51单片机定时器与中断
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151单片机定时器/计时器的使用步骤:1、 打开中断允许位:对IE 寄存器进行控制,IE 寄存器各位的信息如下图所示:EA : 为0时关所有中断;为1时开所有中断ET2:为0时关T2中断;为1时开T2中断,只有8032、8052、8752才有此中断 ES : 为0时关串口中断;为1时开串口中断 ET1:为0时关T1中断;为1时开T1中断 EX1:为0时关1时开 ET0:为0时关T0中断;为1时开T0中断 EX0:为0时关1时开2、 选择定时器/计时器的工作方式:定时器TMOD 格式CPU 在每个机器周期内对T0/T1检测一次,但只有在前一次检测为1和后一次检测为0时才会使计数器加1。
因此,计数器不是由外部时钟负边沿触发,而是在两次检测到负跳变存在时才进行计数的。
由于两次检测需要24个时钟脉冲,故T0/T1线上输入的0或1的持续时间不能少于一个机器周期。
通常,T0或T1输入线上的计数脉冲频率总小于100kHz 。
方式0:定时器/计时器按13位加1计数,这13位由TH 中的高8位和TL 中的低5位组成,其中TL 中的高3位弃之不用(与MCS-48兼容)。
13位计数器按加1计数器计数,计满为0时能自动向CPU 发出溢出中断请求,但要它再次计数,CPU 必须在其中断服务程序中为它重装初值。
方式1:16位加1计数器,由TH 和TL 组成,在方式1的工作情况和方式0的相同,只是计数器值是方式0的8倍。
2方式2:计数器被拆成一个8位寄存器TH 和一个8位计数器TL ,CPU 对它们初始化时必须送相同的定时初值。
当计数器启动后,TL 按8位加1计数,当它计满回零时,一方面向CPU 发送溢出中断请求,另一方面从TH 中重新获得初值并启动计数。
方式3:T0和T1工作方式不同,TH0和TL0按两个独立的8位计数器工作,T1只能按不需要中断的方式2工作。
在方式3下的TH0和TL0是有区别的:TL0可以设定为定时器/计时器或计数器模式工作,仍由TR0控制,并采用TF0作为溢出中断标志;TH0只能按定时器/计时器模式工作,它借用TR1和TF1来控制并存放溢出中断标志。
多功能数字钟(A)一、任务设计制作一个24小时制多功能数字钟。
示意图如下(仅供参考):二、要求(1)具有时间设置(小时和分钟)、闹钟时间设置、闹钟开、闹钟关功能。
(2)数字显示小时、分钟,有AM、PM指示器,闹钟就绪灯,蜂鸣器。
(3)220V供电。
#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code tab[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //共阳极数码管数字定义uint clock[2]={58,23}; //初始化时间uint alarm[2]={0,23}; //初始化闹铃时间uint i,miao,flag;sbit rd=P1^3;sbit key4=P1^4; //只有摁下这个才可以调整时间sbit key3=P1^5; //摁下这个可以切换出闹铃设置时间以便调整sbit key2=P1^6; //增加小时的个位数,开闹铃sbit key1=P1^7; //增加分钟的个位数,关闹铃sbit didi=P3^7; //闹铃接口void delay(uint t) //延时代码{uint x,y;for(x=t;x>0;x--)for(y=120;y>0;y--);}void initial() //初始化{TMOD=0x01; //T0方式1计时0.05STH0=(65536-50000)/256;//定时器T0的高四位赋值TL0=(65536-50000)%256;//定时器T0的低四位赋值EA=1; //中断允许ET0=1; //允许计数器T0中断TR0=1; //开中断,启动定时器}void timer0() interrupt 1 //定时器启动1模式{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;i++;if(i==18){i=0;miao++; //根据振荡频率计算时间增加秒if(miao==60) //如果秒=60了归为零且分钟增加一分钟{miao=0;clock[0]=clock[0]+1;if(clock[0]==60) //如果分钟为60,小时增加1{clock[0]=0;clock[1]=clock[1]+1;if(clock[1]==24) //小时为24小时制,如果24即为0{clock[1]=0;}}}}}void display(uint *p) //LED显示代码{P2=0xbf;P0=tab[*p/10];delay(2);P2=0xff;P2=0x7f;P0=tab[*p%10];delay(2);p++;delay(2);P2=0xff;P2=0xdf;P0=0xbf; //显示"-"delay(2);P2=0xff;P2=0xfb;P0=0xbf; //显示"-"delay(2);P2=0xff;if(*p<=12){P2=0xfd;P0=0x88; //如果是上午时间,从左数第二个LED显示A(AM)delay(2);}if(*p>12){P2=0xfd;P0=0x8c; //如果是下午时间,LED上显示P(PM)delay(2);}P2=0xf7;P0=tab[*p/10];delay(2);P2=0xff;P2=0xef;P0=tab[*p%10];delay(2);}void keyscan() //键盘控制时间改变的代码{if(key2==0){delay(5);if(key2==0){clock[1]=clock[1]+1;if(clock[1]==24){clock[1]=0;}}while(!key2);}if(key1==0){delay(5);if(key1==0){clock[0]=clock[0]+1;if(clock[0]==60){clock[0]=0;}}while(!key1);}display(clock); //显示时间}void alarm_control() //闹铃时间控制代码{if(key2==0) //key2摁下表示闹铃初始值小时增加1 {delay(5);if(key2==0){alarm[1]=alarm[1]+1;if(alarm[1]==24){alarm[1]=0;}}while(!key2);}if(key1==0) //key1摁下表示闹铃初始值分钟增加1{delay(5);if(key1==0){alarm[0]=alarm[0]+1;if(alarm[0]==60){alarm[0]=0;}}while(!key1);}display(alarm);P2=0xfe;P0=0x88; //LED上显示A,说明模式为闹铃模式delay(2);}void time_control() //时间控制代码,选择闹铃模式还是时间模式{if(key2==0){flag=1;}if(key1==0)flag=0;if(flag==1&&clock[0]==alarm[0]&&clock[1]==alarm[1]){while(key1){didi=0;display(alarm);P2=0xfe;P0=0x88; //LED最左端显示A,即为闹铃模式delay(2);}flag=0;didi=1;}}void main() //主函数{initial(); //初始化flag=0; //闹铃模式开,进入循环while(1){display(clock); //显示主时间if(key4==0){while(!key4){keyscan();}}if(key3==0) //切换出闹铃时间,以便于调整以及查看{while(!key3){delay(8);display(alarm); //显示闹铃时间alarm_control(); //闹铃键盘控制}}time_control();}}//flag=0为闹钟模式,flag=1为时钟模式。
51单⽚机的定时器中断⼀、中断的概念CPU在处理某⼀事件A时,发⽣了另⼀事件B请求CPU迅速去处理(中断产⽣);CPU暂时中断当前的⼯作,转去处理事件B(中断响应和中断服务);待CPU将事件B处理完毕后,再回到原来事件A中断的地⽅继续处理事件A(中断返回),这⼀过程称为中断。
⼆、中断的优先级51单⽚机⾥⼀共有5个中断源,分别是外部中断0,定时器0,外部中断1,定时器1,串⼝中断,中断优先级从⼤到⼩分别是0,1,2,3,4。
三、中断的优点1.分时操作。
CPU可以分时为多个I/O设备服务,提⾼了计算机的利⽤率;2.实时响应。
CPU能够及时处理应⽤系统的随机事件,系统的实时性⼤⼤增强;3.可靠性⾼。
CPU具有处理设备故障及掉电等突发性事件能⼒,从⽽使系统可靠性⾼。
四、定时器中断⼯作⽅式寄存器TMOD:GATE:门控位。
GATE=0时,只要⽤软件使TCON中的TR0或TR1为1,就可以启动定时/计数器⼯作;GATA=1时,要⽤软件使TR0或TR1为1,同时外部中断引脚或也为⾼电平时,才能启动定时/计数器⼯作。
即此时定时器的启动多了⼀个条件。
(默认情况下等于0不要设置)。
C/T:定时/计数模式选择位。
=0为定时模式;=1为计数模式。
M1M0:⼯作⽅式设置位。
定时/计数器有四种⼯作⽅式,由M1M0进⾏设置。
(正常情况旋⽅式1,即M1M0=01)。
中断寄存器:EA是总中断,ET0是定时器0中断,EX0是外部中断0,ET1是定时器1中断,EX1是外部中断1。
