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          關(guān)于單片機的計時器與中斷系統(tǒng)

          作者: 時間:2016-11-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          關(guān)于嵌入式,我就自己的XXX長話短說一下,說來話就長了,學(xué)過Java、JavaWebandsoon,也做過一些東西,說實話成就感還是蠻大的,但是,學(xué)過之后卻總是感覺這些東西都太淺顯了,用另一總話說來,就是感覺學(xué)這些東西,站在巨人的肩膀上,卻看不到巨人。什么東西都是封裝好的,知道怎么用就行了,說實話,確實,學(xué)這些東西壓力很小,但是總感覺不是真本事。所以生產(chǎn)實習(xí)的時候自己報的是Java,但是老是跑到嵌入式的去聽課,之前也沒聽過嵌入式的課,所以是云里霧里。Java的課也沒聽過幾節(jié),最后做東西的時候根本不知道老師叫做個什么東西。對于Java的圖形化編程我還是比較討厭的,沒什么技術(shù)含量還麻煩的要死,到最后XXX說讓我?guī)蛶兔?,說實話我是真的不會。生產(chǎn)實習(xí)的結(jié)果就是最后兩頭都沒撈著好(嵌入式寫了一些驅(qū)動,但是他們說跟他們用的接口不一樣,最后發(fā)現(xiàn)老師給的有范例,直接按照上面改就行了,搞的我跟傻X一樣,Java直接寫都不想寫,真不知道那段能兩個星期不洗澡的日子是怎么熬過來的)。我自己感覺最后的大體方向就是:底層開發(fā),包括操作系統(tǒng)什么的這一系列開發(fā),當(dāng)然,扎實的硬件、匯編、語言、算法等基礎(chǔ)是少不了的。為什么寫這些東西呢?因為在家大冬天的這么冷,手都不想伸出來寫代碼,只能學(xué)學(xué)理論,實際實踐缺少了很多,所以寫下加深印象,也為以后查資料方便(課程設(shè)計的時候我的博客真是一大寶庫啊?。?!:-),下面是以我的51單片機為例說明的)。
          下面進入正題:

          1、計時器

          下面先看一個圖:


          其中可以清楚的看到,TH0和TL0是兩個8位寄存器,這兩個寄存器組合成T0加1計數(shù)器,所以計數(shù)器為16位計數(shù)器。同理,TL1和TH1組合成了T1加1計數(shù)器。
          再看TMOD寄存器,它是一個8位寄存器,名字叫做工作方式寄存器,顯然它是控制工作方式的,看電路圖上看它有兩條灰色的線條延伸到T0和T1,即它可控制T0和T1的工作方式,也可以清楚的看到,其低四位控制T0的工作方式,高4位控制T1的工作方式。
          那么什么叫做工作方式呢?工作方式就是指開或者關(guān),芯片是工作在定時模式還是計數(shù)模式,和寄存器的使用情況。總體如下:
          GATE是門控位,GATE=0時,TCON中TR0/TR1=1時可啟動。
          GATE=1時,TCON中TR0/TR1=1,且外部中斷引腳為高電平時可啟動。

          C/T=0:定時模式。C/T=1:計數(shù)模式。

          M1M0組合使用,其值如下:

          0013位定時/計數(shù)器
          0116位定時/計數(shù)器
          108位自動重裝定時/計數(shù)器
          11T0分成兩個定時/計數(shù)器,T1停止
          關(guān)于這四種方式的使用下面再介紹。

          再看TCON寄存器,它與TMOD一樣,叫做控制寄存器,它是用于控制外部中斷啟動、申請的一系列工作的。定時器/計數(shù)器的工作要依賴于溢出中斷,在中斷處理中處理相關(guān)事件T0或者T1寄存器溢出時會申請中斷,然后再處理。比如所以如果想要使用T0計數(shù)100,那么就用16位寄存器的溢出值減去初始值,既是計數(shù)值,那么就是65536-100=65436(65536-65436=100),所以T0要首先置初始值65436。這里先介紹TCON的高4位。

