关于定时器延时程序的疑问

LSJ

关于定时器延时程序的疑问 [复制链接]

大家好，我想针对这个定时器延时程序问几个问题：
#define  f   3686400  //系统时钟为3.6864MHz
void t0_wait_ms(unsigned char ms)
{
   TCON &=~ 0x30;
   TMOD &=~ 0x0F;
   TMOD |= 0x01;
   CKCON |= 0x04;                                     //定时器0采用16位模式，选择系统时钟
   while(ms)
   {
      TR0 = 0;                                             //关闭定时器0
      TH0 = -(f / 1000 >> 8);
      TL0 = -(f / 1000 );
      TF0 = 0;                                             //清中断标志位
      TR0 = 1;                                             //打开定时器0，开始计时
      while(!TF0);                                        //等待定时器溢出置位
      ms--;
   }
   TR0 = 0;
}
恩，其中红色的两句话我琢磨了半天都不是很明白，我的理解是这样的：
现在这个程序的效果是，每一ms定时器溢出一次，若要延时4ms则要循环4次，也就是说进阶单位为1ms。那么我们需要算出定时器高位寄存器TH0和低位寄存器TL0的初值，填入其中以保证定时器每1ms溢出一次。这个初值怎么算？我是这样想的，首先要算出延时1ms需要计的脉冲个数，T=1/(f/1000)ms, 故脉冲个数=1ms/T，将T带入得：脉冲个数=f/1000；定时器为16位的，故最多可以计数65536个，则65536-脉冲个数=计数器初值；将计数器初值转化为16进制数，高位赋给TH0，低位赋给TL0。

程序中的这两句话我不明白的地方有三点：
1、f/1000=3686.4，这不是一个整数，怎么进行移位呢？是计算机自行变成3686了吗？
2、负号“-”怎么理解？这是最糊涂的地方...
3、f / 1000 >> 8我可以理解一点，但TL0 = -(f / 1000 )就不理解了，可能归根到底还是那个负号没明白
恩，谢谢哈，基础实在是不太好嘿嘿~~希望大家多多给予批评指正

mfg875

1、TH0、TL0在头文件里都是被定义成整数的，所以有小数点也当没看见。:D
2、定时器的计数寄存器一定是正计数（increment），溢出置标志位，所以“负x”就等于“再加上x时溢出”，正合适。（题外话：假如计数寄存器是倒计数的话，那么设置时负号就不要了。）
3、别看到负数害怕，只要想想那个特殊的-1就清楚了：-1的16位二进制是FFFF，再加1就是0——溢出！

LSJ

谢谢你啊嘿~
第一个问题明白了
定时器的计数寄存器一定是正计数（increment），溢出置标志位，所以“负x”就等于“再加上x时溢出”，正合适。（题外话：假如计数寄存器是倒计数的话，那么设置时负号就不要了。）说得太好了，佩服！:D

具体计算机是怎样处理计算的，还需要学习呀，好像在《计算机系统结构》里面提到了一点，看的不是很明白~~恩，继续Fighting

LSJ

对于这两句话又有了一些理解，不知道对不对：
1、可以将TH0 = -（计数脉冲个数>>8）理解为TH0 = 0 -（计数脉冲个数>>8），而十六进制的0 = 255 + 1 = （-1）+ 1，也就是说可以把十六进制的0理解为256个计数脉冲个数，这样就很容易明白这个式子了。
2、或者可以将TH0 = -（计数脉冲个数>>8）当作负数进行运算，即取正数（计数脉冲个数>>8）的补码，这样就可以得到正确的数据了。补码补码，就是互补的码啊。比如，-2 + 2 =  0 =  65534  +  2。不知道是不是可以这样理解？

另外，可以把这个延时程序改成每0.5ms、2ms==溢出一次。只要把f/1000改成f/2000或者f/500==就可以了，这样可以分别应用于需要更短的延时，或者需要延时稍长的时间，增加步进值从而减少循环次数，是不是可以节省时间呢？但是也不知道有没有必要这样做。反正这是思考的结果吧。

mfg875

关于1和2：数学上怎么理解都可以，各人可按自己容易记的方式去记忆。硬件上的实现办法是，对计数器每个时钟处理一次，不看符号位：
　if (计数器≠0) {
　　if (计数器=1) {
　　　置溢出;
　　}
　　计数器 = 计数器 - 1;
　}

