自學微控制器第五十三篇：設定定時器時間

晶振頻率12mhz的週期是多少

定時器的難點也就在這裡了。我們使用定時器時，透過手冊可以查詢到T0定時器是有4中工作方式的，每種工作方式是不一樣的，也就導致了設定的方法也稍有不同。先看下手冊中的四種方式。

先不管如何設定的，我們先看下這四種模式，第一種是13位定時器，從學習到實踐，這麼久，我還沒有用過這種模式，想使用的可以試試，個人覺得也許就是為了相容以前的裝置，沒有其他左右，也許有，我不知道。

第二種是16位定時器模式，就是說，可以完成一個十六位二進位制數的加法，從0000000000000000加到1111111111111111，看著就覺得很大的數，轉成十進位制就是0-65535。

第三種是8位自動重灌定時器。先用低八位計時，計時結束，再把高八位資料放到低八位中繼續計時。

第四種是兩個8位定時器。

看到這裡，是不是有個疑問？計時器不是計時的嗎？怎麼沒有看到定時的引數？不都是像秒錶一樣一秒一秒的走的嗎？這裡需要我們詳細的解釋下，定時器是如何定時的。

在微控制器中，有這麼一個裝置，之前我們就看到過，還有同學說我模擬中為何不畫出來，那就使晶振。晶振的作用就是微控制器的心跳，沒有它，微控制器就失去了走下去的動力。可以說微控制器的程式執行就是踩著晶振的頻率一步一步走下去的，晶振越穩定，微控制器就越精確。

晶振又是如何影響微控制器的執行呢？這要說到一個東西——晶振頻率。之前的實驗中，總是會說到我使用的晶振頻率是11。0592MHz，這裡的11。0592MHz就是晶振的頻率，是晶振發出的時鐘訊號，十分精確。就相當於一個人在分秒不差的一秒喊一聲“到”，這個晶振就是趴在那裡一秒喊了11059200次“到”而且間隔十分一致。於是微控制器就以這個頻率來確定自己的執行時間，常規的微控制器的機器週期是晶振頻率的1/12，就是說，執行一次最簡單的程式碼，需要震動12次，那麼一秒鐘可以完成的機器週期數是11059200/12=921600次這是頻率，透過頻率可以計算出一次的時間是T=1/f=1/921600=1。08507^-6秒，換算成微秒就是1。08507微秒，也就是程式完成一次運算的最短時間是1。08507微秒。

然後我們就可以用這個來作為基礎時間，微控制器的最基礎運算是加減運算，都是佔用一個機器週期，我們的定時器就是靠著加法來完成定時的。例如我們前文所說的第二種定時器使用方式中，16位定時器，就是讓一個0一直加到65535，這個加的過程是微控制器自己完成的，無需我們控制。如果從0開始到65535，我們可以計算出所消耗的時間是：1。08507*65535=71110。06245微秒，也就是71。110毫秒。當定時器加到65536時，就會溢位，然後清零，並觸發中斷。

這個溢位又是一個新詞。溢位的意思是滿了，裝不下了。我們假設一個3位定時器。最初是000，隨著不斷的加一，一直加到了111，當程式再加一時，由於只有三位數，再加一就該進位了，進位之後，進上去的1沒地方放，就扔了，餘下了三個0。這個扔掉的1就是溢位，像是水盆水滿了，再倒水就溢位去了。當定時器溢位後，會有一個專門的標誌位，去監控這個溢位現象，一但溢位，這個標誌位就會變成1，於是我們就可以透過這個溢位標誌位，來檢視定時器是不是加到頭了。

由於加到頭的時間有整有零，不是很好算，所以往往會選擇一個整數時間來定時。方法就是不讓定時器從頭開始加，我給他一個其實值，讓他從起始值往後加，這樣時間就變得短了，透過控制起始值，就可以控制定時時間了。

比如0-65535是71110。06245微秒，假設我想讓他50000微秒完成一次計時。那麼就可以透過50000除以一次的時間，得出計時50000微秒需要的次數。

50000/1。08507=46079。97641次，程式中不存在半次的週期，所以需要使用整數，就是約46080次，有了這一次的四捨五入，就造成了計時的誤差。每50毫秒就多用了0。02359次，相當於每50毫秒長了1。08507*0。02359=0。0255968013微秒，一秒鐘就是20個50毫秒，一分鐘就是1200個50毫秒，一小時就是72000個50毫秒，就相當於微控制器一小時時間比真正的一小時長了0。0255968013*72000=1842。969694微秒。一個小時誤差2毫秒，是不是相當精確了。

有些同學看著這些個數就頭疼，也怪我，就好使用這個11。0592MHz的晶振。但是方法有了，用什麼晶振都是可以的，無非就是計算一下資料而已。

當計算出46080時，就相當於知道了微控制器只需要查夠46080個數就可以完成一次計時50毫秒任務了。那麼初始值就不再是0了，最大值是無法改變的，我們只有改變最小值，讓它不從0開始。要想查夠46080剛好到65536，這就需要用65536減去46080得到19456，也就是定時器要從19456開始計數。

這個19456需要儲存到一個地方，好讓每次計數完後可以找到他，然後繼續計數。在中斷中有這麼一個配置，就是兩個8位的儲存空間，分別是高八位TH0，低八位TL0。我們要把這個初始值19456轉換成二進位制，然後拆成兩個八位二進位制。

使用科學計數器19456=0b1001 1000 0000 0000=0x98 00，高八位就是0x98，低八位就是0x00。

至此定時器的定時設定就算完成了。

這是我們在使用方式1的情況下的定時器數值。TH0=0x80，TL0=0x00。

如果是為了方便，可以採用12MHz的晶振。

我們來計算下，一個週期的時間就是：

f=1200000/12=1000000次。

T=1/f=1/1000000=1微秒。整數，是不是看起來好多了。那麼從0加到65535就是65。535毫秒，我們需要50毫秒，就是需要50000次，口算就可以得到。比那個11。0592MHz簡單很多是吧。後邊的計算時差不多的，65536-50000=15536。然後把15536計算成二進位制就可以了。

15536=0b0011 1100 1011 0000=0x3C B0。TH0=0x3C，TL0=0xB0。

好吧，就是這麼簡單。

設定時間步驟：

1，檢視晶振頻率。

2，計算出一個機器週期的時間，大部分是12分之一，也有些是6分之一的，注意檢視手冊。

3，設定定時器一箇中斷週期時間長度。

4，計算出累加一個時間長度所需累加數，然後計算出初始值。

5，使用科學計算器，計算出初始值的二進位制數，把二進位制數分為兩個八位數。把二進位制轉換為十六進位制。

6，把高八位十六進位制寫入TH0，低八位十六進位制寫入TL0。

透過這六個步驟，就算是完成了時間設定。假設是一個12M的晶振。

1，頻率12M。

2，機器週期時間是1/（12M/12）=1微秒。

3，假設需要定時50毫秒。

4，累加數，50000/1=50000。65536-50000=15536。初始值15536。

5，15536=0b0011 1100 1011 0000=0x3C B0。不夠十六位的，在二進位制數前補0，湊夠十六位。

6，TH0=0x3C，TL0=0xB0。