单片机定时器(65536-x)/256

本文详细介绍了单片机16位计数器的工作原理,通过实例解释了如何设置计数初值以实现特定时间的定时,以及如何利用16进制转换简化编程过程。在晶振频率为12MHz的单片机中,通过计算高8位和低8位的值来设定定时器,以达到计时50000us的目标。该方法通过将目标值除以256来确定高8位和低8位的数值,高8位存储商,低8位存储余数,从而避免复杂的计算步骤。

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计数器是16位的,由高8位TH0和低8位TL0组成,可以存储2^8=65536个数,例如当设定计算值为65536-50000=15536时,也就是计数器从15536开始计时,到65536溢出,产生中断,对于晶振频率为12MHz的单片机来说,执行一个机器周期时长为1us,所以这里计时50000us,15536(D)转换为16进制是3CB0(H),此时TH0=3C,TL0=B0分别装入定时器即可,为了免除这些计算步骤,很多编程者采用"TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256",那么为什么要介入256呢?我们可以做一下运算,256(D)=0100(H),512(D)=0200(H),512(D)有两个256,所以高8位就是02,那么15536有多少个256?就是15536/256个,就相当于高8位有多少数值,商存入高8位,剩下的不足一个256,存入低8位,15536%256。

<think>好的,我现在要解决的问题是理解51单片机定时器初值设置中的这两行代码:TH0 = (65536-50)/256; 和 TL0 = (65536-50)&256;。首先,我需要回忆一下51单片机定时器的工作原理和相关知识。 首先,51单片机定时器,比如Timer 0,是一个16位的定时器,也就是说,它的计数器由两个8位的寄存器组成,分别是TH0(高8位)和TL0(低8位)。当定时器启动后,这个16位的计数器会从初始值开始不断递增,直到溢出,这时会产生中断,表示定时时间到。所以,设置初值的目的是为了让计数器在达到65536(即2的16次方)时溢出,从而得到所需的定时时间。 用户给出的代码是TH0 = (65536-50)/256; 和TL0 = (65536-50)&256;。这里的65536-50应该是计算初始值。通常,定时器的初始值计算方法是:初始值 = 65536 - 所需计数值。这里的所需计数值可能与定时时间和时钟频率有关。比如,如果单片机的机器周期是1微秒,那么计数值50就对应50微秒的定时。不过这里可能用户只是举了一个例子,用50作为计数值,所以具体的时间计算可能不是重点,而是如何得到TH0和TL0的值。 接下来,我需要理解如何将初始值拆分为高8位和低8位。对于16位的初始值X,高8位是X除以256的商,低8位是X除以256的余数。例如,X=65536-50=65486。那么TH0应该是65486的高8位,即65486 / 256的结果,而TL0是65486 % 256的结果。但用户给出的代码是使用&256来取低8位,这里是否正确呢? 首先,计算65486除以256256是2的8次方,等于256。65486 ÷ 256等于255余254。因为255×256=65280,加上254等于65534?不对,可能计算有误。让我重新计算一下:256×255=65280,然后65486 -65280=206。所以余数应该是206,而不是254。那这时候,正确的TL0应该是65486 % 256 = 206。但用户的代码中是使用(65536-50)&256,即65486与256进行按位与运算。256的二进制是1 00000000,按位与的话,结果会是取第9位的值吗?或者可能这里有什么错误? 这里可能存在一个错误。因为按位与256的话,256的二进制是第9位为1,其余为0。而任何数与256进行按位与操作的话,结果只能是0或者256。比如,如果数的第9位是1,结果就是256,否则是0。但实际上,我们需要的是取低8位,即余数,所以应该用取模运算,即%256。或者用户可能误用了位运算,而正确的应该是用%256,即TL0 = (65536 -50) %256。或者可能用户在这里的写法有问题,导致结果不正确? 或者,可能用户使用的是另一种写法,比如对于65536-50=65486,将其分解为高8位和低8位,正确的做法是高8位是右移8位,即相当于除以256取商,而低8位则是取余数。因此,正确的代码应该是TH0 = (65536-50)/256; TL0 = (65536-50)%256;。而用户给出的代码中,TL0的表达式是(65536-50)&256,这显然有问题。因为按位与256的话,得到的只能是0或者256,但实际上TL0应该是一个8位的值,所以256超过了一个字节的范围,这时候可能被截断为0,但这样显然不对。 因此,用户的TL0的表达式可能存在错误,正确的应该是用模运算或者直接使用位掩码0xFF。比如,正确的做法应该是TL0 = (65536 -50) & 0xFF,这样就能得到低8位的值。