8051单片机C语言定时器编程：精确控制时间，让你的嵌入式系统精准运行

# 1. 8051单片机定时器概述

8051单片机定时器是一种重要的外围设备，它可以产生精确的时间间隔，并提供中断功能。定时器广泛应用于各种嵌入式系统中，例如延时、方波产生、事件计数和脉冲计数等。

8051单片机有两种类型的定时器：16位定时器和8位自动重装载定时器。16位定时器具有更高的精度，而8位自动重装载定时器具有更快的响应时间。定时器可以通过软件编程来配置不同的模式和功能，以满足不同的应用需求。

# 2. 8051单片机定时器编程基础

### 2.1 定时器寄存器结构

8051单片机的定时器由三个寄存器组成：TMOD、TLx和THx。

#### 2.1.1 TMOD寄存器

TMOD寄存器用于设置定时器的模式和门控控制。其结构如下：

| 位 | 功能 |
|---|---|
| 0-1 | 定时器0模式选择 |
| 2-3 | 定时器1模式选择 |
| 4 | 门控控制 |
| 5 | 外部中断选择 |
| 6-7 | 未使用 |

#### 2.1.2 TLx寄存器

TLx寄存器（x=0或1）用于存储定时器的低8位值。

#### 2.1.3 THx寄存器

THx寄存器（x=0或1）用于存储定时器的最高8位值。

### 2.2 定时器模式选择

8051单片机定时器支持三种模式：

#### 2.2.1 模式0：13位定时器

* TMOD寄存器：00b
* 计数范围：0-8191
* 溢出中断：当计数器从8191溢出到0时产生中断

#### 2.2.2 模式1：16位定时器

* TMOD寄存器：01b
* 计数范围：0-65535
* 溢出中断：当计数器从65535溢出到0时产生中断

#### 2.2.3 模式2：8位自动重装载定时器

* TMOD寄存器：10b
* 计数范围：0-255
* 溢出中断：当计数器从255溢出到0时产生中断
* 自动重装载：溢出后，计数器会自动重新加载THx和TLx寄存器中的值。

### 代码示例

以下代码示例展示了如何设置定时器0为模式1：

// 设置定时器0为模式1
TMOD &= 0x0F;  // 清除TMOD寄存器的前两位
TMOD |= 0x01;  // 设置TMOD寄存器的前两位为01b

### 逻辑分析

* `TMOD &= 0x0F;`：清除TMOD寄存器的前两位，确保定时器0的模式选择位为0。
* `TMOD |= 0x01;`：将TMOD寄存器的前两位设置为01b，选择模式1。

# 3. 8051单片机定时器中断编程

### 3.1 定时器中断源

8051单片机定时器支持两种中断源：

- **定时器溢出中断：**当定时器计数器达到最大值并溢出时触发。
- **定时器捕获中断：**当外部信号捕获到定时器输入引脚时触发。

### 3.2 定时器中断服务程序编写

#### 3.2.1 定时器溢出中断服务程序

定时器溢出中断服务程序的编写步骤如下：

1. **中断向量定义：**在程序中定义定时器溢出中断向量，例如：

ORG 0x0003
LJMP TIMER0_ISR

2. **中断服务程序代码：**编写定时器溢出中断服务程序，例如：

TIMER0_ISR:
    ; 清除中断标志位
    CLR TF0
    ; 执行中断处理代码
    ; ...
    ; 返回主程序
    RET

#### 3.2.2 定时器捕获中断服务程序

定时器捕获中断服务程序的编写步骤如下：

1. **中断向量定义：**在程序中定义定时器捕获中断向量，例如：

ORG 0x000B
LJMP TIMER1_CAP_ISR

2. **中断服务程序代码：**编写定时器捕获中断服务程序，例如：

TIMER1_CAP_ISR:
    ; 清除中断标志位
    CLR TF1
    ; 获取捕获值
    MOV A, TL1
    MOV B, TH1
    ; 执行中断处理代码
    ; ...
    ; 返回主程序
    RET

### 3.3 定时器中断应用

定时器中断在实际应用中非常广泛，例如：

- **定时延时：**通过定时器溢出中断实现精确延时。
- **实时时钟：**使用定时器溢出中断实现实时时钟功能。
- **脉冲计数：**使用定时器捕获中断实现脉冲计数。
- **频率测量：**使用定时器捕获中断实现频率测量。

### 3.4 定时器中断编程注意事项