【参考资料】51单⽚机第⼆讲(定时器中断)。
基于我所了解的51单片机各种中断源的中断请求原理,我将根据深度和广度要求撰写一篇全面评估的文章,以帮助你更深入地理解这一主题。
让我们简要回顾一下51单片机中断系统的基本原理。
在51单片机中,中断请求是通过外部设备或内部事件来触发的,当中断源满足触发条件时,会向中断控制器发送中断请求信号,中断控制器会根据优先级和中断允许标志位来确定是否接受中断请求,并在合适的时机响应中断。
中断请求原理是指各种中断源触发中断请求的机制,包括外部中断、定时器中断、串口中断等。
1. 外部中断源的中断请求原理外部中断源是指外部设备通过外部中断引脚向51单片机发送中断请求信号。
当外部中断引脚检测到一个由低电平变为高电平(上升沿)或由高电平变为低电平(下降沿)的信号时,会触发外部中断请求。
这种中断请求原理适用于外部开关、传感器等外部设备向单片机发送中断信号的场景。
2. 定时器中断源的中断请求原理定时器中断源是指定时器溢出或达到设定值时向单片机发送中断请求信号。
定时器会在设定的时间间隔内不断递增计数,当计数值达到设定的溢出值时,会触发定时器中断请求。
这种中断请求原理适用于需要定时检测或定时执行任务的场景。
3. 串口中断源的中断请求原理串口中断源是指串口接收到数据或发送完成时向单片机发送中断请求信号。
当串口接收到数据或发送完成时,会触发串口中断请求。
这种中断请求原理适用于串口通信中需要实时处理数据的场景。
51单片机各种中断源的中断请求原理涵盖了外部中断、定时器中断和串口中断等多种情况。
理解和掌握这些中断请求原理,对于合理地设计中断服务程序和提高系统的实时性具有重要意义。
在个人观点和理解方面,我认为深入理解各种中断源的中断请求原理,可以帮助我们更好地设计和优化单片机系统的中断服务程序,提高系统的实时性和稳定性。
合理地利用中断请求原理,可以更好地利用单片机资源,提高系统的响应速度和效率。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求和硬件环境,灵活运用各种中断源的中断请求原理,确保系统的稳定性和可靠性。
51单片机中断原理在单片机的世界里,中断就像是一个随时待命的“紧急事务处理员”。
当单片机正在执行主程序,忙得不可开交时,突然来了一些紧急情况,比如外部设备发来的数据需要立刻处理,或者定时时间到了需要执行特定的操作,这时候中断就发挥作用了。
要理解 51 单片机的中断原理,咱们得先从几个基本概念说起。
首先是中断源。
这可以想象成是引起中断的“源头”。
在 51 单片机中,常见的中断源有外部中断 0、外部中断 1、定时器/计数器 0 溢出中断、定时器/计数器 1 溢出中断,还有串行口中断。
这些中断源就像是不同的“紧急事务”,各自有着特定的触发条件。
比如说外部中断 0 和 1,通常是由外部引脚的电平变化引起的。
当设定的引脚从高电平变为低电平(或者反过来),就会触发相应的外部中断。
定时器/计数器的溢出中断呢,则是当定时器/计数器累计到设定的值时产生的。
这就好比一个闹钟,设定的时间一到,就会响铃提醒。
串行口中断则是在串行通信过程中,出现特定的通信事件时触发。
接下来是中断允许控制寄存器 IE。
它就像是一个“总开关”,决定哪些中断源被允许响应。
如果某个中断源对应的位被设置为 1,就表示允许这个中断源产生中断;如果是 0,就表示禁止。
然后是中断优先级控制寄存器 IP。
在多个中断源同时请求中断时,中断优先级就决定了哪个中断先被处理。
优先级高的中断会先得到响应,处理完后再处理优先级低的中断。
当一个中断发生时,单片机可不是手忙脚乱地随便处理。
它有着一套严格的中断响应流程。
首先,单片机在执行主程序时,会不断检测是否有中断请求。
一旦检测到有中断请求,并且中断是被允许的,单片机会暂停当前正在执行的主程序,把当前主程序的断点地址(也就是接下来要继续执行主程序的位置)保存起来。
这就像是在一张纸上记下当前做到哪一步了,等处理完中断回来还能接着做。
然后,单片机就会跳转到相应的中断服务程序去执行。
中断服务程序就像是专门处理紧急事务的“小分队”,有着特定的任务和处理逻辑。
51单片机定时器工作方式
51单片机的定时器有两种工作方式:。
1.定时计数器模式。
单片机定时器通过定时计数器模式实现定时功能,定时器会计数,当
计数到预设值时,定时器就会触发中断或者标志位,从而实现定时功能。
单片机的定时器可以通过外部晶振或者内部时钟源提供时钟信号进行计数,计数值可以根据不同的定时需求进行设置,比如毫秒级,微秒级等精度的
定时。
2.脉冲捕获模式。
单片机定时器通过脉冲捕获模式实现测量外部事件的时间,脉冲捕获
模式可以捕获外部脉冲的高低电平信号,并将捕获到的数值存入定时器计
数器中,从而实现对脉冲的测量功能。
脉冲捕获模式主要应用于测量高速
事件的脉冲信号,比如汽车发动机的转速测量,超声波传感器的距离测量等。
