参考
- 51单片机入门教程
1. 定时器
1.1 定时器定义
- 51 单片机的定时器属于单片机的内部资源，其电路的连接和运转均在单片机内部完成
- C51 单片机学习（一）：基础外设 讲的都是单片机的 IO 口控制的外设
1.2 定时器作用
- 用于计时系统，可实现软件计时，或者使程序每隔一固定时间完成一项操作
- 替代长时间的 Delay，提高 CPU 的运行效率和处理速度
- Delay() 时 CPU 干不了其它事，就会白白占用 CPU 的时间
1.3 STC89C52 定时器资源
- 定时器个数：3个（T0、T1、T2），T0 和 T1 与传统的 51 单片机兼容，T2 是此型号单片机增加的资源
注意：定时器的资源和单片机的型号是关联在一起的，不同的型号可能会有不同的定时器个数和操作方式，但一般来说，T0 和 T1 的操作方式是所有 51 单片机所共有的（T：Timer，计数器）
1.4 定时器框图
- 定时器在单片机内部就像一个小闹钟一样，根据时钟的输出信号，每隔 “一秒”，计数单元的数值就增加一，当计数单元数值增加到 “设定的闹钟提醒时间” 时，计数单元就会向中断系统发出中断申请，产生 “响铃提醒”，使程序跳转到中断服务函数中执行
- 中断系统也是 51 单片机的内部资源，中断系统是为了使 CPU 具有外界紧急事件的实时处理能力而设置
- 中断系统也是 51 单片机的内部资源，中断系统是为了使 CPU 具有外界紧急事件的实时处理能力而设置
1.5 定时器工作模式
- STC89C52 的 T0 和 T1 均有四种工作模式
- 模式 0：13 位定时器/计数器
- 模式 1：16 位定时器/计数器（常用）
- 模式 2：8 位自动重装模式
- 模式 3：两个 8 位计数器
1.6 定时器时钟
- SYSclk 系统时钟（下图左上部分）：即晶振周期，本开发板上的晶振为 12MHz
- MCU in 12T mode 进行 1MHZ 的一个分频，每隔 1us 进行一次计数，当它为最大值时就会产生一次中断
- T0 pin：单片机外部的一个接口，时钟可以由系统时钟提供也可以由外部引脚提供
- 中间是一个选择开关，C = Count(计数) ，T = Timer(计时器) ，C = 1、T = 0，如果这一位给 1 就链接到 T0 pin ，给 0 就是连接到 SYSclk
- 计数/定时系统（下图左下部分）：TL0（低字节）和 TH0（高字节），0 代表定时器 0，这是一个十六位的计数器，这两个字节计数范围 0~65535
- 计数系统的左边的时钟给了它提供了一个脉冲(方波)，每来一个脉冲它的定时器的值就会加 1，一直这样循环往复的话，当加到 65535 时，那么再下一个脉冲的时候它就会产生一个溢出，溢出时这个计数器就会到 0 的位置
- 溢出标志位：TF0，负责向中断系统申请中断请求
- TR0 控制定时器的启动是否暂停，当 TR0 = 1 时开始计数
2. 中断系统
2.1 概述
2.2 中断程序流程
2.3 STC89C52 中断资源
- 中断源个数：8 个（外部中断 0、定时器 0 中断、外部中断 1、定时器 1 中断、串口中断、定时器 2 中断、外部中断 2、外部中断 3）
- 中断优先级个数：4 个
- 中断号
注意：中断的资源和单片机的型号是关联在一起的，不同的型号可能会有不同的中断资源，例如中断源个数不同、中断优先级个数不同等等
3. 定时器和中断系统
3.1 连接框图
- 中断源：INT0（外部中断 0）、INT1（外部中断 1）、T0（定时器 0）、T1（定时器 1）、RXD 和 TXD（同属串口中断）
3.2 相关寄存器
-
寄存器是连接软硬件的媒介，在单片机中寄存器就是一段特殊的 RAM 存储器
- 一方面，寄存器可以存储和读取数据
- 另一方面，每一个寄存器背后都连接了一根导线，控制着电路的连接方式
- 单片机中两种寄存器：ROM 和 RAM
-
可位寻址/不可位寻址
- 可位寻址可以单独的对一位寄存器进行赋值：如 P2 = 1; P2_1 = 1; 都可
- 不可位寻址就是它的寄存器只能进行整体的进行赋值
3.3 寄存器配置
-
TMOD 配置
- 1.5 小节提到模式 1 最常用，则 M1 = 0，M0 = 1
- 选用 SYSclk 系统时钟，则 C/T(取反) = 0
- GATE(门控端)，GATE = 0
-
TCON 配置
- TF0 中断溢出标志位，程序中可直接先给 TF0 = 0，因为一旦 TF0 = 1 就会产生中断
- TR0 = 1 表示开始计数
- IE0 和 IT0 用来控制外部中断引脚，但 GATE 门控端 = 0，所以不用配置这两个
- TH0 = 64536/256; // 取出高 8 位
- TL0 = 64536%256; // 取出低 8 位
3.4 中断配置
- 参照 3.1 小节连接框图配置如下参数
- ET0 = 1
- EA = 1
- PT0 = 0
3.3 代码示例
1、按键控制 LED 流水灯模式
- Delay.h
#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__
void Delay(unsigned int xms);
#endif
- Delay.c
void Delay(unsigned int xms) {
unsigned char i, j;
while (xms--) {
i = 2;
j = 239;
do {
while (--j);
} while (--i);
}
}
- Key.h
#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__
unsigned char Key();
