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定时计数器

51单片机有2个16位定时器/计数器：定时器T0（T0为P3.4）和定时器T1（T1为P3.5）

这里所说的16位是指定时/计数器内部分别有16位的计数寄存器。

当工作在定时模式时，每经过一个机器周期（约1.085us）内部的16位计数寄存器的值就会加1，当这个寄存器装满时溢出。
可以算出工作在定时模式时最高单次定时时间：65535*1.085us

当工作在计数器模式时，T0(P3.4引脚)或T1（P3.5引脚）每来一个脉冲计数寄存器加1

使用定时-计数器

（一）启动定时计数器

T0/T1的启动由控制寄存器是TCON（可位寻址）控制，如下图（IE1/IE0/IT1/IT0先不用看）

image-20210822095401344

总结：TRx用来启动定时计数器Tx，TFx用来判断什么时候溢出（Tx表示是T0还是T1）

（二）设定定时计数器的工作模式

这一步由寄存器TMOD（不可位寻址）控制

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第7位和第3位（GATE位）：置1时只有外部引脚INT1/INT0为高电平、且开启了定时计数器（TRx=1）时，定时计数器才会开始计数

第6位和第2位（C/T位）：为1时表示工作在计数模式（外部来一个脉冲就+1），为0表示工作在定时模式

M1/M0位：用于选择定时计数器是计数方式（前面说过，这是16位定时计数器，但不一定全部16位都用，可以只用其中几位），有4种方式：

M1 M0 工作方式及说明（TLx、THx分别表示Tx定时计数器【共16位】的低8位、高8位）
0 0 13位计数方式，TLx用低5位，THx的8位全用，总共13位，可以从0计数到：213−1=81912^{13}-1=8191
0 1 16位计数方式，即TLx的8位，THx的8位全部使用，计数值0~65535
1 0 8位自动重装载方式，溢出时自动将THx的值装载到TLx里面
1 1 如果是T1此时该定时计数器失效；如果是T0，这时T0的高8位TH0作为T1使用（由TR1、TF1启动、判断溢出），但只能计数到（28−1=2552^8-1=255），TL0还是自己（T0）使用（由TR0、TF0启动、判断溢出）

（三）查询定时计数器是否溢出

上面（第一点）：TFx溢出时会被硬件自动置为1， 但前提是使用了中断函数，否则可以用程序清0

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/******************************************************************
* 【程序功能】： 	定时器0工作模式1 16位定时模式，数码管动态显示0-10，秒表。	
*******************************************************************/
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

sbit DU = P2^6;//数码管段选
sbit WE = P2^7;//数码管段选

//共阴数码管段选表0-9
uchar  code tabel[]= {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F,};

void delay(uint z)
{
	uint x,y;
	for(x = z; x > 0; x--)
		for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} 

void display(uchar i)
{
	uchar bai, shi, ge;
	bai = i / 100; //236 / 100  = 2
	shi = i % 100 / 10;	//236 % 100 / 10 = 3
	ge  = i % 10;//236 % 10 =6
	
	//第一位数码管  		
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFE; //1111 1110
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[bai];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);

	//第二位数码管
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFD; //1111 1101
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[shi];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);

	//第三位数码管
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = 0XFB; //1111 1011
	WE = 0;//锁存位选数据
	
	DU = 1;//打开段选锁存器
	P0 = tabel[ge];//
	DU = 0;//锁存段选数据
	delay(5);
}

//定时器T0初始化
void T0_init()
{
	TR0 = 1;	 //启动定时器0
	TMOD = 0X01; //定时器工作模式1，16位定时器计数模式
	TH0 = 0x4b;
	TL0 = 0xfd; //定时50ms
    //0x4bfd即19453，共计数65535-19453+1 = 46083次，耗时46083*1.085us = 50 ms
}

void main()//main函数自身会循环
{	
	uchar mSec, Sec;//毫秒和秒储存变量
	T0_init();//定时器T0初始化
	while(1)
	{
		if(TF0 == 1)//判断是否溢出
		{
			TF0 = 0;//软件清零溢出标志位
			TH0 = 0x4b;
			TL0 = 0xfd; //定时50ms
			mSec++;//50ms到
			if(mSec == 20)
			{
				mSec = 0;
				Sec++;//1秒时间到
			}					
		}
		display(Sec); //数码管显示函数
		if(Sec > 10)
			Sec = 0;//秒清零 
	}	
}

方式1初值计算方法，假如定时t(单位：us)，使用T0:

则：

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TH0 = (65535 - t / 1.085) / 256
TL0 = (65535 - t / 1.085) % 256
四舍五入取整后转换为16进制

