我們現來理解幾個比較重要的概念：

 

時鍾周期：

 

時鍾周期也叫振蕩周期或晶振周期，即晶振的單位時間發出的脈衝數，一般有外部的振晶產生，比如12MHZ=12×10的6次方，即每秒發出12000000個脈衝信號
，那麼發出一個脈衝的時間就是時鍾周期，也就是1/12微秒。通常也叫做係統時鍾周期。是計算機中最基本的、最小的時間單位。

 

在8051單片機中把一個時鍾周期定義為一個節拍(用P表示)，二個節拍定義為一個狀態周期(用S表示)。

 

機器周期：

 

在計算機中
，為了便於管理，常把一條指令的執行過程劃分為若幹個階段，每一階段完成一項工作。例如，取指令、存儲器讀
、存儲器寫等，這每一項工作稱為一個基本操作。完成一個基本操作所需要的時間稱為機器周期。一般情況下，一個機器周期由若幹個S周期(狀態周期)組成。8051係列單片機的一個機器周期同6個S周期(狀態周期)組成。前麵已說過一個時鍾周期定義為一個節拍(用P表示)，二個節拍定義為一個狀態周期(用S表示)，8051單片機的機器周期由6個狀態周期組成
，也就是說一個機器周期=6個狀態周期=12個時鍾周期。

 

在標準的51單片機中，一般情況下
，一個機器周期等於12個時鍾周期，也就是機器周期=12*時鍾周期
，(上麵講到的原因)如果是12MHZ

，那麼機器周期=1微秒。單片機工作時，是一條一條地從RoM中取指令，然後一步一步地執行。單片機訪問一次存儲器的時間，稱之為一個機器周期，這是一個時間基準。

 

機器周期不僅對於指令執行有著重要的意義
，而且機器周期也是單片機定時器和計數器的時間基準。例如一個單片機選擇了12MHZ晶振，那麼當定時器的數值加1時，實際經過的時間就是1us，這就是單片機的定時原理。

 

但是在8051F310中，CIP-51 微控製器內核采用流水線結構，與標準的 8051 結構相比指令執行速度有很大的提高。在一個標準的 8051 中，除 MUL和 DIV以外所有指令都需要 12 或 24 個係統時鍾周期，最大係統時鍾頻率為 12-24MHz。而對於 CIP-51 內核
，70%的指令的執行時間為 1或2個係統時鍾周期，隻有 4 條指令的執行時間大於 4 個係統時鍾周期。 所以在計算定時器的值時要注意這裏的變化。

 

指令周期

 

指(zhi)令(ling)周(zhou)期(qi)是(shi)執(zhi)行(xing)一(yi)條(tiao)指(zhi)令(ling)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)時(shi)間(jian)，一(yi)般(ban)由(you)若(ruo)幹(gan)個(ge)機(ji)器(qi)周(zhou)期(qi)組(zu)成(cheng)。指(zhi)令(ling)不(bu)同(tong)
，所(suo)需(xu)的(de)機(ji)器(qi)周(zhou)期(qi)數(shu)也(ye)不(bu)同(tong)。對(dui)於(yu)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)的(de)的(de)單(dan)字(zi)節(jie)指(zhi)令(ling)，在(zai)取(qu)指(zhi)令(ling)周(zhou)期(qi)中(zhong)，指(zhi)令(ling)取(qu)出(chu)到(dao)指(zhi)令(ling)寄(ji)存(cun)器(qi)後(hou)，立(li)即(ji)譯(yi)碼(ma)執(zhi)行(xing)
，不(bu)再(zai)需(xu)要(yao)其(qi)它(ta)的(de)機(ji)器(qi)周(zhou)期(qi)。對(dui)於(yu)一(yi)些(xie)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za)的(de)指(zhi)令(ling)
，例(li)如(ru)轉(zhuan)移(yi)指(zhi)令(ling)
、乘法指令，則需要兩個或者兩個以上的機器周期。

 

係統時鍾：

 

係統時鍾：係統時鍾就是CPU指令運行的頻率，這個才是CPU真正的頻率。

 