例如,65486的二进制是11111111 10001110,低8位是10001110,即0x8E,十进制是142?或者我是不是哪里算错了? 让我再仔细计算一下:65486转换成二进制。首先,65536是10000 000000000000,减去50等于65486。那65486的二进制是65536-50=65536-50=65486。65536是0x10000,所以0x10000-0x32(50)=0xFFCE。因为0x10000是65536,减去0x32(50)得到0xFFCE。因此,0xFFCE的高8位是0xFF(255),低8位是0xCE(206)。所以,正确的TH0应该是0xFF,即255,而TL0是0xCE,即206。 那用户给出的TL0的表达式是(65536-50)&256256的二进制是0x100,所以0xFFCE & 0x100的结果是0x100的位是否为1。0xFFCE的二进制是11111111 11001110,所以第9位(从0开始计数的话是bit8)是1吗?让我们来看:65486的二进制分解。65486 ÷ 256 =255,余数是65486 -255×256=65486-65280=206。所以余数是206,即低8位是206。206的二进制是11001110,即0xCE。所以低8位是0xCE,即十进制的206。而用户使用&256的话,256是二进制的第9位为1(即bit8),所以如果原数在bit8的位置是否为1?65486对应的二进制是11111111 11001110吗?或者可能我的计算有误? 或者,正确的二进制分解应该是,65536-50=65486,转换为二进制:65486 ÷ 256=255,余数206。255的二进制是11111111,206的二进制是11001110。所以整个16位二进制数是11111111 11001110。这时候,这个数的第8位(从0开始的话,bit8到bit15是高8位)是bit8到bit15是11111111,低8位是11001110。如果进行与运算&256256是二进制的1后面跟着8个0,即bit8的位置是1。那65486的bit8是否为1?在二进制中,65486的bit8是第9位(假设最低位是bit0),所以可能需要更仔细地看。 例如,65486的二进制表示是:11111111 11001110。这里的bit8是第9位,即从右往左数第9位。例如,右边第一位是bit0,第二位bit1,一直到bit15。所以,bit8的位置是原数中的第9位。在二进制中,65486的bit8是1吗? 让我们将65486转换为二进制: 65536是1后面16个0,减去50得到65486。那么,65536的二进制是1 00000000 00000000,减去50(即0x32,二进制00110010)的话: 要计算65536 -50,可以转换为65536 -1 =65535,再减49得到65486。65535的二进制是11111111 11111111,减去49(即00110001)的话: 11111111 11111111 - 00110001 = 11111111 11001110 所以,65486的二进制是11111111 11001110。那么,bit8的位置是第9位(从右开始数的话是第9位,左边的高位),即左边数起的第8位?或者需要更仔细的位索引。 假设16位二进制数表示为b15 b14 ... b8 b7 ... b0,其中b15是最高位,b0是最低位。那么,对于数值65486的二进制是11111111 11001110,那么b15到b8是11111111(即高8位0xFF),b7到b0是11001110(即低8位0xCE)。 当执行与运算&256时,256的二进制是00000001 00000000,即只有b8位是1。这时候,原数的b8位是否为1? 在65486的二进制中,b8位是低8位中的最高位吗?或者可能我的位索引有误。例如,对于16位的数来说,256的二进制是00000001 00000000,也就是第9位(从右数起,bit8)是1。那么,原数65486的二进制是11111111 11001110,其中bit8的位置是1吗? 让我们看原数的二进制结构:高位字节是0xFF(b15到b8),低位字节是0xCE(b7到b0)。所以,在低位字节中,0xCE是11001110,即bit7到bit0。这时候,整个16位数的bit8是属于高位字节的最低位。即高位字节是0xFF(b15到b8),其中b8是高位字节的最低位。比如,高位字节0xFF的二进制是11111111,其中每一位对应b15到b8。所以,b8位是高位字节的最低位,即1。所以,当原数与256(即0x100,二进制0000000100000000)进行按位与时,原数的bit8位是1,所以结果应该是256吗?即此时原数的bit8位是1,所以与的结果是256,即0x100。而TL0是一个8位寄存器,只能存放8位的值,即0x00到0xFF。这时候,将256赋值给TL0的话,会发生什么?因为256超过了一个字节的范围,所以会被截断为0。这时候,TL0 = 0。但根据正确的计算,TL0应该是0xCE(206)。