51单片机定时器工作原理

1. 模式0：13位计数器模式

在某一个初值的基础上加 1 计数，当计数器计满为全“1”，再来一个计数脉冲时，就产生一个“溢出中断信号”TF1=1。

注：由于低 8 位计数器中的高三位没有参与工作，故填装初值时应“避开”此三位。

2.模式 1：16 位定时/计数模式

类同于模式 0，由于两个计数器为完整的 8 位，故将计算好的 16 位初值可直接填装到 TH、TL 中。

3.模式2：8 位自动重装初值模式

TL 做计数器，TH 做初值寄存器，工作前 TL1，TH1 分别预置相同的初值，TL1 计数时，产生溢出的同时，将 TH1 中的初值自动重装 TL1，TL1 继续计数。

4.模式 3：组合扩展模式（仅适用于 T0）

将 T0 和 T1 重新进行“拆分、组合”，将 T0 变为由 TH0，TL0 组成的两个独立的 8 位定时/计数器。

四种模式比较

工作方式0:13位定时器/计数器工作模式，最多可计数2的13次方次，即：8192次

工作方式1:16位定时器/计数器工作模式，最多可计数2的16次方次，即：65536次

工作方式2:8位定时器/计数器工作模式，最多可计数2的8次方次，即：256次

工作方式3:8位定时器/计数器工作模式，最多可计数2的8次方次，即：256次

定时器初值

以12M晶振为例：每秒钟可以执行1000000次机器周期个机器周期。而定时器每次溢出 最多65536 个机器周期。

那么对12MHz的晶振来讲

1个机器周期 1us （ 12/fosc = 1us）

方式0 13位定时器最大时间间隔 = 2^13 = 8.192ms

方式1 16位定时器最大时间间隔 = 2^16 = 65.536ms

方式2 8位定时器最大时间间隔 = 2^8 = 0.256ms =256 us

方式3 8位定时器最大时间间隔 = 2^8 = 0.256ms =256 us

以上是对定时器定时的最大时间间隔做一个说明，下面具体说明怎么计算初值（小于最大时间间隔）假如定时10ms那么的定时器初值计算如下：

当使用12M晶振，12MHz除12为1MHz，也就是说一秒=1000000次机器周期。10ms=10000次 机器周期。

预置数的计算公式：

预置数=最大值-需要计数的次数
（65536-10000）

再将预置数装入16位定时计数器，如下：

TH0=（65536-10000）/256

TL0=（65536-10000）%256

当使用11.0592M晶振，11.0592MHz除12为921600Hz，就是一秒921600次机器周期，10ms=9216次机器周期。

预置数的计算公式：预置数=最大值-需要计数的次数
（65536-9216）

再将预置数装入16位定时计数器，如下：

TH0=（65536-9216）/256

TL0=（65536-9216）%256

编程

1. TMOD : 定时器工作方式

51单片机共有2个定时器：T1、T0

所以TMOD有8个bit，高四位控制 T1,、低四位控制 T0。

工作方式设置：

TMOD = 0x00（工作方式0）
TMOD = 0x01（工作方式1）
TMOD = 0x02（工作方式2）
TMOD = 0x03（工作方式3）

以上是控制低4位的，所以是对应着T0,高4位控制如下：

TMOD = 0x00（工作方式0）
TMOD = 0x10（工作方式1）
TMOD = 0x20（工作方式2）
TMOD = 0x30（工作方式3）

2. TRx：Tx使能

对于定时器T0

TR0 = 1,开始工作
TR0 = 0,停止工作

对于定时器T1

TR1 = 1,开始工作
TR1 = 0,停止工作

3. ETx：Tx中断开关

定时时间一到，就会跑去中断程序。
对于T1：

ET0 = 1,中断使能
ET0 = 0,中断失能

4. EA ：中断总开关

你可以想象成电路的总电闸，EA=1，中断使能； =0，中断失能。

5. THx，TLx : Tx定时器计数寄存器

组成16位的计数：

0x0000--0xFFFF(0--65535)

只要TH0TL0=0xFFFF(65535)，将会运行中断程序

在中断程序中，我们要重新给TH0，TL0重新赋值的

假设定时50毫秒，TH0，TL0的计算方法如下:

TH0，TL0，组成的16位计数器计数范围是 0-65535 。
50ms = 50 000us
只要让 TH0 TL0 从（65535 - 50000）开始计数，TH0，TL0就会不停的+1
直到TH0，TL0=65535，就是计数了50000次，时间就是过了50ms。
我们只要在中断程序里面，重新赋值给TH0，TL0=(65535 - 50000)，定时器就会不停得每50ms中断一次了。

所以，TH0=(65535-50000)/256； TL0 = (65535-50000)%256 ；

程序:模式1

 // T0中断服务函数
void T0_ISR() interrupt 1
{

    TH0=(65536-16)/256;    //重新给定时器计数器赋值
    TL0=(65536-16)%256;

}

// T0中断init
void T0_init()
{
    TMOD=0x02;                    // T0模式：1
    TH0=(256-16)/256;        // 设置计时
    TL0=(256-16)%256;        
    TR0=1;                            // 使能开关
    ET0=1;                            // 中断开关
    EA=1;                                // 中断总开关
}
main()
{
    T0_init();
    while(1);
}

(TMOD = 0x01， ET0 ，TR0，TH0，TL0 ，interrput 1) 改为

(TMOD = 0x10， ET1 ，TR1，TH1，TL1 ，interrput 3) 这样就变成了T1，定时器的程序。