          TF1:T1溢出中斷請求標(biāo)志位,T1溢出時TF1為1,相應(yīng)中斷后自動清0,也可使用軟件控制。

          TR1:T1運行控制位,TR1為1時,T1工作,TR1為0時,T1停止工作。

          TF0:T0溢出中斷請求標(biāo)志位。同理TF1。

          TR0:T0運行控制位,同理TR1。

          M1M0控制的四種工作方式如下:
          0013位計數(shù),使用了TL0的低5位和TH0的8位組成,TH0溢出置TF0中斷。
          0116位計數(shù),使用T0。同00。
          10自動重裝初值的8位計數(shù)方式。
          11T1停止,TH0和TL0分開計數(shù)。

          計時器使用步驟:
          ·對TMOD賦值,確定T1、T0的工作方式。
          ·計算初值,并將其寫入T0或者T1。
          ·對IE(IE后面再介紹)賦值,開放中斷。
          ·使TR0或者TR1置位,啟動計數(shù)。

          二、中斷

          中斷估計都知道是干啥的,這些就不啰嗦了,這里先上一幅圖:


          看這圖估計都沒心情,下面剖開來看:


          其他的先不看,先看這點圖,這是一個中斷源,其中IT0是選擇中斷的方式,IT0=1時為選擇下降沿有效,IT0=0時為低電平有效(有一個非門)。當(dāng)中斷觸發(fā)時就將IE0置1,此時,向CPU申請中斷。那么,IT0和IE0是在什么地方呢?
          還記得上面講的TCON嗎?現(xiàn)在把低四位也加進去:
          TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0
          2、




          參照1:INT0。
          3、


          TF0中斷,上面已經(jīng)介紹。
          4、


          TF1中斷,上面已經(jīng)介紹。
          5、(RI或TI中斷)


          串行口中斷請求標(biāo)志,當(dāng)串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時,置位RI或當(dāng)串行口發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)時置位TI,向CPU申請中斷。

          TCON中斷

          其中,TCON中的中斷標(biāo)志有如下幾個:
          TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0
          IT0:外部中斷0觸發(fā)方式門控位。
          ·IT0=0為下降沿有效
          ·IT0=1為負(fù)邊沿觸發(fā)
          IE0:外部中斷0中斷請求標(biāo)志位。
          IT1:外部中斷1觸發(fā)方式控制位(同IT0)。
          IE1:外部中斷1中斷請求標(biāo)志位。
          TF0:T0溢出中斷。
          TF1:T1溢出中斷。

          SCON中斷

          SCON中的中斷如下:
          TIRI
          RI:串行口接收中斷標(biāo)志位。當(dāng)允許串行口接收數(shù)據(jù)時,每接收完一個串行幀,由硬件置位RI,同樣,RI必須由軟件清除。
          TI:串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位。當(dāng)CPU將一個發(fā)送數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時,就啟動了發(fā)送過程,每發(fā)送完一個串行幀,由硬件置位TI,CPU響應(yīng)中斷時,不能自動清除TI,TI必須由軟件清除。

          下面再看上圖的下一部分:


          這部分叫做中斷允許控制,當(dāng)一個中斷發(fā)生時,必須由中斷允許控制來檢測是否允許,如果允許則轉(zhuǎn)入中斷處理,否則不處理。
          先看右邊的EA,這個是總的中斷允許控制位,CPU想要處理中斷,必須開此中斷允許。
          再看左邊:
          其中各個中斷允許控制如下:
          ·EX0:外部中斷0允許位
          ·ET0:T0中斷允許位
          ·EX1:外部中斷1允許位
          ·ET1:T1中斷允許位
          ·ES:串行口中斷允許位
          其中,這幾個位都是由中斷允許寄存器IE控制的,IE寄存器具體如下:
          EAESET1EX1ET0EX0

          很明了,中斷響應(yīng)條件如下:
          1、有中斷請求
          2、中斷源中斷允許位為1
          3、CPU開中斷(EA=1)

          其中,8051有兩個中斷優(yōu)先級,可以實現(xiàn)二級中斷嵌套。每個中斷源的中斷優(yōu)先級都是由中斷優(yōu)先級寄存器IP中的相應(yīng)位的狀態(tài)來規(guī)定的。
          IP寄存器如下:


          PT2PSPT1PX1PT0PX0
          PX0:外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位,當(dāng)將其設(shè)置為1時中斷優(yōu)先級較高。
          可以按照上圖以此類推。
          (這里,PT2是80C52的中斷,不介紹)
          優(yōu)先級高的中斷可以打斷優(yōu)先級低的中斷而先執(zhí)行,實現(xiàn)中斷嵌套。那么同一優(yōu)先級之間不能打斷,如果多個同優(yōu)先級中斷同時申請,則按照自然優(yōu)先級順序執(zhí)行中斷,自然優(yōu)先級如下:
          中斷源中斷標(biāo)志中斷服務(wù)程序入口優(yōu)先級順序
          外部中斷0IE00003H
          T0TF0000BH
          外部中斷1IE10013H
          T1TF1001BH
          串行口中斷RI或者TI0023H

          中斷使用方法如下所示:
          函數(shù)名interruptxusingy
          例如:voidfun()interrupt0using1
          那么,這里的x代表的是何種中斷具體如下:
          0:代表外部中斷0
          1:定時/計數(shù)器0
          2:外部中斷1
          3:定時/計數(shù)器1
          4:串行口中斷
          這里y代表寄存器組,可取0~7,也可以不寫。
          例如,外部中斷0可以寫:
          interrupt0using1
          外部中斷1可寫
          interrupt2using1


          下面看一個使用定時器和中斷的數(shù)字時鐘的例子:

          #include

          #defineucharunsignedchar

          ucharsecond=1; //秒,全局變量
          ucharcount=0; //中斷次數(shù)
          ucharcodetab[10]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xe7};

          voidDelay(inta){ //延遲
          inti;
          while(a--){
          for(i=0;i<148;i++);
          }
          }

          //次函數(shù)表明使用的是定時器,定時為50ms
          voidTime0_Init()
          {
          TMOD=0x01;
          //TMOD為00000001 表明定時器處于定時模式,
          //且為16位定時器,GATE=0,配合下面TR0=1,則啟動寄存器
          TH0=0x4c;
          //設(shè)定初值,即設(shè)定定時時間
          TL0=0x00;
          //設(shè)定初值,即設(shè)定定時時間
          IE =0x82;
          //0x82二進制為10000010,即RA=1,ET0=1,
          //設(shè)定允許響應(yīng)總中斷和T0中斷
          TR0=1;
          //設(shè)置TCON中TR0=1,允許T0工作
          }

          voidTime0_Int()interrupt1 //中斷處理
          {
          TH0=0x4c;
          //重新設(shè)定初值
          TL0=0x00;
          count++;
          if(count==20){
          count=0;
          second++;
          //時間秒數(shù)加1
          }
          }

          ucharkeyscan(){//4×4鍵盤掃描檢測
          ucharhang[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};
          uchartemp;
          inti,j;
          for(i=0;i<4;i++){
          P1=hang[i];
          temp=0x10;
          for(j=0;j<4;j++){
          if(!(temp&P1)){
          returni*4+j;
          }
          temp<<=1;
          }
          }
          return0;
          }

          ucharshow_hour(ucharh){ //顯示小時
          ucharx=h/24;
          uchary=h$;
          P2=0;
          P0=tab[y/10]-0x80;
          Delay(1);
          P2=1;
          P0=tab[y];
          returnx;
          }

          ucharshow_minute(ucharm){ //顯示分鐘
          ucharx=m/60;
          uchary=m`;
          P2=3;
          P0=tab[y/10]-0x80;
          Delay(1);
          P2=4;
          P0=tab[y];
          returnx;
          }

          ucharshow_second(uchars){ //顯示秒
          ucharx=s/60;
          uchary=s`;
          P2=6;
          P0=tab[y/10]-0x80;
          Delay(1);
          P2=7;
          P0=tab[y];
          returnx;
          }

          voidmain()
          {
          ucharhour=1,minute=1;
          ucharh,m,s;
          uchark,mk=0;
          Time0_Init();
          while(1){
          Delay(1);
          if(mk==0){
          s=show_second(second);
          second%=60;
          mk++;
          }
          elseif(mk==1){
          minute+=s;
          m=show_minute(minute);
          minute%=60;
          mk++;
          }else{
          hour+=m;
          h=show_hour(hour);
          hour%=24;
          mk++;
          mk=mk%3;
          }
          k=keyscan();//檢測按鍵
          if(12==k||13==k||14==k){
          Delay(50);
          k=keyscan(); //軟件消抖
          if(12==k||13==k||14==k){
          if(12==k)hour++;
          elseif(13==k)minute++;
          elseif(14==k)second++;
          }
          }
          }
          }



          關(guān)鍵詞: 單片機計時器中斷系

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