所以,用户的代码中的TL0的表达式是错误的,正确的方式应该是取低8位,即用%256或者&0xFF。比如,正确的表达式应该是TL0 = (65536 -50) %256; 或者TL0 = (65536 -50) & 0xFF;。这样,就能得到低8位的值。 所以,用户给出的代码中的第二行是错误的,正确的应该是使用&0xFF或者%256。可能用户在这里犯了一个常见的错误,即错误地使用了256而不是0xFF来进行位掩码操作,导致得到的结果错误。例如,TL0 = (65536-50)&256; 实际上得到的是256的位是否被设置,然后赋值给TL0时会被截断为0(因为256的二进制是0x100,而TL0是8位,所以高8位被舍去,结果是0x00),这显然不符合预期。而正确的低8位应该是用&0xFF,这样就能得到正确的余数。 总结一下,正确的代码应该是: TH0 = (65536 - 50) / 256; TL0 = (65536 - 50) % 256; 或者等价地: TH0 = (65536 -50) >> 8; // 右移8位得到高8位 TL0 = (65536 -50) & 0xFF; // 与0xFF得到低8位 而用户给出的第二行代码中的&256是错误的,应该改为&0xFF或者%256。因此,用户的问题可能是想询问为什么这样设置,或者可能存在代码错误。在回答的时候,需要指出正确的做法,并解释用户的代码中的错误。 不过,用户的问题可能是在问如何理解这两行代码,尽管它们可能存在错误。因此,在回答时,首先需要解释定时器初值计算的原理,然后说明正确的拆分方法,再指出用户给出的代码中的问题,或者可能用户是否在某些情况下会有这样的写法? 另外,是否存在可能的情况,使用&256来获取某个位?比如,假设用户想要判断是否需要进位,或者有其他用途,但通常来说,拆分高低字节应该使用模运算或者位掩码。所以,用户的代码可能存在问题,导致定时时间设置不正确。 综上所述,正确的理解应该是:定时器初值设置为65536-50,然后TH0取高8位,TL0取低8位。正确的TL0计算应该用%256或者&0xFF,而用户代码中使用&256是错误的,会导致TL0被错误地设置为0,从而使得定时器的初值不正确,进而导致定时时间错误。因此,用户需要将TL0的表达式修改为正确的形式。</think>在51单片机中,定时器初值设置是为了控制定时器溢出时间。以下是关键步骤的解释和问题分析: --- ### **1. 定时器初值原理** 51单片机定时器(如Timer 0)是16位计数器,最大计数值为 **65536**(即$2^{16}$)。 - **初值计算公式**: 初始值 $X = 65536 - \text{所需计数值}$ 例如,若需计数50次,则 $X = 65536 - 50 = 65486$。 --- ### **2. 拆分初值为高8位和低8位** 16位初值需拆分为两个8位寄存器 **TH0(高8位)** 和 **TL0(低8位)**: - **高8位(TH0)**:$X / 256$,即右移8位或整除256- **低8位(TL0)**:$X \% 256$,即取余256或与操作 `& 0xFF`。 **正确代码应为**: ```c TH0 = (65536 - 50) / 256; // 高8位 = 65486 ÷ 256 = 255 (0xFF) TL0 = (65536 - 50) % 256; // 低8位 = 65486 % 256 = 206 (0xCE) ``` --- ### **3. 对用户代码的分析** 用户提供的代码: ```c TH0 = (65536 - 50) / 256; // 正确:高8位为255 (0xFF) TL0 = (65536 - 50) & 256; // 错误:低8位应为206,但此处得到0 ``` - **问题出在 `TL0` 的运算**: `& 256` 的意图可能是取低8位,但 `256` 的二进制为 `00000001 00000000`,按位与操作会保留第9位(bit 8),而低8位会被清零。 - 结果:`65486 & 256 = 256`,但TL0是8位寄存器,赋值时会截断为 `0`,导致初值错误。 **正确写法应为**: ```c TL0 = (65536 - 50) & 0xFF; // 或使用 % 256 ``` --- ### **4. 影响与验证** - **错误后果**: TL0实际被赋值为0,定时器初值为 `0xFF00`,实际计数值为 `65536 - 0xFF00 = 256`,导致定时时间远大于预期。 - **正确验证**: 若初值为65486(0xFFCE),定时器从65486计数到65536溢出,精确计数50次。 --- ### **5. 总结** - **TH0**:通过除法或右移操作获取高8位。 - **TL0**:通过取余或掩码操作获取低8位。 - **用户代码修正**:将 `& 256` 改为 `& 0xFF` 或 `% 256`。 正确理解初值拆分原理,可避免定时器配置错误,确保精准计时。
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