【51单片机 】定时器的初始值计算 详解

首先值得一提的是：51单片机定时器与主程序是并行工作的，就是主程序在运行的时候，定时器也在计数，计数溢出后定时器中断主程序的运行，转而执行中断服务程序。此外还有串行口、中断系统…，都独立的工作，不用 CPU 干预。

正文部分：

好了，我们先来看初始值计算公式：

公式：（2¹⁶– X）× 12 ÷ 晶振频率 = 定时时间（默认单位us）
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X是未知量
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2¹⁶是根据方式选择的，可以自行选择，方式1为16位
方式0 ：2¹³ （少用）
方式1 ：2¹⁶ （最常用）
方式2 ：2⁸ （常用）

假设:

定时器T0工作在方式一，晶振频率为11.0592MHZ，需要定时时间0.5s

那么计算思路是这样的：
1. 首先要知道1s=1000ms，1ms=1000us。
2. 由公式可得：（2¹⁶-0）× 12 ÷ 11.0592=71ms，定时时间最大只能算到71ms，而0.5s=500ms，距离需要的时间还差429ms，剩下的怎么办？
3. 所以，这个时候我们需要退一步计算，算个5ms再循环个100次，这样就可以得到5ms*100=500ms（0.5s）。

5ms的定时时间先换算成us单位就是5000us
公式：（2¹⁶-X）× 12 ÷ 11.0592=5000（us）
得 X=60928
把十进制60928转换为16进制=0xee00，分配高8位TH=0xee,低8位TL=0x00，
初始值这样就算好了。

转换进制不熟练的同学可以用win10自带的计算器进行转换。

#include
   char i=100;    //用来循环100次，5ms*100=500ms，500ms=0.5s
   
  void Timer0Init(void)	 //5毫秒@11.0592MHz 定时器T0 子程序
{
	TMOD &= 0xF0;  //设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;  //设置定时器模式
	
	TL0 = 0x00;	   //低8位
	TH0 = 0xEE;	   //高8位
	    //高8位与低8位共同组成初始值
	
	TF0 = 0;	   //清除TF0标志
	TR0 = 1;       //定时器0开始计时
	ET0 = 1;      //允许定时器T0开启中断
	EA = 1;		  //开启总中断
}

  void main()			//主程序
{
        P2=0Xff;         //led初始化  
        Timer0Init();	//调用定时器的初始化子程序
		while(1);      //等待定时器进入中断
}

  void T0_timer0() interrupt 1       //定时器0 进入中断程序
{
		TH0=0xEE;   //这里需要重新赋初始值，保证每次进入中断函数都是5ms
		TL0=0x00;
     	i--;           //i=100开始循环自减
	      if(i<=0)    //判断（i从100减到0的时候就执行下面程序）
		{
			i=100;   //进来就重置循环次数，保证出去可以重新开始计算
		   P2=~P2;    //取反，i从100减到0刚好是0.5s，取反亮一次
		}	     //亮完后i已经等于100，不满足if判断条件，重新开始定时
}
//end 

当然，有更方便的计算方式，在烧录软件找到定时计算器，选好定时器、工作方式、时钟以及定时长度（初始值），就能自动得到初始值了

上图四个疑问
1、

定时长度：
看上面公式，我们用到定时器方式一是16位，既2¹⁶，最大只能算出71ms，我们定时单位是ms的话超出71是没有办法计算的，所以这就是为什么不直接输入500ms的原因。
我们可以输入5ms算出初始值然后循环100次再运行
也可以输入50ms得到初始值循环10次再运行，结果都是一样的。

2、

选择定时器：
定时器0和定时器1都可以选择，只是有优先级设置——通过IP寄存器设定，但只有高和低两种，同等优先级时，先响应定时器0。
只使用一个定时器时，随便选一个就行。

3、

定时器模式：
1.模式分8、13、16位（具体看下表 定时器模式表），因为我们选择了方式一（2¹⁶），所以在模式中选择16位。
2.自动重载与无自动重载区别：无自动重载(下表方式0和方式1)特点是计数溢出后计数器全为0，在使用循环定时/计数时会影响精度。自动重载就是为了解决该问题而设计的。

注意：89c52是没有 16位重载 的，选择的时候具体要看单片机手册，这里选 16位 即可。

4、

定时器时钟：
标准8051单片机为12T。
STC12系列有1T和12T，具体看芯片手册，这里不多赘述。

另外，软件里面的程序也是可以直接使用的，只是要稍微修改一下。
删除不用的（AURX）
加入开启条件：
ET0 = 1; //允许定时器T0中断。选择定时器1时改为ET1=1;
EA = 1; //开启总中断
（具体可看上面的代码）

用软件里的定时功能计算减去了我们自己写和计算的步骤，方便快捷准确，没用过的可以试一下哦。
定时器模式表：

选择相应的方式：
方式0 ：2¹³，（不常用）
方式1 ：2¹⁶ ，（最常用）
方式2 ：2⁸，（常用）
方式3 ：现在基本上没人用了，稍微了解下即可

补充内容：关于定时器为什么进入中断后需要再次赋初始值？

首先， 8051的定时器只有方式二为自动重载，意思进中断后出去会自动重新开始计数，如果你使用的是方式二，那么就不用重新赋值。（虽然方便，但定时器的每次最大定时时间变短了，计数器到达255us就会溢出）。
其次，如果你采用的是其它方式，如：方式三的16位模式。在开始时，定时器减去初始装载值然后刚好达到需要的时间便溢出（这时候已经从65535跳为0了）进入中断。那么进入中断后TH0和TL0已经不是你在外面赋的初值了，出去会重新从0开始计算，这样会大大影响精度，所以需要在中断里重新赋初始值，保证出去后从上次的地方开始计数，这样就保证了精度。

举个例子：你有一个计数器，从0-100s的，只有归0后才会响。但是你想设置10s就响一次，那么你并不需要等待0~100s这么长的时间，这个时候就需要给它一个初值了，设置从90s开始计数，达到100s后刚刚好为10s，这个时候计数器会响一次，但是响完后它已经是0了，想要重新响需要100s后才能响，所以，最好的办法就是响铃后自动给它重新定一个从90s开始的计数，这样就能实现每10s响一次了。

定时器的原理便是如此。