單片機(jī)定時(shí)器中斷原理

#include "reg51.h"

//sbit OE=P2^3;

unsigned int SystemTime;

void timer0(void) interrupt 1 using 3 //中斷部分代碼，見下文的釋疑

{

TH0 = 0xdb;

TL0 = 0xff;

// TF0 = 0;

SystemTime++;

}

void main()

{

TMOD &= 0xF0;

TMOD |= 0x01; //TMOD的值表示定時(shí)器工作方式選擇

TH0 = 0xdb; //寫入初始值,初始值可以決定定時(shí)多久

TL0 = 0xff;

//根據(jù)下文的木桶比喻的話，如果TH0 = 0x00;TL0 = 0x00；則表示從桶底開始裝水。

//TH0 = 0xdb;TL0 = 0xff;可以這樣子理解相當(dāng)于木桶里已經(jīng)有部分液鉛在里面，

//TH0和TL0這個(gè)兩個(gè)值表示木桶里液鉛的高度，即此時(shí)桶里只能從液鉛的高度以上開始裝水，

//TH0 = 0xff;TL0 = 0xff；即表示桶的最高位置.

TF0 = 0; //計(jì)數(shù)到時(shí)TF0為1,即當(dāng)TH0 = 0xff;TL0 = 0xff；再運(yùn)行一步TF0 = 1;

TR0 = 1; //開始計(jì)數(shù),從這時(shí)起，每運(yùn)行一步TH0和TL0都會(huì)增加，直到TH0 = 0xff;TL0 = 0xff；

//相當(dāng)于開水龍頭，如TR0=0則TH0和TL0不變

ET0 = 1; //允許定時(shí)器0中斷

EA=1; //開總中斷

//下面是個(gè)死循環(huán)，程序里每運(yùn)行一步TH0和TL0都會(huì)增加，當(dāng)增加到TH0 = 0xff;TL0 = 0xff；

//單片機(jī)會(huì)從死循環(huán)里退出，去執(zhí)行中斷部分的代碼，即開始運(yùn)行void timer0(void) interrupt 1 using 3{}

//運(yùn)行完中斷部分的代碼后，接著繼續(xù)執(zhí)行死循環(huán)里的代碼。

//注意：當(dāng)TH0 = 0xff;TL0 = 0xff；再運(yùn)行，TF0并沒有從0變?yōu)?，個(gè)人猜測(cè)TF0=1；時(shí)觸發(fā)了中斷，并重新被置零。

//如把ET0 = 1;和EA=1;注釋掉，當(dāng)TH0 = 0xff;TL0 = 0xff；再運(yùn)行，TF0會(huì)變?yōu)?，此時(shí)不會(huì)再執(zhí)行中斷部分代碼。

while(1)

{

if ((SystemTime0)<50) //SystemTime除以100，余數(shù)小于50為真

{

…………;

}

else

{

…………；

}

};

}

釋疑：void Timer0() interrupt 1 using 1

Timer0 是函數(shù)名,隨便取的

interrupt xx using y

跟在interrupt 后面的xx 值得是中斷號(hào)，就是說這個(gè)函數(shù)對(duì)應(yīng)第幾個(gè)中斷端口，一般在51中

0 外部中斷0

1 定時(shí)器0

2 外部中斷1

3 定時(shí)器1

4 串行中斷

實(shí)際上編譯的時(shí)候就是把你這個(gè)函數(shù)的入口地址方到這個(gè)對(duì)應(yīng)中斷的跳轉(zhuǎn)地址

using y 這個(gè)y是說這個(gè)中斷函數(shù)使用的那個(gè)寄存器組，51里面一般有4組 r0 -- r7寄存器，一共有32個(gè)，如果你的終端函數(shù)和別的程序用的不是同一個(gè)寄存器組則進(jìn)入中斷的時(shí)候就不會(huì)將寄存器組壓入堆棧返回時(shí)也不會(huì)談出來節(jié)省代碼和時(shí)間

初始值算法：定時(shí)器是當(dāng)總數(shù)達(dá)到FFFFH后產(chǎn)生中斷吧！那你要讓它計(jì)數(shù)10000，是不是用FFFF（16進(jìn)制）減去10000（十進(jìn)制）的數(shù)當(dāng)計(jì)數(shù)初值??？TH0=-(10000/256); TL0=-(10000%6)跟FFFF（16進(jìn)制）減去10000（十進(jìn)制）的數(shù)是一樣的。從TH0=-(10000/256); TL0=-(10000%6)開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到10000剛好滿。跟用FFFF（16進(jìn)制）減去10000（十進(jìn)制）的數(shù)一樣?。?！寫起來更簡單，不用算?。?！

看看原碼、補(bǔ)碼就知道。正數(shù)的補(bǔ)碼是對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)，符號(hào)位為零，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是它的絕對(duì)值對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)按位取反再加一，符號(hào)位為一。無符號(hào)數(shù)不考慮符號(hào)，那么這個(gè)結(jié)果就跟用FFFF減去它的絕對(duì)值一樣

