51定时器是51系列单片机中最常用的硬件资源之一,主要用于实现延时、中断、波特率设置等功能。在51单片机的开发中,理解和熟练掌握定时器的定时计算至关重要。以下将详细解释51定时器的工作原理、定时计算方法以及如何在实际应用中灵活运用。
51单片机有2个16位定时器/计数器(Timer0和Timer1),它们都可以工作在定时或计数模式。在定时模式下,定时器内部的计数值会自动递增,当达到预设值时产生中断。在计数模式下,定时器会根据外部脉冲的上升沿累加计数。
1. 工作模式:
- 模式0:13位定时器,低5位THx和高8位TLx组成13位计数器。
- 模式1:16位定时器,THx和TLx组成16位计数器。
- 模式2:8位自动重装定时器,TLx作为8位计数器,溢出后自动从预设值重新加载。
- 模式3:保留,不常用。
2. 定时计算:
- 定时器的定时时间主要由两个因素决定:晶振频率和工作模式。51单片机通常使用11.0592MHz或12MHz的晶振。
- 定时周期T = (2^n - 1) * 定时器时钟周期,其中n为定时器的预设值(即初值)。
- 定时器时钟周期 = CPU时钟周期 / 12(因为定时器时钟是CPU时钟的1/12)。
- 例如,若晶振频率为12MHz,Timer0工作在模式1,预设值为100,则定时周期T = (2^100 - 1) * (1 / 12 * 1 / 12MHz)。
3. 应用实例:
- 延时计算:在模式1下,若需要产生1秒的延时,可计算出预设值。如12MHz晶振,1秒=12MHz * 1s = 12,000,000次,预设值应设置为(12,000,000 / (2^16 - 1)) * 16 ≈ 1024(忽略小数部分,向上取整)。
- 波特率设置:在串行通信中,定时器常用于设置波特率。如要设置9600bps的波特率,计算公式为:定时器周期 = 1 / 波特率 = 1 / 9600 = 104.17μs,预设值根据晶振和工作模式计算得出。
4. 实践操作:
- 编程时,需先设置定时器工作模式,然后装载预设值,启动定时器。
- 通常使用中断处理定时器溢出,当定时器计数达到预设值时,会产生中断,此时执行中断服务程序进行相应的处理。
通过理解这些基本概念和计算方法,开发者可以灵活地在51单片机项目中运用定时器来实现各种定时功能。文件“51定时器计算”可能包含了更具体的计算示例和代码片段,供学习者参考实践,进一步巩固理论知识。在实际编程中,一定要注意定时器的初始化设置、预设值计算的准确性以及中断处理的及时性,确保系统的稳定运行。