入门51单片机(STC8952RC)定时器、有关中断原理简述、寄存器设置与程序示例(包括流水灯和计时器)

目录

1.单片机之定时器

1.1 STC89C52RC定时器模式1工作流程

1.1.1 计数部分

1.1.2 时钟部分

1.1.3 中断部分

1.2 定时器T0、T1相关寄存器

 1.2.1 TCOM寄存器

1.2.2 TMOD寄存器

1.3 定时器与中断相关主要寄存器

1.3.1  IE中断使能寄存器:

1.3.2 IP中断优先级控制寄存器:

2.定时器及中断寄存器初始化与函数通用示例

2.1 T0定时器模式1初始化设置(T1类似)

2.1.1 手动编写初始化函数

2.1.2 利用stc-isp完成初始化函数

2.2 中断相关子函数定义示例 

2.3 LED间隔1s闪烁示例程序代码(STC89C52RC)

 3 定时器中断实验程序

3.1 独立按键调节500ms流水灯

3.2基于定时器中断模块化实现计时器


1.单片机之定时器

        定时器(也可以通过 C/\overline{T} = 0  变成计数器)首先是单片机中内部资源而不是外设,定时器用于在一段时间(根据时钟脉冲进行计数)后向系统发送中断,随后可以基于中断完成一系列操作,例如实功能的‘并发’。有以传统8051为代表的共性,也有不同特性,具体得参考单片机手册。

         STC89C52RC单片机有3个定时器T1,T0,T2,其中T0,T1与传统8051完全兼容。T0有四种模式:模式0~模式3;T1定时器有三种模式:模式0~模式3。常用模式1(16位定时器/计数器)

  •   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
  • 1.1 STC89C52RC定时器模式1工作流程

    以计数器0(T0)为例,T1下的寄存器与结构一样的。

    图1. T0模式1工作流程

    1.1.1 计数部分

            GATE能控制是否让外部INT0与TR0一起决定是否允许计数,还是让TR0单独决定(此时GATE=0)是否允许计数(是:TR0=1)。

            T0计数的寄存器分为高位TH0和低位TL0,范围0000~FFFF,当脉冲再次到达计数再加一,溢出1到TF0,随即发送中断

    1.1.2 时钟部分

             C/\overline{T} = 0 ,T0对系统时钟周期计数,当时钟(SYSclk)周期为12MHZ,分频12后为1MHZ,即1微妙计数一次,定时模式(实际STC89c52RC系统时钟为11.0592MHZ,分频12后,1.0815487778498微秒计数一次,那要计时1ms也就是计数924.6次)。

            由于计数器能存储 65535 即 65535微秒,我们如果设计数寄存器初值64535,那等到65535差值1000,即过了1000微秒相当于1ms

            C/\overline{T}= 1,从P3_4输入的周期计数,相当于计算该口输入脉冲,即计数模式。

    1.1.3 中断部分

            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CPU正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件请求(例如当定时器计满溢出时),向cpu发送中断,希望cpu停下正在进行的工作(例如闪烁led),来完成其他操作(例如扫描按键)。当有多个中断,可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。

            图2. STC8952RC中断结构(接图1 TF0)

    1.2 定时器T0、T1相关寄存器

            T0与T1计数的寄存器都分为高位TH和TL,TCON与TMOD中,分为T0定时器和T1定时器,以T0为例。

     1.2.1 TCOM寄存器

     TF0:T0定时器溢出标志,当计数寄存器最高位溢出置1并发送中断,直到CPU响应中断置0

    TR0:T0定时器运行控制位,单独决定或通过GATE与\overline{INT0}共同决定是否允许进行计数

    IE0:外部中断请求位,同时也是\overline{INT0}位。

    IT0:外部中断控制位

    1.2.2 TMOD寄存器

     GATE:决定是否让\overline{INT0}与TR0一起决策,置1就是让。

    C/\overline{T}:置0为使用芯片时钟,定时器;置1为使用外输入频率为计数器。

    (M1,M0)B=(模式几)D:(0,1)为(模式1)。

    1.3 定时器与中断相关主要寄存器

    1.3.1  IE中断使能寄存器:

    EA = 0,屏蔽任何中断申请,EA =1,允许接受中断

    EX0:EX0 = 1 允许外部中断0发送中断申请

    ET0:ET0 = 1 允许T0发送中断申请

    1.3.2 IP中断优先级控制寄存器:

            对于STC89C52RC有4个优先级,所以还有IPH寄存器(里面含PX0H为)与IP配合使用 ,但如果只设置IP(IPH置零,其中自然PX0H也为0),则只有2个优先级,与传统8051单片机完全兼容。 