中断系统

主程序正在执行某一事件，突然发生一个紧急事件，需要中断当前正在执行的程序，去处理这一紧急事件，这就是中断

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引起CPU中断的根源，称为中断源。中断源向CPU提出的中断请求。CPU暂时中断原来的事务A，转去处理事件B。对事件B处理完毕后，再回到原来被中断的地方（即断点），称为中断返回。实现上述中断功能的部件称为中断系统（中断机构）。

51子系列存在5个中断源：
外部中断源2个

  1. INT0——由P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。

  2. INT1——由P3.3端口线引入，低电平或下降沿引起。

    这两个外部中断源标志和它们的触发方式控制位由特殊功能寄存器TCON的低4位控制

内部中断源3个

  1. T0——定时器/计数器0中断，由T0回零溢出引起。

  2. T1——定时器/计数器1中断，由T1回零溢出引起。

  3. TI/RI——串行I/O中断，串行端口完成一帧字符发送/接收后引起。

    这3个内部中断源的控制位分别锁存在特殊功能寄存器TCON和SCON中。

使用中断

如何使用中断，有3大步骤：

（一）允许产生中断

要允许产生中断首先要配置中断允许寄存器IE和XICON

(可位寻址表示每一位都已经用变量定义好了，比如第7位是EA)

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总结：要允许中断，必须先开启总中断EA=1，再开启对应模块的中断

（二）设置什么时候响应中断

什么时候响应中断由控制寄存器TCON控制

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TFx：当计数值溢出时，就会向cpu发出中断请求，然后自动进入对应的中断处理函数，然后TFx由硬件自动清0

其它IEx, ITx也差不多是这样

（三）产生中断后你要干什么——中断处理函数

中断处理函数的功能就是当产生中断后你要干什么，这个函数有格式要求，不需要主动调用，由cpu响应中断时自动调用：

格式如下：

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void 函数名() interrupt 中断入口号  //中断处理函数，加关键字interrupt和入口号0/1/2/3/4
{
    //中断处理语句
}

中断优先级：

如果有多个中断同时产生，该调用哪个中断处理函数呢，因此引出了中断优先级这个概念

中断优先级级别越高，就越先被执行

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/*
定时器0, 工作模式1, 16位定时计数
数码管动态显示0-10，每隔1秒显示一次
*/

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>

#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

sbit DU = P2^6;//数码管段选
sbit WE = P2^7;//数码管段选
sbit key_s2 = P3^0;//独立按键S2
sbit key_s3 = P3^1;//独立按键S3
uchar num;//数码管显示的值
uchar mSec, Sec;//毫秒和秒储存变量

//共阴数码管段选表0-9
uchar code SMGduan[]= {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F,};
//数码管位选码
uchar code SMGwei[] = {0xfe, 0xfd, 0xfb};

void delay(uint z)
{
	uint x,y;
	for(x = z; x > 0; x--)
		for(y = 114; y > 0 ; y--); 		
} 

void display(uchar i)
{
	static uchar wei; 		
	P0 = 0XFF;//清除断码
	WE = 1;//打开位选锁存器
	P0 = SMGwei[wei];
	WE = 0;//锁存位选数据
	switch(wei)
	{
		case 0: DU = 1; P0 = SMGduan[i / 100]; DU = 0; break;
		case 1: DU = 1; P0 = SMGduan[i % 100 / 10]; DU = 0; break;	
		case 2: DU = 1; P0 = SMGduan[i % 10]; DU = 0; break;		
	}
	wei++;
	if(wei == 3)
		wei = 0;
}
//定时器0初始化
void T0_init()
{
	EA = 1;	//打开总中断
	ET0 = 1;//打开定时器0中断
	TR0 = 1;	 //启动定时器0
	TMOD = 0X01; //定时器工作模式1，16位定时模式
	TH0 = 0xED;
	TL0 = 0xFF; //定时5ms
}

void main()    //主程序执行按键扫描
{	
	T0_init();//定时器0初始化
	while(1)
	{
		if(key_s2 == 0)//判断S2是否被按下
		{
			delay(20);//按键消抖
			if(key_s2 == 0)
			{
				if(num != 120)
				num++;
				while(!key_s2);//松手检测
			}	
		}
		if(key_s3 == 0)//判断S3是否被按下
		{
			delay(20);//按键消抖
			if(key_s3 == 0)
			{
				if(num > 0)
					num--;
				while(!key_s3);//松手检测
			}	
		}
	}	
} 

//定时器0中断处理函数
void timer0() interrupt 1                    //T0中断入口为1
{
	TH0 = 0xED;
	TL0 = 0xFF; //定时5ms
	display(num); //数码管显示s
}

更新于：2024年3月31日

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