定时器中断

背景:使用动态数码管读取光电传感器的值并且显示,因此要使用到定时器,每隔一个阶段进行一次检测并进行中断。

51单片机里的关于中断的寄存器如下:

IE – 中断允许控制寄存器
IP – 中断优先级控制寄存器
TMOD – 定时器工作方式寄存器
TCON – 定时器控制寄存器
SCON – 串口控制寄存器
THx/TLx – 定时器初值寄存器

在定时器中断中,需要设置的有TMOD、THx/TLx、TCON、IE。 

1、中断允许控制寄存器 IE

该寄存器的主要功能是控制中断的开启与关闭,共7个有效位,包含一个全局中断控制位和6个中断源的控制位。

EA 全局中断允许位,当此位是1时中断可用。(重要)
ET2 定时器/计数器2中断允许位
ES 串口中断允许位
ET1 定时器/计数器1中断允许位
EX1 外部中断1允许位
ET0 定时器/计数器0中断允许位 (重要)
EX0 外部中断0允许位
要使用定时器中断,需要将IE寄存器中的EA位设置为1,以及需要将ETx(x = 0,1,2)设置为1
 

2、 定时器工作方式寄存器 TMOD

该寄存器的主要功能是设置定时器/计数器中断的工作方式。

定时器中断_第1张图片 说明:
GATE 定时器/计数器的开关控制选项。常将该位置0,即定时器/计数器的开关控制仅由TCON寄存器中的TRx(x = 0,1)控制。(见2.2.3的TRx)
C/T 定时器模式和计数器模式选择位,将该位置0则为定时器模式。
M1M0 设置定时器/计数器工作方式,常将该两位设置为0 1,

定时器中断_第2张图片

即定时器常见的工作方式为0x01,即00000001,GATE为0(开),C/T为0(定时器模式),M1M2为01(16为计数)

3、定时器控制寄存器 TCON

该寄存器用于控制中断,如控制定时器的启动,停止、判断定时器的溢出和中断情况。

 TF1 定时器1溢出标志位
TR1 定时器1运行控制位,将该位置1时启动定时器1
TF0 定时器0溢出标志位
TR0 定时器0运行控制位,将该位置1时启动定时器0 
IE1 外部中断1请求标志
IT1 外部中断1触发方式选择位
IE0 外部中断0请求标志
IT0 外部中断0触发方式选择位

主要是设置运行控制位(TR1,0)其次是选择中断方式

若选择的是定时器1则TR1=1,若选择的是定时器0则TR0=0。

 4、定时器初值寄存器 THx/TLx

以定时器T0为例,其的工作原理是,每当晶振产生一次脉冲,就将该寄存器TL0加一,当TL0加满溢出后,将TL0清空,TH0加一,TH0计满后产生定时中断。即TH0与TL0组成了一个16位的计数器,这个计数器可以从0x0000(0)加到0xffff(65535)。
以12Mhz的晶振、定时10ms为例:
51单片机为12分频单片机,因此执行一条指令的时间是12×(1/12M) s,即计数器每1us加一。
若定时10ms,则共需要加10000次。
因此将TH0、TL0设置从(65536-10000)= 55536开始计数。55536 的16进制为0xD8F0。因此将TH0设置为0xD8,TL0 设置为0xF0。

综上:定时器的写法为

设置中断允许控制器---->设置工作模式---->控制定时器寄存器---->设置初值

对于初值寄存器THx/TLx的理解:

首先51单片机为12分频单片机,执行一条指令为12x12M/s,即1us,若要计时10ms,则10ms=10000us,其中寄存器TH0加满后(0xffff 65535)进行定时中断 ,则初值应为65535-10000=55536,即应该从55536us(0xD8F0)开始加,每执行一次加1us,当加到65535时候进行中断操作。又因为TH/TL分别为8位共16位,所以其值分别为TH = 0xD8,TL = 0xF0。

5、定时器程序写法

首先要初始化定时器,即将命令写入以上的寄存器。 假设使用定时器T0

步骤为设置定时器工作模式、设置定时时长、打开允许的中断开关、打开定时器开关(使定时器开始计数)
首先设置定时器工作模式TMOD:GATE设置为0;C/T位设置为0使其工作在定时器模式下;M1M0设置为01,使用16位计数。

