高 松，張 博

（北京政法職業(yè)學(xué)院信息技術(shù)系，北京 102628）

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是新一代信息技術(shù)的產(chǎn)物，物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）指的是物物相連的網(wǎng)絡(luò)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域中，經(jīng)常會用到通過定時一定的時間達(dá)到想要的效果。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域，針對于ZigBee開發(fā)板，要達(dá)到準(zhǔn)確的定時，經(jīng)常使用定時/計數(shù)器來實(shí)現(xiàn)定時效果。本文以定時器1為例，詳細(xì)論述使用定時器三種工作模式實(shí)現(xiàn)LED燈周期性閃爍的思路和程序設(shè)計方法。

1 定時器介紹

1.1 定時/計數(shù)器的工作原理

定時/計數(shù)器的主要功能就是定時和計數(shù)，其工作原理是通過對時鐘信號或外部輸入信號進(jìn)行加1的計數(shù)，當(dāng)計數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時便向CPU提出中斷處理請求，從而實(shí)現(xiàn)較為精準(zhǔn)的時間控制。在實(shí)現(xiàn)定時或計數(shù)的過程中，不需要CPU過多的參與，CPU可以去執(zhí)行其他程序，因而不僅可以準(zhǔn)確定時，還可以提高CPU的工作效率，因此，定時器被廣泛應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)中。

1.2 定時/計數(shù)器的分類

CC2530單片機(jī)中共包含了5個定時/計數(shù)器，分別是定時器1、定時器2、定時器3、定時器4和睡眠定時器。其中，定時器1是16位定時器，定時器3和4都是8位的定時器，三種定時器都具有“自由運(yùn)行”、“模”、“正計數(shù)/倒計數(shù)”三種不同的工作模式。三種工作模式除了位數(shù)不同，需要配置的寄存器也有區(qū)別，特別是“模”模式，需要單獨(dú)配置T1CCTL0寄存器用來開啟0通道的輸出比較模式。

2 定時器的三種工作模式

2.1 自由運(yùn)行模式

該模式下，計數(shù)器從0x0000開始，計數(shù)到0xFFFF時溢出，計數(shù)值為65535。如果晶振分頻后1秒鐘振動的次數(shù)為125 kHz，那么計數(shù)器溢出一次的時間65535/125000，大約是0.5秒鐘。

2.2 模模式

計數(shù)器從0x0000開始，計數(shù)到T1CC0寄存器設(shè)定的值時溢出。T1CC0寄存器是由兩個8位寄存器來存儲一個16位的數(shù)值，這兩個8位寄存器分別是T1CC0H（用來存儲16位數(shù)值的高八位）、T1CC0L（用來存儲16位數(shù)值的低八位），需要匹配跟要求的定時時間相關(guān)的計數(shù)值并存入這兩個寄存器中。使用模模式時要特別注意，需要配置寄存器T1CCTL0 |= 0x04；用來開啟通道0的輸出比較模式，否則計數(shù)器的值達(dá)到T1CC0后，是不會產(chǎn)生溢出中斷的。

2.3 正計數(shù)/倒計數(shù)模式

計數(shù)器從0x0000開始，正計數(shù)到T1CC0寄存器的匹配值時溢出，再倒計時回到0x0000，接著又正計數(shù)到T1CC0寄存器的匹配值時溢出，重復(fù)此過程。

正計數(shù)/倒計數(shù)模式與模模式的區(qū)別在于模模式是從0開始計數(shù)到設(shè)置的匹配值時產(chǎn)生溢出，而正計數(shù)/倒計數(shù)模式是從設(shè)置的匹配值倒計數(shù)到0，再正計數(shù)到設(shè)置的匹配值時溢出。因此在匹配值相同的情況下，溢出一次的時間是模模式的兩倍。

3 實(shí)際應(yīng)用

3.1 項(xiàng)目需求

如果系統(tǒng)時鐘采用16 MHzRC振蕩器，128分頻。利用定時器1的中斷控制方式，使用CC2530單片機(jī)內(nèi)部定時/計數(shù)器的三種模式實(shí)現(xiàn)1秒定時，控制LEDA（P1_0）和LEDB（P1_1）進(jìn)行周期性閃爍，兩個LED燈的初始狀態(tài)均為熄滅。兩個燈的具體閃爍效果要求為：通電后1秒鐘，LEDA點(diǎn)亮，持續(xù)1秒，熄滅；LEDB點(diǎn)亮，持續(xù)2秒，熄滅。重復(fù)LEDA點(diǎn)亮，持續(xù)1秒，熄滅；LEDB點(diǎn)亮，持續(xù)2秒，熄滅，循環(huán)此過程。

