51单片机定时器高级应用：探索高级功能，拓展应用

# 1. 51单片机定时器基础**

51单片机中的定时器是一种重要的外围设备，用于产生精确的时间间隔和脉冲。它是一个可编程的计数器，可以根据需要配置为不同的模式，包括定时器模式、计数器模式和脉冲宽度调制（PWM）模式。

定时器模式下，定时器可以产生一个可配置频率的脉冲序列。计数器模式下，定时器可以计数外部事件或内部时钟脉冲。PWM模式下，定时器可以生成可变占空比的脉冲序列，用于控制模拟设备，如电机和LED。

# 2. 定时器高级功能

### 2.1 捕获/比较功能

#### 2.1.1 捕获模式

捕获模式允许定时器捕获外部事件的发生时间。当外部事件发生时，定时器会将当前计数值存储在指定的捕获寄存器中。捕获模式可用于测量外部信号的频率、周期和脉冲宽度。

**参数说明：**

* **TMOD：**定时器模式控制寄存器，用于选择捕获模式。
* **CCAPM0/1：**捕获/比较模式控制寄存器，用于配置捕获模式。
* **CCON：**捕获控制寄存器，用于控制捕获功能。
* **CCAP0H/L：**捕获寄存器，用于存储捕获的计数值。

**代码块：**

// 设置定时器0为捕获模式
TMOD &= 0xF0; // 清除TMOD的低4位
TMOD |= 0x40; // 设置TMOD的第6位为1，选择模式2（捕获模式）

// 设置捕获模式为上升沿触发
CCAPM0 = 0x01; // 设置CCAPM0的低2位为01，选择上升沿触发

// 启动定时器0
TR0 = 1;

**逻辑分析：**

* `TMOD &= 0xF0;`：清除`TMOD`的低4位，将定时器0设置为模式0。
* `TMOD |= 0x40;`：将`TMOD`的第6位设置为1，选择模式2（捕获模式）。
* `CCAPM0 = 0x01;`：将`CCAPM0`的低2位设置为01，选择上升沿触发。
* `TR0 = 1;`：启动定时器0。

#### 2.1.2 比较模式

比较模式允许定时器将当前计数值与指定的比较值进行比较。当计数值等于或大于比较值时，定时器会产生一个中断请求。比较模式可用于生成定时中断、产生PWM信号和进行频率合成。

**参数说明：**

* **TMOD：**定时器模式控制寄存器，用于选择比较模式。
* **CCAPM0/1：**捕获/比较模式控制寄存器，用于配置比较模式。
* **CCON：**比较控制寄存器，用于控制比较功能。
* **CCMP0H/L：**比较寄存器，用于存储比较值。

**代码块：**

// 设置定时器0为比较模式
TMOD &= 0xF0; // 清除TMOD的低4位
TMOD |= 0x20; // 设置TMOD的第5位为1，选择模式1（比较模式）

// 设置比较模式为相等触发
CCAPM0 = 0x02; // 设置CCAPM0的低2位为02，选择相等触发

// 设置比较值
CCMP0H = 0xFF; // 设置CCMP0H为0xFF
CCMP0L = 0x00; // 设置CCMP0L为0x00

// 启动定时器0
TR0 = 1;

**逻辑分析：**

* `TMOD &= 0xF0;`：清除`TMOD`的低4位，将定时器0设置为模式0。
* `TMOD |= 0x20;`：将`TMOD`的第5位设置为1，选择模式1（比较模式）。
* `CCAPM0 = 0x02;`：将`CCAPM0`的低2位设置为02，选择相等触发。
* `CCMP0H = 0xFF;`：将`CCMP0H`设置为0xFF。
* `CCMP0L = 0x00;`：将`CCMP0L`设置为0x00。
* `TR0 = 1;`：启动定时器0。

### 2.2 PWM输出功能

#### 2.2.1 PWM原理

PWM（脉宽调制）是一种通过改变脉冲宽度来控制输出功率的技术。PWM输出功能允许定时器生成可变占空比的方波信号。方波信号的占空比表示高电平时间与总周期时间的比值。

#### 2.2.2 51单片机PWM输出实现

51单片机可以通过比较模式实现PWM输出。通过设置比较值和定时器周期，可以控制方波信号的占空比。

**参数说明：**

* **TMOD：**定时器模式控制寄存器，用于选择比较模式。
* **CCAPM0/1：**捕获/比较模式控制寄存器，用于配置比较模式。
* **CCON：**比较控制寄存器，用于控制比较功能。
* **CCMP0H/L：**比较寄存器，用于存储比较值。

**代码块：**

// 设置定时器0为比较模式
TMOD &= 0xF0; // 清除TMOD的低4位
TMOD |= 0x20; // 设置TMOD的第5位为1，选择模式1（比较模式）

// 设置比较模式为相等触发
CCAPM0 = 0x02; // 设置CCAPM0的低2位为02，选择相等触发

// 设置比较值
CCMP0H = 0x50; // 设置CCMP0H为0x50
CCMP0L = 0x00; // 设置CCMP0L为0x00

// 设置输出引脚为推挽输出
P1M0 = 0x00; // 设置P1.0为推挽输出

// 启动定时器0
TR0 = 1;

**逻辑分析：**

* `TMOD &= 0xF0;`：清除`TMOD`的低4位，将定时器0设置为模式0。
* `TMOD |