % TASK2_TIME == 0)
{
Task2();
}
}1、定义计数变量，按照中断间隔递增计时（注意要限制最大值及时清除）
2、设置任务执行周期，按一定的间隔调度任务
三、定时器高级使用技巧（linux中常用的思想）
使用上面的方法，每添加一个任务，需要找到相应的中断服务程序进行修改，这样显然比较麻烦，理想的做法应该是，我们想添加任务，不需要找到该段程序，而是直接通过代码将任务添加到中断服务程序，那么有没有这样的办法呢？显然是有的，做法如下：
在初始化定时器的时候，定义一个定时器任务调度列表，然后在定时器中断服务程序中对这个列表循环扫描，检测到需要执行的任务调用相应子程序即可
为了将任务加入定时器任务列表中，需要：
1、定义一个任务列表（函数指针数组）
2、编写一个注册函数TimerFunRegister，用于将任务入口函数注册到任务列表中
3、在任务初始化后调用TimerFunRegister注册任务
到这里已经可以将定时器完全独立为一个模块（对于按键等模块也可以这么做），在编写调试无误后，以后基本不需要再打开定时器相关的代码文件，只需要在应用程序相关文件编程任务程序，调用TimerFunRegister将其注册到定时器任务列表中即可，如果有需要，可以加入一个注销函数，方法类似注册，大家可以自己动手尝试
代码如下：
#include "stdlib.h"
#define FUNC_NUM_MAX 10
#define T_MAX 50
typedef void (*TimerFunc)(int uiTimes);
TimerFunc g_aTimerFun[FUNC_NUM_MAX] = {NULL};
int TimerFunRegister(void *pFun)
{
unsigned int uiIndex;
if(pFun == NULL)
{
return -1;
}
for(uiIndex = 0; uiIndex < FUNC_NUM_MAX; uiIndex++)
{
if(g_aTimerFun[uiIndex] == NULL)
{
g_aTimerFun[uiIndex] = (BTimerFunc)pFun;
return 0;
}
}
return -1;
}
void Timer1(void)interrupt 3
{
static unsigned int uiTimes;
unsigned int uiIndex;
uiTimes++;
if(uiTimes >= T_MAX)
uiTimes = 0;
for(uiIndex = 0; uiIndex < FUNC_NUM_MAX; uiIndex++)
{
if(g_aTimerFun[uiIndex] == NULL)
continue ;
g_aTimerFun[uiIndex](uiTimes);
}
}
任务注册方法：
//包含头文件
void MyTask(int uitimes)
{
}
void TaskInit(void)
{
/*
***任务相关初始化
*/
TimerFunRegister(MyTask);
}
void Init(void)
{
TimerInit();
TaskInit();
}
void main(void)
{
Init();
while(1)
{
}
}