單片機(jī)常被稱作 MCU，MCU 的全稱是 Micro Control Unit，就是微型控制器的意思。顧名思義，單片機(jī)常被用于控制一些器件工作，因此物聯(lián)網(wǎng)的終端，或者其他一些智能機(jī)器，都是離不開(kāi)單片機(jī)的。

小到手機(jī)，大到汽車(chē)飛機(jī)，現(xiàn)在幾乎只要是電子器件，就有單片機(jī)的身影。

精確計(jì)時(shí)的重要性

傳感器能夠感知外界環(huán)境，可以說(shuō)是一切智能機(jī)器的基礎(chǔ)。實(shí)際工程中，常常使用單片機(jī)或者控制傳感器工作，或者采集傳感器的數(shù)據(jù)。但是不管是控制還是采集，單片機(jī)都需要與傳感器通信，這樣才能將控制命令發(fā)送到傳感器，或者將傳感數(shù)據(jù)接收到單片機(jī)內(nèi)部。

為了實(shí)現(xiàn)器件與器件之間的通信，人們制定了一些通信協(xié)議。通信協(xié)議其實(shí)就是一系列約定，比如約定總線先輸出低電平 10us，再輸出高電平 30us 表示 0；總線先輸出低電平 10us，再輸出高電平 100us 表示 1。

可以看出，如果單片機(jī)要解析通信協(xié)議，就只需要處理電信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系就可以了。

假設(shè)單片機(jī)在與某個(gè)傳感器通信時(shí)，需要拉低總線 50us，這就需要一個(gè)精確的定時(shí)器。在讀傳感器數(shù)據(jù)時(shí)，需要判斷總線究竟被傳感器拉高了 30us 還是 100us，這就需要一個(gè)精確的計(jì)時(shí)器。

不精確的定時(shí)器

那么單片機(jī)怎樣才能精確的定時(shí)和計(jì)時(shí)呢？本節(jié)就以 51 單片機(jī)為例，來(lái)說(shuō)一下這個(gè)問(wèn)題。

在第三節(jié)制作呼吸燈時(shí)，用到的延時(shí)函數(shù)C語(yǔ)言代碼是如下定義的：

void delay(unsigned int n){ unsigned int x; while(n--){ x = 50; while(x--); }}

但這只是粗略的定時(shí)，因?yàn)檐浖看螆?zhí)行需要花費(fèi)的時(shí)間都有所差異。所以上面的 delay() 函數(shù)，只能用在對(duì)時(shí)間精確度要求不高的“呼吸燈”小項(xiàng)目中。

精確的定時(shí)器

相當(dāng)一部分單片機(jī)內(nèi)部都有計(jì)數(shù)器資源。計(jì)數(shù)器內(nèi)部有一個(gè)寄存器，這個(gè)寄存器的值每經(jīng)過(guò)一個(gè)機(jī)器周期就會(huì)自動(dòng)加 1，而機(jī)器周期僅與單片機(jī)的晶振有關(guān)。

我使用的這款 51 單片機(jī)有兩個(gè)計(jì)數(shù)器，它的晶振固定為 11.0592MHz，一個(gè)機(jī)器周期等于 12 個(gè)時(shí)鐘周期。所以，計(jì)數(shù)器每加1，就表示時(shí)間過(guò)去了 n 秒，n 的計(jì)算公式如下：

n = 12 * ( 1/11.0592MHz )

這款單片機(jī)計(jì)數(shù)器的寄存器寬為 16 位，因此最大能夠表示到 0xffff 即 65535。計(jì)數(shù)器計(jì)滿(溢出)一次，就會(huì)將寄存器 TFx 置 1，所以檢測(cè) TFx 寄存器就能夠知道計(jì)數(shù)器是否計(jì)滿。

如此一來(lái)，設(shè)計(jì)精確的定時(shí)器思路就有了，請(qǐng)看如下 C語(yǔ)言代碼：

static unsigned int timer_cnt = 0;void set_timer0(unsigned int tus){ timer_cnt = (unsigned int)((float)tus * 11.0592 / 12.0); timer_cnt = 65535 - timer_cnt; TH0 = (timer_cnt>>8) & 0xff; TL0 = timer_cnt & 0xff; TMOD |= 0x01;}

假設(shè)定時(shí)器計(jì)數(shù) timer_cnt 次消耗 tus 微秒，那么讓計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù) 65535-timer_cnt 次就溢出，我們就可以檢測(cè) TF0 寄存器的值判斷是否已經(jīng)過(guò)去 tus 微秒。請(qǐng)看如下 C語(yǔ)言代碼：

void start_timer0(){ TF0 = 0; TR0 = 1;}void wait_timer0(){ while(!TF0); TR0 = 0; TH0 = (timer_cnt>>8) & 0xff; TL0 = timer_cnt & 0xff;}

TR0 寄存器為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器才開(kāi)始計(jì)數(shù)。如此一來(lái)，可以定義精確的延時(shí)函數(shù)，它的C語(yǔ)言代碼如下：

set_timer0(10);void delay_10us(unsigned int n){ while(n--){ start_timer0(); wait_timer0(); }}

現(xiàn)在寫(xiě)如下控制程序，測(cè)試我們實(shí)現(xiàn)的精確定時(shí)器，請(qǐng)看如下C語(yǔ)言代碼：

void main(){ init_uart(9600); set_timer0(10); // 10us prints("program start..."); while(1){ delay_10us(50000);delay_10us(50000); prints("1s past ..."); }}

兩句delay_10us(50000);表示延時(shí) 100萬(wàn)微秒(即 1秒)。編譯程序并燒寫(xiě)到單片機(jī)，在電腦端打開(kāi)串口調(diào)試工具，發(fā)現(xiàn)的確每隔 1秒打印一次 “1s past …”:

精確計(jì)時(shí)器

思路與設(shè)計(jì)精確定時(shí)器是一樣的。因?yàn)闀簳r(shí)不方便測(cè)試，所以放入下一節(jié)再討論。下一節(jié)將介紹一款溫度、濕度傳感器，并使用單片機(jī)采集之，發(fā)送到電腦端。這樣一來(lái)，就可以點(diǎn)擊鼠標(biāo)知道室內(nèi)的溫度和濕度了。敬請(qǐng)關(guān)注！！！

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的单片机机器周期怎么计算公式_单片机很好玩6，单片机是一切智能机器的基础，就是这么嚣张...的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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