51单片机入门_江协科技_17~18_OB记录的笔记

17. 定时器

  • 17.1.
    定时器介绍：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，无需占用CPU外围IO接口；

    定时器作用：
    （1）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；
    （2）替代长时间的Delay，提高CPU的运行效率和处理速度，因为delay程序占用CPU资源，同时导致CPU无法处理外部诸如按键的操作；
    （…）

  • 17.2. STC89C52 定时器相关扩展阅读：STC89C52的介绍手册
    官方链接地址： https://www.stcmcu.com/datasheet/stc/STC-AD-PDF/STC89C51RC-RD+_GUIDE-CHINESE.pdf

  • 17.3. 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

  • 17.4. 51单片机定时器内部工作原理
    •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
    在这里插入图片描述

  • 17.5. 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
    •工作模式1框图：
    在这里插入图片描述

    •SYSclk：系统时钟，即晶振周期，本开发板上的晶振为12MHz

  • 17.6. 中断系统

    • 中断系统是为使CPU具有对外界紧急事件的实时处理能力而设置的。
    • 当中央处理机CPU正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件请求，要求CPU暂停当前的工作，转而去处理这个紧急事件，处理完以后，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作，这样的过程称为中断。实现这种功能的部件称为中断系统，请示CPU中断的请求源称为中断源。微型机的中断系统一般允许多个中断源，当几个中断源同时向CPU请求中断，要求为它服务的时候，这就存在CPU优先响应哪一个中断源请求的问题。通常根据中断源的轻重缓急排队，优先处理最紧急事件的中断请求源，即规定每一个中断源有一个优先级别。CPU总是先响应优先级别最高的中断请求。
    • 当CPU正在处理一个中断源请求的时候(执行相应的中断服务程序)，发生了另外一个优先级比它还高的中断源请求。如果CPU能够暂停对原来中断源的服务程序，转而去处理优先级更高的中断请求源，处理完以后，再回到原低级中断服务程序，这样的过程称为中断嵌套。这样的中断系统称为多级中断系统，没有中断嵌套功能的中断系统称为单级中断系统。

  • 17.7. 中断程序流程：
    在这里插入图片描述

  • 17.8. 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：
    在这里插入图片描述

•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

  • 17.9. 定时器和中断系统；
    在这里插入图片描述

  • 17.10. 定时器相关寄存器：

在这里插入图片描述

18. 按键控制LED流水灯模式&定时器时钟

  • 18.1. 计时器子函数与中断子函数测试程序：
#include <REGX52.h>

void TimerR0_Init() //定时器初始化子函数
{
	//TMOD=0x01; //0000 0001;如果同时使用T0与T1则此TMOD赋值方式有问题
	//TMOD=TMOD&0xf0;//把TMOD低4位清0，高4位不变；与清0；
	//TMOD=TMOD|0x01;//把TMOD最低位置1，高4位不变；或置1；
	TMOD&=0xf0;//上述简写
	TMOD|=0x01;//上述简写
	TF0=0;
	TR0=1;
	TH0=64535/256; //高8位数值,从64535到65535需要1000us，超出65535后溢出
	TL0=64535%256; //低8位数值
	ET0=1;
	EA=1;
	PT0=0;
}

void main() //主程序
{
	TimerR0_Init();
	while(1)
	{
		
	}
	
}

unsigned int T0_Count;
void TimerR0_Routine() interrupt 1 //中断子函数
{
	TH0=64535/256; //重新赋予初值，防止从0开始计数
	TL0=64535%256; //重新赋予初值，防止从0开始计数	
	T0_Count++;
	if(T0_Count>=1000)
	{
		T0_Count=0;
		P2_0=~P2_0;
	}
}
  • 18.2. STC-ISP中定时器的相关配置
    上述程序与STC-ISP中的示例定时器计算器中的程序有1us的差距，同时需要注意STC-ISP中的软件的配置：
    在这里插入图片描述

