单片机怎么做定时器矩阵，彻底解决各种定时问题？

大家好，我是无际。

定时功能非常常用，可以说是刚需，也可以说是很多人的痛点。

做LED闪烁效果要用定时、按键扫描要定时、数码管扫描要定时、滤波要定时等等。

曾经，我在产品开发的时候也被各种定时需求搞得焦头烂额。

还好，后面我自己写了一个定时器的程序架构，今天一步到位，，彻底解决各种定时的问题 。

最近无际单片机编程有几个学员在学习的时候搞不懂这个。

我借此写了这篇文章，然后基于这个文章内容来给学员们直播讲解。

一、为什么我要搞定时器矩阵

定时器矩阵这个概念是我自创的，简单来说就是很多不同定时时间的软件定时器组合。

因为产品开发这么多年，总有乱七八糟的精准定时需求，有50us的，有1ms的，有10ms的，有50ms的，有100ms的等等。

如果没有一个很好的程序架构的话，不同的精准定时需求一多，代码就会很混乱，而且也不好管理，移植性和可扩展性那些就更不用提了。

二、解决需求的思路

然后我就在想，我能不能设计一个定时器的程序架构，让它能够适应所有的精准定时需求。

我的思维雏形大概是这样的。

图左边是定时器时间源， 类似于我们的时钟源，一般我是用单片机定时器中断做个50us的定时，因为用定时器做时间比较精准。

为什么要用50us？因为我产品的RFD波形定时采集频率是50us采一次。

如果你产品没定时这么频繁的功能需求，你完全可以把定时时间源配置成10ms,甚至100ms，这个是根据不同的产品去调整的。

图右边的就是定时器矩阵， 就是各种乱七八糟的不同定时需求组合，比如LED特效定时功能的定时需求、RFD波形定时采集、RFD重复码滤波延时等等。

最终这些定时器矩阵都有一个时间单位/基准，这个时间单位/基准是由定时器时间源提供，如果我配置定时器中断是50us，那定时器矩阵的时间单位就是50us。

有了这种想法以后，剩下的就是考验你的经验和代码水平了。

三、代码设计思路

一个工程师工作越久，做过的项目越多，就要慢慢形成一个面向对象的思维 。

虽然上面雏形出来了，但是我相信很多人依然不知道怎么动手去写代码。

这个是正常的，最好的方法就是先抄后超 。

我是用面向对象的思维去做的 ，对于c语言来说，结构体是实现面向对象最好的方式 。

这里的对象不是你的男女朋友，而是世间万物皆可以当做一个对象。

比如说人是一个对象，这个对象有很多属性 ，比如说性别、年龄、身高、体重等等。

Ok，那在程序里，如何把这个对象的特征用结构体展现出来呢？

可以通过下面这个代码：

那回到我们定时器矩阵这里，我们把定时器矩阵当做一个对象 。

那这个定时器矩阵都需要具备哪些共同的特征 ？

我总结了下面几个：

那用结构体来表示代码如下：

这里很多人可能有点懵逼，我怎么想不到要这些东西呢？

这个是正常的，不用去纠结，我也不是一开始就把这几个成员都想到的，而是后面做功能的时候慢慢完善的，你刚开始抄我的思维就行了。

后面很多应用都是用这种套路去做的，比如说我们的任务管理、比如菜单这些，用多了自然就熟了，以后你自己也能设计别的对象了。

Ok，这样我们就把定时器矩阵这个对象的特征设计好了。

四、定时器代码实战

1.前面我们用结构体自定义了一个定时器的对象来，下面就要用这个定时器对象”生”出定时器矩阵。

我们直接用定义结构体数组的方式，T_SUM就是我们定时器矩阵的个数，也就是我产品有多少个定时器需求。

后面我们所有的操作都是围绕这个结构体来进行的。

2.配置定时器矩阵时间源，初始化定时器矩阵参数

A). 我们首先要给这个定时器矩阵一个时间源，也就是配置我们要去配置单片机定时器中断。

我们的定时频率配置的是50us，是因为我们产品有的功能最短需要50us的定时。

然后，我们需要写一个初始化函数，去调用这个定时器配置，以及初始化定时器矩阵参数。

B). 然后在这个50us定时器中断函数里，去实现给定时器矩阵定时代码。

这里，我单独写了一个函数。

然后我们在定时器中断函数里调用这个函数，实现给定时器矩阵定时。

3.附加功能

定时器矩阵时间源配置好了，但是我们还需要一些函数来操作定时器矩阵对吧？

A). 编写创建定时器

我希望定时器能像任务一样，想要的时候创建，所以就有了创建定时器函数。

我们创建定时器的时候这样调用就可以了。

B). 复位定时器

如果说我们需要循环定时的话，在定时时间到了以后就需要复位定时器，让定时器重新启动。

除了以上以外，其他功能可以自己去完善，比如说控制定时器状态、删除定时器、获取定时器时间，这里就不一一举例了。

完整的代码和视频教程，大家可以找无际单片机编程来拿。

有了这个定时器程序架构，以后开发产品再也不怕有各种定时需求啦，使用方便，移植性也强，如果加个动态分配，就更完美了。

教你玩单片机之定时器（附程序）

80c51的定时器

80c51单片机内有两个可编程的定时/计数器T0、T1。它们是一个16位计数器，分别由一个高8位和一个低8位的寄存器组成的。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。