單dan片pian機ji內nei部bu所suo有you工gong作zuo


，都dou是shi基ji於yu由you晶jing振zhen產chan生sheng的de同tong一yi個ge觸chu發fa信xin號hao源yuan，由you這zhe個ge信xin號hao來lai同tong步bu協xie調tiao工gong作zuo步bu驟zhou，我wo們men把ba這zhe個ge信xin號hao稱cheng為wei係xi統tong時shi鍾zhong，係xi統tong時shi鍾zhong一yi般ban由you晶jing振zhen產chan生sheng，但dan在zai單dan片pian機ji內nei部bu係xi統tong時shi鍾zhong不bu一yi定ding等deng於yu晶jing振zhen頻pin率lv，有you可ke能neng小xiao於yu晶jing振zhen頻pin率lv

，也ye有you可ke能neng大da於yu晶jing振zhen頻pin率lv，具ju體ti是shi多duo少shao由you單dan片pian機ji內nei部bu結jie構gou決jue定ding，正zheng常chang情qing況kuang和he晶jing振zhen頻pin率lv會hui存cun在zai一yi個ge整zheng數shu倍bei關guan係xi。係xi統tong時shi種zhong是shi整zheng個ge單dan片pian機ji工gong作zuo節jie奏zou的de基ji準zhun
，它ta每mei振zhen蕩dang一yi次ci，單dan片pian機ji就jiu被bei觸chu發fa執zhi行xing一yi次ci操cao作zuo。

 

一般來說,單片機隻有一個時鍾源.用了外部晶振,就不用內部RC,用了內部RC,就不用外部晶振.振蕩器振蕩,產生周期波.單片機在這樣的周期波的作用一下有規律的一拍一拍的工作,波的頻率越高,單片工作得就越快,波的頻率越低,單片機工作得就越慢。

 

有了以上的概念以後，就可以正確的理解定時器的工作原理了，在8051F310單片機中
，有3個定時器，如果定時器1工作在模式1下，如工作模式1下，是16位的計時器
，最大數值是65535,當再加1時(=65536)，就會發生溢出
，產生中斷，所以如果我們要它計1000個數
， 那麼定時初值就是65536-1000，結果就是64536
，這個值送給TH
、TL，因為是16進製的，所以高位是64536/256取商
，低位是64536%6取餘。

 

再者，就是每一計數的時間是多久?一般我們取12M晶振時，一個周期剛好是1us，計數1000個就是1ms，這是因為標準的51單片機是12時鍾周期的(STC有6時鍾和1時鍾方式)。那麼
，如果我們晶振是12M，就比較好算
，如果是其它的，就用12去除好了。比如是6M的，那麼就是12/6=2，每個計數是2us，那麼你要定時1ms就隻要計數500個即可以。

 

定時器的初值跟定時器的工作方式，跟晶振頻率都有關係。一個機器周期Tcy=晶振頻率X12，計數次數N=定時時間t/機器周期Tcy

，那麼初值就X=65536-N
，得出的數化成十六進製就行了。這裏是用定時器O工作方式1做例子，如果是其它工作方式
，就不能是65535了。工作方式0是8192，方式2，3是256。這裏有一個公式：

 

TH=(65536-time/(12/ft))/256

 

其中
，time就是要延時的100ms(要取100000us)

，ft是晶振頻率。這個式子又可以簡化成

 

TH=(65536-time*ft/12)/256

 

TL=(65536-time*ft/12)%6

 

在一本書上還看到了這樣計算定時初值的：

 

TH0=-(50235/256); //重裝100ms定時初值

 

TL0=-(50235%6); ///這裏使用的6M晶體，

 

這裏是6M晶體，延時100ms，那麼按上麵講的原理，6M是每個計數為2us，100ms定時就是計數50000個。

 

那麼，定時器初值要 65536-50000=15536
，轉成16進是3CB0。這就是要送給TH(=3C) 和TL(=B0)的值。

 

程序中寫 TH0=-(50235/256);其實它是這樣的TH0=0x100-(50235/256); 在51中
，取負數，其結果就是它的值取反+1
，也可以用0x100(十進製的256)去減，結果是多少呢?結果就是3C。