51单片机中断系统详解51 单片机中断系统详解(定时器、计数器)51 单片机中断级别中断源INT0---外部中断0/P3.2 T0---定时器/计数器0 中断/P3.4 INT1---外部中断1/P3.3 T1----定时器/计数器1 中断/P3.5 TX/RX---串行口中断T2---定时器/计数器 2 中断第5 最低4 5 默认中断级别最高第2 第3 第4 序号(C 语言用) 0 1 2 3 intrrupt 0中断允许寄存器IE位序号符号位EA/0 ------ET2/1 ES ET1 EX1 ET0 EX0 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 EA---全局中允许位。
EA=1,打开全局中断控制,在此条件下,由各个中断控制位确定相应中断的打开或关闭。
EA=0,关闭全部中断。
-------,无效位。
ET2---定时器/计数器2 中断允许位。
ET2=1, 打开T2 中断。
ET2=0,关闭T2 中断。
关,。
ES---串行口中断允许位。
关,。
ES=1,打开串行口中断。
关,。
ES=0,关闭串行口中断。
关,。
ET1---定时器/计数器1 中断允许位。
关,。
ET1=1,打开T1 中断。
ET1=0,关闭T1 中断。
EX1---外部中断1 中断允许位。
EX1=1,打开外部中断1 中断。
EX1=0,关闭外部中断1 中断。
ET0---定时器/计数器0 中断允许位。
ET0=1,打开T0 中断。
EA 总中断开关,置1 为开;EX0 为外部中断0 (INT0) 开关,。
ET0 为定时器/计数器0(T0)开EX1 为外部中断1(INT1)开ET1 为定时器/计数器1(T1)开ES 为串行口(TX/RX)中断开ET2 为定时器/计数器2(T2)开ET0=0,关闭T0 中断。
EX0---外部中断0 中断允许位。
EX0=1,打开外部中断0 中断。
EX0=0,关闭外部中断0 中断。
中断优先级寄存器IP位序号位地址------PS/0 PT1/0 PX1/0 PT0/0 PX0/0 DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 -------,无效位。
例1:查询方式
ORG 0000H
AJMP START
ORG 30H
START:
MOV P1,#0FFH ;关所灯
MOV TMOD,#00000001B ;定时/计数器0工作于方式1
MOV TH0,#15H
MOV TL0,#0A0H ;即数5536
SETB TR0 ;定时/计数器0开始运行
LOOP:JBC TF0,NEXT ;如果TF0等于1,则清TF0并转NEXT处
AJMP LOOP ;不然跳转到LOOP处运行
NEXT:CPL P1.0
MOV TH0,#15H
MOV TL0,#9FH;重置定时/计数器的初值
AJMP LOOP
END AJMP LOOP
END
键入程序,看到了什么?灯在闪烁了,这可是用定时器做的,不再是主程序的循环了。
简单地分析一下程序,为什么用JBC呢?TF0是定时/计数器0的溢出标记位,当定时器产生溢出后,该位由0变1,所以查询该位就可知宇时时间是否已到。
该位为1后,要用软件将标记位清0,以便下一次定时是间到时该位由0变1,所以用了JBC指令,该指位在判1转移的同时,还将该位清0。
以上程序是能实现灯的闪烁了,可是主程序除了让灯闪烁外,还是不能做其他的事啊!不,不对,我们能在LOOP:……和AJMP LOOP指令之间插入一些指令来做其他的事情,只要保证执行这些指令的时间少于定时时间就行了。
那我们在用软件延时程序的时候不是也能用一些指令来替代DJNZ吗?是的,但是那就要求你精确计算所用指令的时间,然后再减去对应的DJNZ循环次数,很不方便,而现在只要求所用指令的时间少于定时时间就行,显然要求低了。
当然,这样的办法还是不好,所以我们常用以下的办法来实现。
程序2:用中断实现
ORG 0000H ,
AJMP START
ORG 000BH ;定时器0的中断向量地址
AJMP TIME0 ;跳转到真正的定时器程序处
ORG 30H
START:
MOV P1,#0FFH ;关所灯
MOV TMOD,#00000001B ;定时/计数器0工作于方式1
MOV TH0,#15H
MOV TL0,#0A0H ;即数5536
SETB EA ;开总中断允许
SETB ET0 ;开定时/计数器0允许
SETB TR0 ;定时/计数器0开始运行
LOOP: AJMP LOOP ;真正工作时,这里可写任意程序
TIME0: ;定时器0的中断处理程序
PUSH ACC
PUSH PSW ;将PSW和ACC推入堆栈保护
CPL P1.0
MOV TH0,#15H