#endif
- Key.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
/**
* @brief 获取独立按键键码
* @param 无
* @retval 按下按键的键码，范围：0~4，无按键按下时返回值为0
*/
unsigned char Key() {
unsigned char KeyNumber=0;
if (P3_1 == 0) {Delay(20); while (P3_1 == 0); Delay(20); KeyNumber = 1;}
if (P3_0 == 0) {Delay(20); while (P3_0 == 0); Delay(20); KeyNumber = 2;}
if (P3_2 == 0) {Delay(20); while (P3_2 == 0); Delay(20); KeyNumber = 3;}
if (P3_3 == 0) {Delay(20); while (P3_3 == 0); Delay(20); KeyNumber = 4;}
return KeyNumber;
}
- Timer0.h
#ifndef __TIMER0_H__
#define __TIMER0_H__
void Timer0Init(void);
#endif
- Timer0.c
#include <REGX52.H>
/**
* @brief 定时器 0 初始化，1 毫秒 @12.000MHz
* @param 无
* @retval 无
*/
void Timer0Init(void) {
TMOD &= 0xF0; // 把 TMOD 低 4 位清零，高四位保持不变
TMOD |= 0x01; // 把 TMOD 最低位置零，高四位保持不变
TL0 = 0x18; // 设置定时初值，低 8 位
TH0 = 0xFC; // 设置定时初值，高 8 位
TF0 = 0; // 清除 TF0 标志
TR0 = 1; // 定时器 0 开始计时
ET0 = 1;
EA = 1;
PT0 = 0;
}
/*定时器中断函数模板
void Timer0_Routine() interrupt 1 {
static unsigned int T0Count;
TL0 = 0x18; // 设置定时初值
TH0 = 0xFC; // 设置定时初值
T0Count++;
if (T0Count >= 1000) {
T0Count = 0;
}
}
*/
- main.c
#include <REGX52.H>
#include "Timer0.h"
#include "Key.h"
#include <INTRINS.H>
unsigned char KeyNum, LEDMode;
void main() {
P2 = 0xFE;
Timer0Init();
while (1) {
KeyNum = Key(); // 获取独立按键键码
if (KeyNum) { // 如果按键按下
if (KeyNum == 1) { // 如果 K1 按键按下
LEDMode++; // 模式切换
if (LEDMode >= 2)
LEDMode = 0;
}
}
}
}
void Timer0_Routine() interrupt 1 {
static unsigned int T0Count;
TL0 = 0x18; // 设置定时初值
TH0 = 0xFC; // 设置定时初值
T0Count++; // T0Count 计次，对中断频率进行分频
if (T0Count >= 500) { // 分频 500 次，500ms
T0Count = 0;
if (LEDMode == 0) // 模式判断
P2 = _crol_(P2, 1); // LED 输出
if (LEDMode == 1)
P2 = _cror_(P2, 1);
}
}
2、 定时器时钟
- main.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "Timer0.h"
unsigned char Sec=55,Min=59,Hour=23;
void main() {
LCD_Init();
Timer0Init();
LCD_ShowString(1, 1, "Clock:"); // 上电显示静态字符串
LCD_ShowString(2, 1, " : :");
while (1) {
LCD_ShowNum(2, 1, Hour, 2); //显示时分秒
LCD_ShowNum(2, 4, Min, 2);
LCD_ShowNum(2, 7, Sec, 2);
}
}
void Timer0_Routine() interrupt 1 {
static unsigned int T0Count;
TL0 = 0x18; // 设置定时初值
TH0 = 0xFC; // 设置定时初值
T0Count++;
if (T0Count >= 1000) { // 定时器分频，1s
T0Count = 0;
Sec++; // 1 秒到，Sec 自增
if (Sec >= 60) {
Sec = 0; // 60 秒到，Sec 清 0，Min 自增
Min++;
if (Min >= 60) {
Min = 0; // 60 分钟到，Min 清 0，Hour 自增
Hour++;
if (Hour >= 24) {
Hour = 0; // 24 小时到，Hour 清 0
}
}
}
}
}
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