  1. 设置定时器的工作方式:TMOD = 0x01 (基本都是这个值)设置开关、定时器模式(CT=0)、定时器工作方式(M0,M1=0,1)
  2. 设置定时时长TH0,TL0 16为计算公式为0x(65536-定时时间(单位us)),TH为前8位,TL0为后8位
  3. 打开允许中断的总开关定时器中断_第3张图片

即将ET0、EA设置为 1,(ET为定时器中断,INT为外部中断),因为我们选择的是定时器0,所以也对应了中断的ET0。

        4.打开定时器开关:若选择的是定时器1则TR1=1,若选择的是定时器0则TR0=0。

        5.定时器中断服务函数:

              中断服务函数要写在主函数后面,且不需要声明 。
              中断服务函数无返回值,所以用void
              函数名可以随便起
              interrupt后的中断号由下表的重点服务号确定

void t0Intr() interrupt 1
{
  //执行到此时,计数器已经达到65535,寄存器清零,所以要重新赋值
   //55536 = 0xD8F0
  TH0 = 0xD8;    //65536-10000
  TL0 = 0xF0;    //55536
  
  //下面写需要执行的操作
}

定时器中断_第4张图片

其中 interrupt 1要特别注意,当前我们使用的是T0定时器中断,所以其服务号为1,而不是外部中断0。!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

根据上述学习:

        定时器中断只不过是中断的一种类型,同外部中断一样,都是中断。只不过定时器中断具有自检测功能,当到一定时间后就开始执行中断,(类似与闹钟),而外部中断只有当外界的信号输入,才开始执行中断。

功能上定时器中断更偏向于单片机内部,而外部中断更偏于外部,即当按键按下时,或其他效果。

更加直观的理解为定时器中断类似于js的setTimeout( ),到达指定时间就会运行。而外部中断类似于onclick事件等,等待外来的信号才开始执行服务。

 

中断程序:可以简述为,设置定时器工作模式(TCON),“开两个中断位(ET0、EA)”,“设置两个时间(TH0,TL0)”,开启定时器中断(TR)。

二、程序实验

 测试光电传感器,将值使用8号数码管显示,并用定时器0,50ms检测一次

#include "reg52.h"
#include "public.h"
#define SMG_A_DP_PORT	P0	//使用宏定义数码管段码口
sbit LED1=P2^0;	//将P2.0管脚定义为LED1
sbit sensor_light = P3^2;
sbit motor = P1^3;
//数码管译码器
sbit LSA=P2^2;
sbit LSB=P2^3;
sbit LSC=P2^4;
u8 gsmg_code[3]={0x3f,0x06};
/*******************************************************************************
* 函 数 名       : time0_init
* 函数功能		 : 测试光电传感器,将值使用8号数码管显示,定时器0 50ms检测一次
* 输    入       : 无
* 输    出    	 : 无
*******************************************************************************/
void time0_init(void)
{
	TMOD|=0X01;//选择为定时器0模式,工作方式1
	//FC18 = 64536,即定时时间为65535-64536 = 999 = 1ms
	TH0=0XFC;	//给定时器赋初值,定时1ms
	TL0=0X18;	
	ET0=1;//打开定时器0中断允许
	EA=1;//打开总中断
	TR0=1;//打开定时器		
}


u16 numbr_verson(void)
{
	//8号位
	LSA = 0;
	LSB = 0;
	LSC = 0;
	if(sensor_light==1) return 1;	
	else  return 0;
}


//定时器中断服务函数
void time0() interrupt 1 
{
	//执行到此时,计数器已经达到65535,寄存器清零,所以要重新赋值
	static u16 i;
	TH0 = 0xFC;
	TL0 = 0x18;
	i++;
	if(i==50)//每50ms检测一次
	{
		i = 0;
		SMG_A_DP_PORT = gsmg_code[numbr_verson()];
	}
}



void main()
{
	time0_init();
	while(1)
	{
		
	}
}

一定要注意函数的参数在服务程序中作用域的问题!!!!!!!!!!!!!

效果:

定时器中断_第5张图片

 定时器中断_第6张图片

 

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