             我们主要关注IEIPTCNO定时器中断控制寄存器(这是经典8051单片机中断结构涉及寄存器,因为结构较简单,完全兼容于后续版本)。8051单片机有5个中断源,分别是2个外部中断源、2个定时器/计数器中断源和1个串行通信口中断源。STC8952RC 中8个断源。【1】

    2.定时器及中断寄存器初始化与函数通用示例

    2.1 T0定时器模式1初始化设置(T1类似)

    2.1.1 手动编写初始化函数

    void Timer0Init()
    {
    	TMOD = TMOD&0xff00;//前四位为T1,为了不影响T1我们仅将后四位置零
    	TMOD = TMOD|0x01; //后四位(GATE,c/t反,M1,M0)设为(0001)=> 0x01,选则为模式1
    	TH0 = 64535/256; 
        TL0 = 64535%256;
    	TF0 = 0;
    	TR0 = 1;
    	
        //T0定时器中断相关寄存器初始化
    	EA = 1;
        ET0 = 1;
        PT0 = 0;
    }

    2.1.2 利用stc-isp完成初始化函数

    void Timer0_Init(void)		//1毫秒@12.000MHz
    {
    	//AUXR &= 0x7F;			//定时器时钟12T模式
        //AUXR在新系列有这个,对于STCC8952系列没有,所以不用这行代码
    	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
    
        //下面对于中断寄存器初始化三行代码为自己编写
        EA = 1;
        ET0 = 1;
        PT0 = 0;
    }
    

    2.2 中断相关子函数定义示例 

             当中断发生,程序从nain当前位置跳到下列的子函数,执行完后回到主程序main继续执行。Int0_Routine()    interupt();为T0定时器计数溢出发出中断后跳转执行的子函数。

    //T0定时器中断相关寄存器初始化
    {
        EA = 1;
        ET0 = 1;
        PT0 = 0;
    }
    unsigned int T0Count = 0; //自定义的全局变量
    
    void Timer0_Routine(void) interrupt 1 {
        //确保下一次计数是从64535开始,能保证每发送一次中断时间为1微秒
        TH0 = 64535/256; //也可以使用STC-ISP通过的定时器设置 TH0 = 0xFC;TL0=0x18;
        TL0 = 64535%256;
        T0Count++;//自定义的全局变量,用于计数中断次数,每次1ms,1000次为1s
        if(T0Count == 1000)
        {
            //重新定时1s
            T0Count = 0;
            //中断后要执行的内容
           
        }
    
    }

    2.3 LED间隔1s闪烁示例程序代码(STC89C52RC)

    #include <REGX52.H>
    
    
    void Timer0_Init(void)		//1毫秒@12.000MHz
    {
    	//AUXR &= 0x7F;			//定时器时钟12T模式
        //AUXR在新系列有这个,对于STCC8952系列没有,所以不用这行代码
    	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
    
        //下面对于中断寄存器初始化三行代码为自己编写
        EA = 1;
        ET0 = 1;
        PT0 = 0;
    }
    
    
    int main()
    {
    	Timer0_Init();
    	while(1)
    	{
    		
    	}
    }
    
    
    void Timer0_Routine(void) interrupt 1 {
        //将TBCount从全局变量改为静态变量,严谨一点,静态局部只能初始化一次
        static unsigned int T0Count = 0; 
    
        //确保下一次计数是从64535开始,能保证每发送一次中断时间为1微秒
        TH0 =  0xFC; //也可以使用STC-ISP通过的定时器设置 TH0 = 0xFC;TL0=0x18;
        TL0 =  0x18;
        T0Count++;//自定义的全局变量,用于计数中断次数,每次1ms,1000次为1s
        if(T0Count == 1000)
        {
            //重新定时1s
            T0Count = 0;
            //中断后要执行的内容
            P2_0 = ~P2_0; //以1s为间隔闪烁一号lED;
        }
    
