PIC单片机C语言定时器应用：精准控制时间与事件，把握系统节奏

# 1. PIC单片机定时器概述**

PIC单片机定时器是一种外围模块，用于精准控制时间和事件，为系统提供稳定的时钟源。它具有多种工作模式，包括定时器模式、计数器模式和捕获模式，可满足各种应用需求。定时器通过寄存器进行配置，可以设置定时周期、中断使能和时钟源等参数。

# 2. 定时器编程基础

### 2.1 定时器寄存器与配置

PIC单片机中的定时器由一系列寄存器组成，用于控制定时器的行为和功能。主要寄存器包括：

- **TMRx**：定时器计数寄存器，存储当前计数值。
- **TCONx**：定时器控制寄存器，配置定时器的时钟源、预分频器和工作模式。
- **PRx**：定时器周期寄存器，定义定时器计数溢出时的最大值。

定时器的配置过程涉及以下步骤：

1. **选择时钟源：**TCONx寄存器的T0CS位选择定时器的时钟源，可以是内部时钟（FOSC）或外部时钟（T0CKI）。
2. **设置预分频器：**TCONx寄存器的PSA位选择是否启用预分频器。如果启用，定时器时钟将被预分频，从而降低定时器的计数频率。
3. **选择工作模式：**TCONx寄存器的TMRON位控制定时器的启用和停止。TMR0SE位选择定时器的工作模式，可以是16位模式或8位模式。

### 2.2 定时中断与服务函数

PIC单片机中的定时器支持中断功能，当定时器计数溢出或发生其他事件时，可以触发中断。中断服务函数（ISR）是响应中断而执行的一段代码。

配置定时器中断需要以下步骤：

1. **启用中断：**TCONx寄存器的GIE位和TMRIE位分别启用全局中断和定时器中断。
2. **编写ISR：**在中断向量表中定义ISR，该ISR将在定时器中断发生时执行。
3. **清除中断标志：**在ISR中，需要清除定时器中断标志位（TMRIF），以防止中断再次触发。

**代码示例：**

// 定时器0配置
void timer0_init() {
    // 选择内部时钟，预分频1:2
    TCON0 = 0b10010000;
    // 设置周期为65535
    TMR0 = 0xFFFF;
    // 启用定时器和中断
    TCON0 |= (1 << TMR0ON) | (1 << TMR0IE);
}

// 定时器0中断服务函数
void timer0_isr() {
    // 清除中断标志
    TMR0IF = 0;
    // 执行中断处理代码
    ...
}

**逻辑分析：**

* `timer0_init()`函数配置定时器0，使用内部时钟，预分频为1:2，周期为65535，并启用定时器和中断。
* `timer0_isr()`函数是定时器0的中断服务函数，用于清除中断标志并执行中断处理代码。

# 3.1 精确延时与时间测量

PIC 单片机定时器提供了精确的延时和时间测量功能，这在许多应用中至关重要。

**延时函数**

延时函数是定时器最基本的功能之一。它允许程序在执行其他任务之前等待指定的时间段。PIC 单片机提供了一个名为 `__delay_ms()` 的库函数，可以实现毫秒级的延时。该函数的语法如下：

void __delay_ms(unsigned int ms);

其中，`ms` 参数指定要延时的毫秒数。

**代码块 3.1：__delay_ms() 函数示例**

#include <xc.h>

int main() {
    // 延时 1000 毫秒
    __delay_ms(1000);

    // ... 其他代码
}

**逻辑分析：**

* 该代码首先包含了 `xc.h` 头文件，它包含了 PIC 单片机外设的定义和函数声明。
* 在 `main()` 函数中，`__delay_ms(1000)` 语句将程序挂起 1000 毫秒，然后继续执行后续代码。

**时间测量**

定时器还可以用于测量时间间隔。这可以通过使用定时器的捕获模式来实现。捕获模式允许定时器在特定事件（例如，外部中断或比较匹配）发生时记录当前时间。

**代码块 3.2：时间测量示例**

#include <xc.h>

int main() {
    // 初始化定时器
    // ...

    // 等待外部中断
    while (!