定时/计数器的工作原理

定时/计数器实质上是一个加1计数器。它随着计数器的输入脉冲进行自加1，也就是每来一个脉冲，计数器就自动加1，,当加到计数器为全1时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使相应的中断标志位置1，向CPU发出中断请求（定时/计数器中断允许时）。如果定时/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到；如果工作于计数模式，则表示计数值已满。可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。

工作方式寄存器TMOD

GATE：门控制

0时：仅有运行控制位TRx来控制定时/计数器的开启

1时：由TRx和外部中断脉冲计数（用于计算外部中断负跳变 的次数）

C/T：计数器模式和定时器模式选择

0时：选择定时器模式

1时：选择为计数器模式

M1和M0：选择定时/计数器的工作方式

定时器/计数器控制寄存器TCON

IT0和IT1是设置外部中断的触发方式

当其为0时，为低电平触发方式

当其为1时，为负跳变触发方式

IE0和IE1是外部中断标志位

TF0和TF1是定时器的中断标志

TR1和TR0是打开相应的定时器

其他的是定时/计数器的控制

定时/计数器的工作方式

方式1

方式1为13位计数，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位组成。TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。

方式2

方式2的计数位数是16位，由TL0作为低8位、TH0作为高8位，组成了16位加1计数器 。

方式3

方式3为自动重装初值的8位计数方式。

方式4

方式4只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当于TR1=0，停止计数。

定时器操作步骤：

选择工作方式（设置M1，M0）

选择控制方式（设置GATE）

选择定时器还是计数器模式（设置C/T）

给定时/计数器赋初值(设置THx和TLx)

开启定时器中断（设置ET0或ET1）

开启总中断（设置EA）

打开计数器（设置TR1或TR0）

定时器小程序

void TimerConfiguration()

{

TMOD = 0x01; //定时器0选择工作方式1

TH0 = 0x3C; //设置初始值

TL0 = 0xB0;

EA = 1; //打开总中断

ET0 = 1; //打开定时器0中断

TR0 = 1; //启动定时器0

}

单片机之定时器LED程序

实验效果 :LED每隔500ms左移一次

void main(void)

{

Time=0;

GPIO_LED=0XFE;

TimerConfiguration();

while(1)

{

if(Time==10)

{

GPIO_LED=_crol_(GPIO_LED,1);

Time=0;

}

}

}

void TimerConfiguration()

{

TMOD = 0x01; //选择工作方式1

TH0 = 0x3C; //设置初始值,定时50MS

TL0 = 0xB0;

EA = 1; //打开总中断

ET0 = 1; //打开定时器0中断

TR0 = 1; //启动定时器0

}

void Timer0() interrupt 1

{

TH0 = 0x3C; //设置初始值

TL0 = 0xB0;

Time++;

}

相关问答

这个取决于系统时钟和定时器位数。例如传统89c51单片机(在不考虑新型单片机有分频设置的情况下),12MHz系统时钟,采用8位定时器,最大定时时间为256us...

单片机定时15sc语言使用定时器来实现单片机定时15sc语言使用定时器来实现

我觉得是这样的,单片机的定时器,它的计数过程是相当于电脑里面一个后台运行的东东一样。在计数时单片机同时在执行其他程序,计数周期就是单片机的一...

将程序代码编写并存储在单片机的存储器中。然后,通过设置单片机的复位电路,使其在上电或复位时自动开始执行程序。...单片机实现自动运行程序的过程如下:首...

要编写一个定时电机开机时间的程序,你可以使用51单片机的定时器功能。首先,设置一个定时器,设定定时时间。然后,在定时器中断服务程序中,将电机的开机信号...

你可以在调用函数时启动定时器,并通过中断服务函数判断中断次数是否达到,达到的话就置一个标志位,然后主函数中while判断,不过这太浪费系统资源了,有什么用...

单片机的定时时间的计算公式=计数值(定时值)*机器周期=计数值(定时值)*12/晶振频率。上面的两个等号是等价的,因为,单片机的机器周期=12秒/晶振频率...

定时器初值=2^n-m*晶振值/分频系数;n:定时器模式,有13,8,16三种;m:要定的时间长度,晶振值:12MHz或6Mhz分频系数:12定义10毫秒;定时器模式1,晶振频率12MHz定时...

假设晶振为12MHz,不用中断时程序语句如下:TMOD=0x01;//定时器0工作方式1TH0=(65536-1000)/256;//装入初值TL0=(65536-1000)%256;TF...

让我来告诉你答案!答案应该是ATMOD=01100000GC/TM1M0T1T0让我来告诉你答案!答案应该是ATMOD=01100000GC/TM1M0T1T0