3.2 項(xiàng)目分析

首先使用宏定義定義兩個LED燈和引腳的對應(yīng)關(guān)系。即

#define LEDA P1_0

#define LEDB P1_1

針對項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的功能，分析通電后1秒鐘，LEDA亮1秒鐘時間，LEDB亮2秒鐘時間。然后LEDA亮1秒鐘時間，LEDB亮2秒鐘時間。依此類推，兩個燈閃爍的周期為3秒鐘。即通電后第2秒、第5秒、第8秒……狀態(tài)一樣，LEDA點(diǎn)亮；第3秒、第6秒，第9秒……狀態(tài)一樣，LEDB點(diǎn)亮。

首先要解決的是1秒定時的問題。16 MHz分頻后的頻率為125 kHz，要定時1秒鐘的時間，如果使用自由運(yùn)行模式，溢出兩次才能定時約1秒。由于自由運(yùn)行模式是自動從16進(jìn)制的最小值0000增加到16進(jìn)制的FFFF，因此計數(shù)次數(shù)是65535，該模式下不需要匹配計數(shù)值。

如果使用模模式，由于定時器1是16位定時器，匹配值最大不能超過65535。因此將125 kHz除以2，得到0.5秒的計數(shù)次數(shù)為62500次。將62500轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制的F424，并分別存入高8位寄存器T1CC0H、低8位寄存器T1CC0L。即

T1CC0H=0xF4；

T1CC0L=0x24；

注意：目前的兩個寄存器的匹配值對應(yīng)的時間是0.5秒。當(dāng)然也可以使用0.25秒或0.2秒的匹配值，原則上是只要能被1秒鐘整除就可以。

如果是定時0.2秒，那么125 kHz除以5，得到0.2秒的計數(shù)次數(shù)為25000次，將25000轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制的61A8，并分別存入T1CC0H、T1CC0L，即

T1CC0H=0x61；

T1CC0L=0xA8；

如果是定時0.25秒，那么125 kHz除以4，得到0.25秒的計數(shù)次數(shù)為31250次，將31250轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制的7A12，并分別存入T1CC0H、T1CC0L，即

T1CC0H=0x7A；

T1CC0L=0x12；

對于正計數(shù)/倒計數(shù)模式，在定時時間一樣的情況下，要在模模式的匹配值基礎(chǔ)上，除以2。那么需要將0.5秒對應(yīng)的計數(shù)值62500轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制的F424后，再除以2，得到7A12，分別存入T1CC0H、T1CC0L。即

T1CC0H=0x7A；

T1CC0L=0x12；

同理如果是0.2秒，那么F424除以5，得到0.2秒的匹配值30D4，將30D4分別存入T1CC0H、T1CC0L，即

T1CC0H=0x30；

T1CC0L=0XD4；

如果是0.25秒，那么F424除以4，得到0.25秒的匹配值3D09，將3D09分別存入T1CC0H、T1CC0L，即

T1CC0H=0x3D；

T1CC0L=0X09；

3.3 程序設(shè)計

在程序設(shè)計中，根據(jù)項(xiàng)目需求，兩個LED燈的變化均以1秒時間為基礎(chǔ)時間，而溢出一次的時間為0.5秒或0.2秒或0.25秒，均未達(dá)到1秒。因此需要定義一個跟溢出次數(shù)相關(guān)的變量num，初值為0。每溢出一次，num自增1，通過判斷num的值是否滿足一定條件來判斷是否到達(dá)1秒鐘。

當(dāng)匹配值為0.5秒計數(shù)值的中斷服務(wù)函數(shù)具體如下所示：

當(dāng)匹配值為0.25秒計數(shù)值的中斷服務(wù)函數(shù)具體如下所示：

T1STAT &= ～0x20； //對應(yīng)正計數(shù)/倒計數(shù)模式；如果是模模式，應(yīng)為0x01

通過上述對于三種工作模式，分別通過定時0.5秒、0.2秒、0.25秒三種情況的程序設(shè)計，均可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定時效果。

4 結(jié)束語

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)中，使用定時器能實(shí)現(xiàn)精確的定時效果。三種工作模式中模模式和正計數(shù)/倒計數(shù)模式的溢出時間相差一倍，在計算匹配值時要精確計算，并正確的存入高八位寄存器和低八位寄存器。在使用溢出次數(shù)變量時，也要準(zhǔn)確的設(shè)置判斷溢出次數(shù)是否達(dá)到定時時間的條件，才可準(zhǔn)確定時。