我們學(xué)習(xí)了用指令延時(shí)閃燈，但是用指令方式閃燈有cpu不能做其他工作的缺點(diǎn)。

這一課，我們將學(xué)習(xí)如何使用定時(shí)器方式使燈閃爍。

中斷的理解。

這里將涉及到單片機(jī)中斷的應(yīng)用，在cpu的一步步按照指令運(yùn)行的過程中（主程序），可能會(huì)有其它的更緊急的需要做的事情（中斷服務(wù)程序），需要cpu暫時(shí)停止當(dāng)前的程序（主程序），做完了（中斷服務(wù)程序）之后，又可以繼續(xù)去運(yùn)行先前的程序（主程序）。就像你正在吃飯，一邊又在給水桶里放水，吃著吃著，水滿了，你就得趕快去把水龍頭關(guān)掉或者換一個(gè)空的水桶，再回來吃飯。

單片機(jī)的定時(shí)器就像是一個(gè)水桶，你讓它啟動(dòng)了，也就是水龍頭打開了；開始裝水了；定時(shí)在每個(gè)機(jī)器周期不斷自動(dòng)加1，最后溢出了；水桶的水不斷增加，最也就滿出來了；定時(shí)器溢出時(shí)，你就要去做處理了；水桶的水滿了，你也應(yīng)該處理一下了；處理完后，單片機(jī)又可以回到剛剛開停止的地方繼續(xù)運(yùn)行；水桶處理了，先前你在做什么也可以繼續(xù)去做什么了。

單片機(jī)的主程序是從0x0000開始運(yùn)行的，單片機(jī)服務(wù)程序從哪里開始運(yùn)行呢？在51里，有多個(gè)中斷服務(wù)程序入口，0號(hào)入口是外中斷0，地址在0x0003；1號(hào)入口是定時(shí)器0，在 0x000B；2號(hào)入口是外中斷1；地址在0x0013，3號(hào)入口是定時(shí)器2；地址在0x001B，等等。當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，程序就記下當(dāng)前運(yùn)行的位置，跳到對(duì)應(yīng)的中斷入口去運(yùn)行中斷服務(wù)程序，運(yùn)行完之后，又跳回到原來的位置繼續(xù)運(yùn)行。

在C51中，你不用理會(huì)中斷服務(wù)程序放在哪里，會(huì)怎么跳轉(zhuǎn)。你只要把某個(gè)函數(shù)標(biāo)識(shí)為幾號(hào)中斷服務(wù)函數(shù)就可以了。在發(fā)生了對(duì)應(yīng)的中斷時(shí)，就會(huì)自動(dòng)的運(yùn)行這個(gè)函數(shù)。

請(qǐng)看一下相關(guān)的51的硬件的書，對(duì)定時(shí)器工作的寄存器設(shè)置做進(jìn)一步的了解。也可以做完試驗(yàn)再了解，因?yàn)槔讨卸家呀?jīng)為您設(shè)置好了。

請(qǐng)看程序，主程序里的循環(huán)里是個(gè)死循環(huán)，什么也沒有做，在實(shí)際應(yīng)用中這里是放的主程序。

在定時(shí)器服務(wù)函數(shù)里，需要重新置入定時(shí)器的值，這樣才能保證每次溢出時(shí)，都是你指定的時(shí)間。這里置入的是0x0006，還需要走 0x10000-0x0006個(gè)機(jī)器周期才溢出。換成10進(jìn)制也就是每65530個(gè)機(jī)器周期中斷一次。我們仿真的晶振是22118400HZ，每12個(gè)時(shí)鐘一個(gè)機(jī)器周期。65530×12/22118400＝0.036秒。也就是差不多28HZ的閃爍頻率。

因?yàn)?1的定時(shí)器最大只有0xffff，溢出的速度很快，無法做出更久的閃爍頻率來，這一課就先觀察一下這個(gè)28HZ左右頻率。在下一課我們會(huì)用靜態(tài)變量的辦法，做一個(gè)長達(dá)1秒鐘的LED閃爍頻率。

另外，由于51從中斷發(fā)生到進(jìn)入中斷的時(shí)間不定，是3至8個(gè)機(jī)器周期，我們?cè)谶M(jìn)入了中斷后才重新置新的定時(shí)器初始值，這樣就會(huì)存在定時(shí)誤差。也就是不是精確定時(shí)，如果要精確定時(shí)，需要使用定時(shí)器自動(dòng)裝載方式，也就是在定時(shí)器溢出的同時(shí)，硬件邏輯就自動(dòng)把定時(shí)器初始值裝載進(jìn)去了，而不是在中斷服務(wù)程序里賦初始值，這樣就可以實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)，誤差只出現(xiàn)晶振的頻率上。這是下一顆的內(nèi)容。

現(xiàn)在請(qǐng)仔細(xì)研究一下程序，并編譯，進(jìn)入仿真，全速運(yùn)行，觀察運(yùn)行結(jié)果。我們可以看到P10上的LED在快速閃爍。

順便，也請(qǐng)?jiān)倬毩?xí)一下停止，單步，斷點(diǎn)等等的調(diào)試方法。

一個(gè)特殊的地方，使用DX516在單步時(shí)運(yùn)行時(shí)，可能無法進(jìn)入到中斷服務(wù)函數(shù)中。這是因?yàn)橹袛嗪瘮?shù)可能在單步處理的瞬間已經(jīng)運(yùn)行過去了。如果要單步調(diào)試中斷服務(wù)函數(shù)，請(qǐng)?jiān)谥袛喾?wù)函數(shù)內(nèi)設(shè)置斷點(diǎn)，再點(diǎn)全速。稍后就會(huì)停止在斷點(diǎn)上，就可以繼續(xù)單步運(yùn)行了。