C51单片机定时器应用：从原理到实战，掌握定时器配置与编程

# 1. C51单片机定时器简介

C51单片机定时器是一种重要的外围设备，它可以用于产生精确的时间间隔、产生方波、捕获外部信号等。C51单片机有多个定时器，每个定时器都有不同的功能和配置选项。

定时器的工作原理是基于计数器，计数器会根据时钟源的频率进行计数。当计数器达到预设值时，会产生一个中断信号。通过对定时器进行配置，可以设置计数方式、时钟源、中断使能等参数，从而实现不同的功能。

定时器在嵌入式系统中应用广泛，例如：延时、产生方波、捕获外部信号、PWM波输出、看门狗功能、实时时钟功能等。

# 2. C51单片机定时器配置

### 2.1 定时器模式和控制寄存器

#### 2.1.1 定时器模式介绍

C51单片机提供了4种定时器模式，每种模式都有不同的功能和应用场景：

- **模式0：13位定时器**：用于产生精确的延时或中断。
- **模式1：16位定时器**：与模式0类似，但具有更高的精度。
- **模式2：8位自动重装载定时器**：用于产生方波或捕获外部信号。
- **模式3：8位计数器**：用于计数外部事件或产生脉冲。

#### 2.1.2 控制寄存器的作用

C51单片机定时器有三个控制寄存器：

- **TMOD寄存器**：用于配置定时器的模式、计数方式和时钟源。
- **TCON寄存器**：用于控制定时器的启动、停止和中断使能。
- **THx/TLx寄存器**：用于设置定时器的初始值或读取当前值。

### 2.2 定时器计数方式和时钟源

#### 2.2.1 定时器计数方式详解

C51单片机定时器提供了两种计数方式：

- **向上计数**：定时器从初始值开始，向上计数到最大值后溢出并重新从0开始。
- **向下计数**：定时器从初始值开始，向下计数到0后溢出并重新从最大值开始。

#### 2.2.2 时钟源的选择和配置

C51单片机定时器可以从以下时钟源选择：

- **内部时钟**：芯片内部的振荡器，频率固定为12MHz。
- **外部时钟**：通过外部引脚输入的时钟信号。
- **总线时钟**：芯片总线上的时钟信号，频率与系统时钟相同。

时钟源的选择和配置通过TMOD寄存器的相应位来进行。

### 2.3 定时器中断和捕获

#### 2.3.1 定时器中断的产生和处理

C51单片机定时器可以产生中断，当定时器溢出或达到预设值时触发。中断的产生和处理可以通过TCON寄存器和IE寄存器来配置。

#### 2.3.2 捕获功能的实现

C51单片机定时器提供了捕获功能，可以捕获外部信号的上升沿或下降沿。捕获功能可以通过TMOD寄存器和CCON寄存器来配置。

# 3.1 定时器延时编程

#### 3.1.1 软件延时和硬件延时的区别

在嵌入式系统中，经常需要进行延时操作，以实现程序的定时控制。延时操作可以分为软件延时和硬件延时两种方式。

* **软件延时**：通过软件循环的方式实现延时，即在程序中编写一个循环体，循环执行