MOV TL0,#0A0H ;重置定时常数
POP PSW
POP ACC
RETI
END
上面的例程中,定时时间一到,TF0由0变1,就会引发中断,CPU将自动转至000B处寻找程序并执行,由于留给定时器中断的空间只有8个字节,显然不足以写下所有有中断处理程序,所以在000B处安排一条跳转指令,转到实际处理中断的程序处,这样,中断程序能写在任意地方,也能写任意长度了。
进入定时中断后,首先要保存当前的一些状态,程序中只演示了保存存ACC和PSW,实际工作中应该根据需要将可能会改变的单元的值都推入堆栈进行保护(本程序中实际不需保存护任何值,这里只作个演示)。
上面的两个单片机程序运行后,我们发现灯的闪烁非常快,根本分辨不出来,只是视觉上感到灯有些晃动而已,为什么呢?我们能计算一下,定时器中预置的数是5536,所以每计60000个脉冲就是定时时间到,这60000个脉冲的时间是多少呢?我们的晶体震荡器是12M,所以就是60000微秒,即60毫秒,因此速度是非常快的。
如果我想实现一个1S的定时,该怎么办呢?在该晶体震荡器濒率下,最长的定时也就是65。
536个毫秒啊!上面给出一个例程。
ORG 0000H
AJMP START
ORG 000BH ;定时器0的中断向量地址
AJMP TIME0 ;跳转到真正的定时器程序处
ORG 30H
START:
MOV P1,#0FFH ;关所灯
MOV 30H,#00H ;软件计数器预清0
MOV TMOD,#00000001B ;定时/计数器0工作于方式1
MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H ;即数15536
SETB EA ;开总中断允许
SETB ET0 ;开定时/计数器0允许
SETB TR0 ;定时/计数器0开始运行
LOOP: AJMP LOOP ;真正工作时,这里可写任意程序
TIME0: ;定时器0的中断处理程序
PUSH ACC
PUSH PSW ;将PSW和ACC推入堆栈保护
INC 30H
MOV A,30H
CJNE A,#20,T_RET ;30H单元中的值到了20了吗?
T_L1: CPL P1.0 ;到了,取反P10
MOV 30H,#0 ;清软件计数器
T_RET:
MOV TH0,#15H
MOV TL0,#9FH ;重置定时常数
POP PSW
POP ACC
RETI
END
先自己分析一下,看看是怎么实现的?这里采用了软件计数器的概念,思路是这样的,先用定时/计数器0做一个50毫秒的定时器,定时是间到了以后并不是立即取反P10,而是将软件计数器中的值加1,如果软件计数器计到了20,就取反P10,并清掉软件计数器中的值,不然直接返回,这样,就变成了20次定时中断才取反一次P10,因此定时时间就延长了成了20*50即1000毫秒了。
这个思路在工程中是非常有用的,有的时候我们需要若干个定时器,可51中总共才有2个,怎么办呢?其实,只要这几个定时的时间有一定的公约数,我们就能用软件定时器加以实现,如我要实现P10口所接灯按1S每次,而P11口所接灯按2S每次闪烁,怎么实现呢?对了我们用两个计数器,一个在它计到20时,取反P10,并清零,就如上面所示,另一个计到40取反P11,然后清0,不就行了吗?这部份的程序如下ORG 0000H
AJMP START
ORG 000BH ;定时器0的中断向量地址
AJMP TIME0 ;跳转到真正的定时器程序处
ORG 30H
START:
MOV P1,#0FFH ;关所灯
MOV 30H,#00H ;软件计数器预清0
MOV TMOD,#00000001B ;定时/计数器0工作于方式1
MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H ;即数15536
SETB EA ;开总中断允许
SETB ET0 ;开定时/计数器0允许
SETB TR0 ;定时/计数器0开始运行
LOOP: AJMP LOOP ;真正工作时,这里可写任意程序
TIME0: ;定时器0的中断处理程序
PUSH ACC
PUSH PSW ;将PSW和ACC推入堆栈保护
INC 30H
INC 31H ;两个计数器都加1
MOV A,30H
CJNE A,#20,T_NEXT ;30H单元中的值到了20了吗?
T_L1: CPL P1.0 ;到了,取反P10
MOV 30H,#0 ;清软件计数器
T_NEXT:
MOV A,31H
CJNE A,#40,T_RET ;31h单元中的值到40了吗?
T_L2:
CPL P1.1
MOV 31H,#0 ;到了,取反P11,清计数器,返回
T_RET:
MOV TH0,#15H
MOV TL0,#9FH ;重置定时常数
POP PSW
POP ACC
RETI
END
您能用定时器的办法实现前面讲的流水灯吗?试试看。