关于定时器的定时长短和循环次数的关系，想到这一步非常重要！定时器设得越短，定时分辨率就越高，但软件开销就越大。
在顶楼的例子里怎么做都无所谓，但在实际应用中定时操作通常是以中断方式进行的，设计者应尽量减小软件开销，这是玩嵌入式的人必须具备的素质。

LSJ

“定时器设得越短，定时分辨率就越高，但软件开销就越大。”
软件开销是一个什么样的概念？（抱歉啊，没有找到满意的描述）
在这个具体例子中的软件开销就越大，是不是指，为了达到高的分辨率使得循环次数增多了？

“在实际应用中定时操作通常是以中断方式进行的，设计者应尽量减小软件开销”
没想明白这两句话的关系，嘿嘿嘿~~~

if (计数器≠0) {
　if (计数器=1) {
　　置溢出;
　}
　计数器 = 计数器 - 1;
}
怎么是每个时钟对计数器减1呢？这里的计数器指的是什么呢？是给计数器中的寄存器所赋的值吗？
谢谢你~

mfg875

1、软件开销是指软件为处理一件事花费的时间。
　 假如为获得10ms的定时，设置硬件定时器的溢出周期为0.1ms，那么循环100次得到10ms；如设置溢出周期为1ms的话，那么只要循环10次就行了。软件的负担，或者说软件开销是前种方法的1/10。
　 节省软件开销在这个简单的程序里看不出好处来，但如果不是循环，而是改用中断计数的话，好处就大了去了。比方说CPU具有20万次运算/秒的能力，处理一次中断需运算10次，而你设置中断周期为0.1ms的话，那么CPU在1秒钟内必须付出10万次运算的代价去处理中断——一半的能力被占用掉了！假如把中断的次数减小到1/10，这下轻松了吧？

2、俺写的那几句 if 语句是指硬件处理。写错了，该写成寄存器+1，以符合你的51CPU，这里表示一下汗颜.... :L

LSJ

表达的很清楚呀，让俺又明白了不少捏~~谢谢你！

“俺写的那几句 if 语句是指硬件处理。写错了，该写成寄存器+1，以符合你的51CPU”
为什么要这么说呢？
嘿嘿，那硬件是怎么处理的呢？天，晕了~~

mfg875

7实，俺没玩过51单片机，只是从你的例子中，给定时器的赋值是负数推测出计数器应该是每个时钟做+1运算的。这是用硬件计时的一般手法。
搭硬件嘛....有加法器电路，不过现在实际很少用了，因为用一块可编程逻辑芯片能把好多杂碎电路（甚至CPU核）都囊括进去，于是加法器电路也变成了语言描述。
用VHDL语言写的51的核可在网上免费当漏得，不过内容太多，俺没读过，关于定时器的计数过程，搅得它应该是这么写的吧：

process(CLK)
begin
　if (CLK'event and (CLK = '1')) then
　　if (TCNT /= 0) {
　　　if (TCNT = 65535) {　　　　-- 16位全1,下一步就要溢出
　　　　TF0 <= '1';　　　　　　　-- 溢出时TF0置1
　　　}
　　　TCNT <= TCNT + 1;
　　}
　end if;
end process;

玩过C语言的应差不多能看懂这段文字，不过暂时似没必要在这上花太多功夫。等真要设计硬件时会发现，它跟做软件是何等相似。:D

[ 本帖最后由 仙猫 于 2008-8-5 09:19 编辑 ]

LSJ

谢谢你呀！
这段程序，我确实只能凑合着连蒙带猜能看明白~
关于可编程逻辑芯片，虽然听说过也有段时间了，但是从来也没望文生过生义...:L 上周末在聊天的过程中才知道CPLD大概是啥子意思...呵呵没关系，慢慢来咯，做事要分主次嘛~这毕竟不是我现在的主要任务~~
还是要向你表示感谢哈哈~~