PIC单片机程序设计：定时器应用秘籍，精准掌控时间

# 1. PIC单片机定时器概述**

PIC单片机定时器是一种重要的外设，用于精准地测量和控制时间。它具有多种功能，包括：

- **时间测量：**定时器可以测量一段时间间隔，并生成一个中断信号。
- **事件计数：**定时器可以计数外部事件的发生次数，并生成一个中断信号。
- **脉冲宽度调制（PWM）：**定时器可以生成可变占空比的PWM信号，用于控制电机、LED和音频设备。

# 2. PIC单片机定时器编程技巧

### 2.1 定时器寄存器结构和配置

#### 2.1.1 定时器控制寄存器

PIC单片机的定时器控制寄存器通常包含以下字段：

- **T0CON**（定时器0控制寄存器）：控制定时器0的模式、时钟源和预分频器。
- **TMR0**（定时器0计数寄存器）：存储定时器0的当前计数值。
- **T1CON**（定时器1控制寄存器）：控制定时器1的模式、时钟源和预分频器。
- **TMR1**（定时器1计数寄存器）：存储定时器1的当前计数值。

#### 2.1.2 定时器计数寄存器

定时器计数寄存器是8位或16位的寄存器，用于存储定时器的当前计数值。当定时器计数到其最大值时，它会溢出并重新从0开始计数。

### 2.2 定时器中断处理

#### 2.2.1 中断向量表

中断向量表是一个存储中断服务程序地址的表格。当发生中断时，PIC单片机将从中断向量表中获取中断服务程序的地址并跳转到该地址执行中断服务程序。

#### 2.2.2 中断服务程序

中断服务程序是响应中断而执行的代码。它负责处理中断事件，例如更新定时器计数器或执行其他任务。

### 2.3 定时器进阶应用

#### 2.3.1 定时器捕获和比较功能

定时器捕获和比较功能允许定时器捕获外部事件的发生时间或与比较值进行比较。这可以用于测量脉冲宽度或生成方波。

#### 2.3.2 定时器PWM输出功能

定时器PWM输出功能允许定时器生成脉冲宽度调制（PWM）信号。PWM信号可以用于控制电机速度、LED亮度或其他模拟输出。

**代码块：PWM输出配置**

// 设置定时器1为PWM模式
T1CONbits.TMR1CS = 0; // 选择内部时钟源
T1CONbits.T1CKPS = 0b11; // 设置预分频器为1:8
T1CONbits.T1OSCEN = 1; // 启用定时器1

// 设置PWM输出引脚
TRISCbits.RC2 = 0; // 将RC2引脚设置为输出
CCP1CONbits.CCP1M = 0b1100; // 设置CCP1模块为PWM模式

// 设置PWM占空比
CCPR1L = 128; // 设置PWM占空比为50%

**逻辑分析：**

该代码块配置定时器1为PWM模式，并设置PWM占空比为50%。

- `T1CONbits.TMR1CS = 0;`：选择内部时钟源。
- `T1CONbits.T1CKPS = 0b11;`：设置预分频器为1:8，即时钟频率为Fosc/8。
- `T1CONbits.T1OSCEN = 1;`：启用定时器1。
- `TRISCbits.RC2 = 0;`：将RC2引脚设置为输出。
- `CCP1CONbits.CCP1M = 0b1100;`：设置CCP1模块为PWM模式。
- `CCPR1L = 128;`：设置PWM占空比为50%，即高电平时间和低电平时间相等。

# 3. PIC单片机定时器实践应用

### 3.1 LED闪烁控制

#### 3.1.1 硬件连接

* 将LED的正极连接到PIC单片机的某个GPIO引脚。
* 将LED的负极连接到地线。
* 将PIC单片机的电源引脚连接到电源。

#### 3.1.2 程序设计

// 定义LED连接的GPIO引脚
#define LED_PIN PORTBbits.RB0

// 初始化定时器
void timer_init() {
    // 设置定时器控制寄存器
    T0CONbits.T0CS = 0; // 选择内部时钟源
    T0CONbits.T0SE = 0; // 选择1:1预分频器
    T0CONbits.PSA = 0; // 选择预分频器
    T0CONbits.T0PS = 0b111; // 设置预分频比为1:256

    // 设置定时器计数寄存器
    TMR0 = 0;

    // 启用定时器中断
    INTCONbits.TMR0IE = 1;
}

// 定时器中断服务程序
void interrupt isr() {
    if (INTCONbits.TMR0IF) {
        // 清除定时器中断标志位
        INTCONbits.TMR0IF = 0;

        // 翻转LED状态
        LED_PIN = !LED_PIN;
    }
}

// 主函数
void main() {
    // 初始化定时器
    timer_init();

    // 启用全局中断
    INTCONbits.GIE = 1;

    // 进入主循环
    while (1) {
        // 这里可以添加其他代码
    }
}

**逻辑分析：**

*