此时的C代码为：

void Timer0_Init(void)		//1毫秒@12.000MHz
{
	//AUXR &= 0x7F;			//定时器时钟12T模式，新版本问题此语句删除
	TMOD &= 0xF0;			//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;			//设置定时器模式
	TL0 = 0x18;				//设置定时初始值 计算后与64535%256=17不同；
	TH0 = 0xFC;				//设置定时初始值 计算后与64535/256相同； 
	TF0 = 0;				//清除TF0标志
	TR0 = 1;				//定时器0开始计时
}
  • 18.3. 示例18.1中的程序更新后如下：
#include <REGX52.h>

void TimerR0_Init() //定时器0初始化子函数
{
	
	TMOD&=0xf0;//上述简写
	TMOD|=0x01;//上述简写
	TF0=0;
	TR0=1;
	TH0=0xfc; //高8位数值,从64535到65535需要1000us，超出65535后溢出
	TL0=0x18; //低8位数值
	ET0=1;
	EA=1;
	PT0=0;
}

void main() //主程序
{
	TimerR0_Init();
	while(1)
	{
		
	}
	
}

unsigned int T0_Count;
void TimerR0_Routine() interrupt 1 //中断子函数
{
	TH0=64535/256; //重新赋予初值，防止从0开始计数
	TL0=64535%256; //重新赋予初值，防止从0开始计数	
	T0_Count++;
	if(T0_Count>=1000)
	{
		T0_Count=0;
		P2_0=~P2_0;
	}
}
  • 18.4. 定时器函数模块化（模块化定时器的初始化程序）
  • TimeR0.c
#include <REGX52.H>
/**
  * @brief 定时器初始化子函数，1ms，12MHz
  * @param 无
  * @retval 无
  */


void TimeR0_Init() //定时器初始化子函数
{
	//AUXR &= 0x7F;			//定时器时钟12T模式
	TMOD &= 0xF0;			//设置定时器模式
	TMOD |= 0x01;			//设置定时器模式
	TL0 = 0x18;				//设置定时初始值
	TH0 = 0xFC;				//设置定时初始值
	TF0 = 0;				//清除TF0标志
	TR0 = 1;				//定时器0开始计时
	ET0=1;
	EA=1;  //
	PT0=0; //中断优先级
}

//以下程序全部注释方便后续调用，定时器中断函数模板
//
//void TimeR0_Routine() interrupt 1 //中断子函数
//{
//	static unsigned int T0Count //设置静态子函数用T0Count，防止T0Count丢失
//	TL0=0x18;				//设置定时初始值
//	TH0=0xFC;				//设置定时初始值
//	T0Count++;
//	if(T0Count>=1000)
//	{
//		T0Count=0;
//		
//	}
//}
  • TimeR0.h
#ifndef _TIMER0_H_ 
#define _TIMER0_H_  

void TimeR0_Init();

#endif
  • 18.5. 4个独立按键的模块化程序：
  • Four_Key.c
#include <REGX52.h>
#include "delay_xms.h"
/**
  * @brief 4个独立按键按下判断程序，按键松手返回KeyNum
  * @param 无
  * @retval KeyNum 的返回值，0~4，无按键按下时返回值为0
  */



unsigned char Four_Key()
{
	unsigned char KeyNum=0;
	
		if(P3_1==0){delay_xms(20);while(P3_1==0);delay_xms(20);KeyNum=1;}
		if(P3_0==0){delay_xms(20);while(P3_0==0);delay_xms(20);KeyNum=2;}
		if(P3_2==0){delay_xms(20);while(P3_2==0);delay_xms(20);KeyNum=3;}
		if(P3_3==0){delay_xms(20);while(P3_3==0);delay_xms(20);KeyNum=4;}
	
	return KeyNum;
}
  • Four_Key.h
#ifndef __H_ 
#define __H_  

 unsigned char Four_Key();