    }

     3 定时器中断实验程序

    3.1 独立按键调节500ms流水灯

            LED以500ms间隔向左或向右流水,向左向右通过按键1控制

    #include <REGX52.H>
    #include <INTRINS.H>
    /*建议使用模块化编程,将Delay1ms()、getKeyNum()、Timer0_Init()分开编写,在主函数
    main()用头文件.H去引用*/
    unsigned char KeyNum,LEDModel; //按键返回值,led流水方向
    
    void Delay1ms(unsigned char xms);//可用于按键消抖
    
    unsigned char getKeyNum();//检测按键按下并返回值
    
    void Timer0_Init(void);//T0定时器模式1初始化
    
    
    void main()
    {
    	P2=0xFE;
    	Timer0_Init();
    	while(1)
    	{
    		KeyNum = getKeyNum();
    		if(KeyNum!=0)
    		{
    			if(KeyNum == 1)
    			{
    				LEDModel++;
    				if(LEDModel > 1)
    					LEDModel = 0;
    			}
    		}
    	}
    }
    /*中断响应函数,实现每500毫秒检测按键控制模式状态1还是0,*/
    void Timer0_Routine() interrupt 1 {
    	static unsigned int T0Count = 0;
    	T0Count++;
    	TH0 = 0xfc;
    	TL0 = 0x18;
    	
    	if(T0Count >= 500)
    	{
    		T0Count=0;
    		if(LEDModel == 1)
    			P2 = _crol_(P2,1);//_crol_()循环左移,在头文件INTRINS.H中
    		if(LEDModel == 0)
    			P2 = _cror_(P2,1);
    	}
    }
    
    void Timer0_Init(void)		
    {
    	TMOD &= 0xF0;			
    	TMOD |= 0x01;			
    	TL0 = 0x18;				
    	TH0 = 0xFC;				
    	TF0 = 0;				
    	TR0 = 1;				
    
        EA = 1;
        ET0 = 1;
        PT0 = 0;
    }
    
    /*
    返回哪个按键按下了
    Delay1ms(10);while(P3_1==0);Delay1ms(10);实现消抖
    */
    unsigned char getKeyNum() {
    	unsigned char keynum = 0;
    	if(P3_1==0){ Delay1ms(10);while(P3_1==0);Delay1ms(10);keynum=1;}
    	if(P3_0==0){ Delay1ms(10);while(P3_0==0);Delay1ms(10);keynum=2;}
    	if(P3_2==0){ Delay1ms(10);while(P3_2==0);Delay1ms(10);keynum=3;}
    	if(P3_3==0){ Delay1ms(10);while(P3_3==0);Delay1ms(10);keynum=4;}
    	return keynum;
    }
    
    /*1ms循环xms次*/
    void Delay1ms(unsigned char xms)		//@12.000MHz
    {
    	while(xms--)
    	{
    			unsigned char i, j;
    
    	i = 2;
    	j = 239;
    	do
    	{
    		while (--j);
    	} while (--i);
    	}
    }
    

    3.2基于定时器中断模块化实现计时器

    #include <REGX52.H>
    #include <INTRINS.H>
    #include "LCD1602.H"
    #include "Delay1ms.h"//本实验没用到
    #include "Timer0_Init.h"
    
    //时分秒
    unsigned int h,m,s;
    void main()
    {
    
    	Timer0_Init();
    	LCD_Init();
        //在LCD1602上显示00:00:00
    	LCD_ShowNum(1,1,h,2);
    	LCD_ShowString(1,3,":");
    	LCD_ShowNum(1,4,m,2);
    	LCD_ShowString(1,6,":");
    	LCD_ShowNum(1,7,s,2);
    	while(1)
    	{
    		
    	}
    }
    
    void Timer0_Routine() interrupt 1 {
    	static unsigned int T0Count = 0;
    	T0Count++;
    	TH0 = 0xfc;
    	TL0 =	0x18;
        //当1s后
    	if(T0Count >= 1000)
    	{
    		T0Count = 0;
    		s++;
    		if(s==60)
    		{
    			s=0;m++;
    		}
    		if(m==60)
    		{
    			m=0;h++;
    		}
    		LCD_ShowNum(1,1,h,2);
    		LCD_ShowNum(1,4,m,2);
    		LCD_ShowNum(1,7,s,2);
    	}
    }
    

     图. 模块化项目文件目录

    【1】51单片机——中断系统结构_胡豆24的博客-CSDN博客_单片机中断原理图

    LCD1602.H文件及源码为B站江科大自化协提供:软件安装包、开发板资料、课件及程序源码百度网盘链接:https://pan.baidu.com/s/1vDTN2o8ffvczzNQGfyjHng 提取码:gdzf,链接里压缩包的解压密码:51 ,如果打不开请复制链接到浏览器再打开

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