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如何使用C51的Timer0实现定时功能

news 来源：原创 2025/7/15 8:23:58

在C51单片机中，使用定时器0（Timer0）实现定时功能需要以下步骤：

1. 定时器基础知识

  • 时钟源：C51的定时器时钟来源于晶振（如12MHz）。
  • 机器周期：1个机器周期 = 12个时钟周期（12MHz晶振时，1机器周期 = 1μs）。
  • 定时器模式：定时器0支持4种工作模式（模式0~3），常用模式1（16位定时器）和模式2（8位自动重载）。

2. 定时器0配置步骤

(1) 设置工作模式（TMOD寄存器）
  • TMOD寄存器：高4位控制定时器1，低4位控制定时器0。
    • 模式1（16位定时器）：
      TMOD = 0x01;  // 定时器0设为模式1（16位定时器）
    • 模式2（8位自动重载）：
      TMOD = 0x02;  // 定时器0设为模式2（自动重载）
(2) 计算并装载初值

定时器从初值开始计数，溢出时触发中断。

  • 计算公式：
    初值 = 65536 - (所需定时时间 / 机器周期)   // 模式1（16位）
初值 = 256 - (所需定时时间 / 机器周期)    // 模式2（8位）
  • 示例（12MHz晶振，模式1定时1ms）：
    TH0 = (65536 - 1000) / 256;  // 高8位（1000 = 1ms / 1μs）
TL0 = (65536 - 1000) % 256;  // 低8位
(3) 启用中断（可选）
  • IE寄存器：
    ET0 = 1;  // 允许定时器0中断
EA  = 1;  // 开启总中断
(4) 启动定时器
  • TCON寄存器：
    TR0 = 1;  // 启动定时器0

3. 完整代码示例

示例1：模式1定时1ms（中断方式）
#include <reg52.h>void Timer0_Init() {TMOD = 0x01;      // 模式1（16位定时器）TH0 = 0xFC;       // 初值：FC18（1ms @12MHz）TL0 = 0x18;ET0 = 1;          // 允许定时器0中断EA = 1;           // 开启总中断TR0 = 1;          // 启动定时器0
}void Timer0_ISR() interrupt 1 {TH0 = 0xFC;       // 重装初值（模式1需手动重载）TL0 = 0x18;// 用户自定义操作（如翻转LED）P1 ^= 0x01;       // P1.0电平翻转
}void main() {Timer0_Init();while(1);
}
示例2：模式2自动重载定时50μs
void Timer0_Init() {TMOD = 0x02;      // 模式2（8位自动重载）TH0 = 256 - 50;   // 初值：50μs（12MHz晶振）TL0 = TH0;        // 自动重载值ET0 = 1;EA = 1;TR0 = 1;
}void Timer0_ISR() interrupt 1 {// 无需重装初值（自动完成）P1 ^= 0x01;
}

4. 关键注意事项

  1. 模式选择：
    • 模式1：适用于长定时（需手动重载初值）。
    • 模式2：适用于短定时（自动重载，精度高）。
  2. 中断标志清除：
    • 定时器溢出后，硬件自动置位TF0标志，需在中断服务程序中清除（模式1需手动重载初值）。
  3. 定时误差：
    • 中断响应延迟（约3~8机器周期）可能影响定时精度，需在初值中补偿。

5. 应用场景

  • 精准延时：控制LED闪烁、按键消抖。
  • PWM生成：驱动电机或调节LED亮度。
  • 数据采集：定时触发ADC采样。

通过合理配置定时器0，可以实现从微秒级到秒级的定时控制。

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