单片机汇编语言定时器应用：精确控制时间和事件

# 1. 单片机汇编语言定时器概述**

定时器是单片机中一个重要的外设，它可以用来实现精确的延时控制、定时计数和PWM波形生成等功能。定时器由一系列寄存器组成，每个寄存器都有特定的功能。通过对这些寄存器的编程，可以控制定时器的各种工作模式和参数。

定时器的工作原理是基于一个时钟源，该时钟源可以是内部时钟或外部时钟。当定时器启动后，时钟源会以一定频率向定时器计数器递增计数。当计数器达到预设值时，定时器会产生一个中断信号。通过对中断信号的处理，可以实现各种定时器功能。

# 2. 定时器编程原理

### 2.1 定时器寄存器结构

单片机定时器通常由一组寄存器组成，每个寄存器负责控制定时器的特定功能。常见的定时器寄存器包括：

- **控制寄存器 (TCCR)**：控制定时器的时钟源、工作模式、中断使能等参数。
- **计数器寄存器 (TCNT)**：存储当前定时器计数值。
- **输出比较寄存器 (OCR)**：用于比较定时器计数值，产生中断或输出 PWM 波形。
- **输入捕获寄存器 (ICR)**：存储外部输入信号捕获的时间戳。

### 2.2 定时器工作模式

单片机定时器通常支持多种工作模式，以满足不同的应用需求。常见的定时器工作模式包括：

- **正常模式**：定时器以恒定的频率递增计数，当计数值达到 OCR 寄存器设定的值时产生中断。
- **CTC 模式 (Clear Timer on Compare)**：当定时器计数值达到 OCR 寄存器设定的值时，定时器计数值清零并产生中断。
- **PWM 模式 (Pulse Width Modulation)**：定时器以恒定的频率递增计数，当计数值达到 OCR 寄存器设定的值时，输出引脚电平翻转，产生 PWM 波形。
- **输入捕获模式**：定时器捕捉外部输入信号的上升沿或下降沿，并将捕获的时间戳存储在 ICR 寄存器中。

### 2.3 定时器中断处理

定时器中断是单片机中一种重要的中断源。当定时器满足特定条件（如计数值达到 OCR 寄存器设定的值）时，会产生中断请求。中断处理程序负责处理定时器事件，执行相应的操作。

**代码块：定时器中断处理示例**

ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
  // 定时器 1 比较 A 中断处理程序

  // 执行中断处理操作
  ...
}

**逻辑分析：**

* ISR(TIMER1_COMPA_vect) 是定时器 1 比较 A 中断处理程序的入口点。
* 中断处理程序中执行中断处理操作，如更新计数器、产生 PWM 波形等。

# 3. 定时器应用实践

### 3.1 精确延时控制

单片机定时器可用于实现精确的延时控制，通过设置定时器的计数周期和中断服务程序，可以实现特定时间的延时。

**代码块 1：精确延时控制代码**

#include <reg51.h>

void delay_ms(unsigned int ms) {
    unsigned int i, j;
    for (i = 0; i < ms; i++) {
        for (j = 0; j < 110; j++);
    }
}

**逻辑分析：**

* 函数 `delay_ms` 接收一个无符号整数参数 `ms`，表示要延时的毫秒数。
* 外层循环 `i` 循环 `ms` 次，控制延时的总时间。
* 内层循环 `j` 循环 110 次，这将导致大约 1 毫秒的延时。
* 通过调整内层循环的次数，可以调整延时的精确度。

### 3.2 定时计数

定时器还可以用于计数事件的发生次数，例如脉冲计数或按键按下次数。

**代码块 2：定时计数代码**

#include <reg51.h>

unsigned int count = 0;

void timer0_interrupt() interrupt 1 {
    count++;
}

**逻辑分析：**

* 变量 `count