#endif
  • 针对建立好的模块化程序进行简单测试，按下相应按键，P2的相应的LED灯亮起；
#include <REGX52.h>
#include "TimeR0.h"
#include "Four_Key.h"

unsigned char keynum;
void main() //主程序
{
	TimeR0_Init();
	
	while(1)
	{
		keynum=Four_Key();
		if(keynum)
		{
		if (keynum==1){P2_0=!P2_0;}
		if (keynum==2){P2_1=!P2_1;}
		if (keynum==3){P2_2=!P2_2;}
		if (keynum==4){P2_3=!P2_3;}		
	    }
	}
	
}


void TimerR0_Routine() interrupt 1 //中断子函数
{
	static unsigned int T0Count; //设置静态子函数用T0Count，防止T0Count丢失
	TL0=0x18;				//设置定时初始值
	TH0=0xFC;				//设置定时初始值
	T0Count++;
	if(T0Count>=1000)
	{
		T0Count=0;
		
	}
}

  • 测试程序Proteus中测试没有问题，按键按一下相应LED灯亮起，再按一下熄灭；同时测试了独立按键检测程序和中断函数模块程序没有问题。
    在这里插入图片描述

  • 18.6. LED流水灯控制的实现

  • 通过包含 INTRINS.h的函数库中的_cror_与_crol_循环左移与循环右移函数来实现；

#include <REGX52.h>
#include "TimeR0.h"
#include "Four_Key.h"
#include <INTRINS.h>

unsigned char keynum,LED_Mode; //增加LED_Mode变量控制LED灯模式

void main() //主程序
{
	TimeR0_Init();
	P2=0xfe; //P2口LED灯赋予初始值，保证至少1个LED灯亮起；
	while(1)
	{
		keynum=Four_Key();
		if(keynum)
		{
			if (keynum==1) //当S1按下松开后
			{
				LED_Mode++; //LED_Mode数值自动更新
			if (LED_Mode>=2) 
				LED_Mode=0;
			
			}
		}
	}
	
}


void TimerR0_Routine() interrupt 1 //中断子函数
{
	static unsigned int T0Count; //设置静态子函数用T0Count，防止T0Count丢失
	TL0=0x18;				//设置定时初始值
	TH0=0xFC;				//设置定时初始值
	T0Count++;
	if(T0Count>=500)
	{
		T0Count=0;
		if (LED_Mode==0)
			P2=_crol_(P2,1);//通过_crol_(P2,1)函数控制LED左移
		if (LED_Mode==1)
			P2=_cror_(P2,1);//通过_cror_(P2,1)函数控制LED右移
	}
}
  • 18.7. 通过LCD1602来制作一个定时器时钟程序
  • 定时器时钟程序如下：
#include <REGX52.h>
#include "LCD1602.h"
#include "TimeR0.h"

unsigned char sec=55,min=59,hour=23;
void main()
{
	TimeR0_Init();
	LCD_Init();
	LCD_ShowString(1,1,"Clock:");//1行1列显示Clock：
	LCD_ShowString(2,1,"  :  :");//2行中需要显示的分割冒号
	while(1)
	{
		
		LCD_ShowNum(2,7,sec,2);//秒显示
		LCD_ShowNum(2,4,min,2);//分钟显示
		LCD_ShowNum(2,1,hour,2);//小时显示
		
	}
	
}

void TimeR0_Routine() interrupt 1 //中断子函数
{
	static unsigned int T0Count; //设置静态子函数用T0Count，防止T0Count丢失
	TL0=0x18;				//设置定时初始值
	TH0=0xfc;				//设置定时初始值
	T0Count++;
	if(T0Count>=1000)
	{
		T0Count=0;
		sec++;
		if(sec>=60)
		{
			sec=0;
			min++;
			if(min>=60)
			{
				min=0;
				hour++;
				if(hour>=24)
				{
					hour=0;
				}
			}
		}
	}
		
	
}

  • proteus测试结果没问题；
    在这里插入图片描述

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