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江协科技51单片机学习- p17 定时器

news 文章来源：https://blog.csdn.net/weixin_40289409/article/details/139920102 2024/9/17 7:57:31

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🔎大家好，我是黄桃罐头，希望你看完之后，能对你有所帮助，不足请指正！共同学习交流
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💬本系列哔哩哔哩江科大51单片机的视频为主以及自己的总结梳理📚

前言：

本文是根据哔哩哔哩网站上“江协科技51单片机”视频的学习笔记，在这里会记录下江协科技51单片机开发板的配套视频教程所作的实验和学习笔记内容。本文大量引用了江协科技51单片机教学视频和链接中的内容。

引用：

51单片机入门教程-2020版程序全程纯手打从零开始入门_哔哩哔哩_bilibili

c51语言变量语句意思,C51中循环语句-CSDN博客

定时器引用：

51单片机学习笔记_c51.h-CSDN博客

江科大51单片机入门学习笔记合集_51单片机江科大教程下载-CSDN博客

https://xiajun.blog.csdn.net/article/details/139968278

正文：

0. 🌿概述

在淘宝上购买了江协科技51单片机开发板套件（普中科技STC51单片机A2型号），就上在上一篇博文里说的自己计划学习下江协科技51单片机开发教程，通过STC51单片机这种MCU这种贴近于裸机的开发来增加对于系统硬件层面知识的了解和掌握。

1. 🚀C51单片机定时器

🐳定时器是51单片机的内部资源，其电路的连接和运转均在单片机内部完成。

🐳定时器的作用

💘用于计时系统，可实现软件计时，或者使程序每隔一固定时间完成一项操作。
💘代替长时间的Delay，提高CPU的运行效率和处理速度。

STC89C52系列单片机内部设置的两个16位定时器/计数器T0和T1，都具有计数和定时两种重做方式。
对于每个定时器/计数器(T0/T1)，在特殊功能计数器TMOD中都有一控制位- C/T 来选择T0或T1为定时器还是计数器。
定时器/计数器0 有4中工作方式
💘 模式0 （13位定时器/计数器）
💘 模式1 （16位定时器/计数器）
💘 模式2 （8位自动装载模式）
💘 模式3 （两个8为定时器/计数器）
定时器/计数器1除模式3外，其它工作模式与定时器0相同，T1在模式3无效，停止计数。

💖 定时器的个数是和单片机的型号联系在一起的，不同型号的单片机定时器的个数可能不同，但一般来说T0和T1的操作方式和所有51单片机所共有的和传统的51单片机兼容。

STC52RC单片机有3个定时器 T0, T1, T2，T0和T1与传统的51单片机兼容，T2是此型号单片机增加的资源。

2. 🚀C51单片机定时器中断

定时器就像一个小闹钟，一样根据时钟输出信号，每隔“几个脉冲”，计时器单元的值就增加1，当计数器单元数值增加到“设定的闹钟提醒时间”时，计数器就会向中断系统发出中断申请，产生“响铃提醒”，是程序跳转到中断服务函数中执行😊。

😛 中断也是一种单片机资源，查看STC89C52的数据手册。

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正在处理某事件的时候外界发生了紧急事件请求，要求CPU暂停当前的工作，转而去处理这个紧急事件，处理完成以后，在回到被中断的地方，继续原来的工作，这样的过程称为中断😘。实现这种功能的部件称为中断系统，请示CPU中断的请求源称为中断源。
微型机的中断系统一般允许多个中断源，当几个中断源同时向CPU请求中断，要求为它服务的时候，这就存在CPU优先响应哪一个中断请求源的问题。通常是根据中断源的轻重缓急排队，优先处理最紧急事件的中断请求源，即规定每一个中断源有一个优先级别。CPU总是优先响应最级别最高的中断请求。🤗

🔍️ 当CPU正在处理一个中断源的时候（执行相应的中断服务程序），发生了另外一个中断优先级比他还高的中断源请求。如果CPU能够暂停对原来中断源的服务程序，转而去处理优先级更高的中断请求源，处理完成后，在回到原低优先级中断服务程序，这样的过程称为中断嵌套。这样的中断系统称为多级中断系统📘，没有中断嵌套功能的中断系统称为单级中断系统📙。

STC89C52系列单片机提供了 8个中断请求源 ，它们分别是：

🔖外部中断0 （INT0）
🔖定时器0中断
🔖外部中断1 （INT1）
🔖定时器1中断
🔖串口中断（UART）
🔖定时器2中断
🔖外部中断2（INT2）
🔖外部中断3（INT3）

🔍️所有的中断都具有 4个优先级 。

🔍️用户可以用关中断允许位（EA/IE.7）或相应中断的允许位来屏蔽所有的中断请求，也可以打开相应的中断允许为来使PCU响应相应的中断申请；
🔍️每一个中断源可以用软件独立的控制为开中断或者关中断状态；
🔍️每一个中断的优先级别均可以用软件设置。
🔍️高优先级的中断可以打断低优先级的中断，反之，低优先级的中断请求不可以打断高优先级的中断。
🔍️当两个相同优先级的中断同时产生时，将由查询次序来决定先响应哪个中断。

STC89C52系列单片机的各个中断查询次序如下表所示：

51单片机的计时器T0/T1 模式1 (16为定时器/计数器）功能框图如下，主要分为3部分，时钟部分，计数器部分，中断部分。

定时器计数部分：

🦜TL0 16为位计数器的低8位,TLH0 16位计数器的高8位，最大可以存数值为65535。
🦜C/T 选择T0/T1计数器/定时器是工作在定时器模式，还是工作在计数器模式。T 字符上面的横线表示‘低电平’有效选择定时器，C 表示‘高电平’有效选择计数器。

定时器时钟部分：

🦜定时器时钟部分来自于系统时钟 SYSclk 或者 T0Pin (选择T0Pin时外部每输入一个脉冲，计数器加1）。
🦜本实验我使用的普中科技C51单片机开发板的晶振是 11.0952Mhz，即系统时钟 SYSclk 是 11.0952MHz

定时器的系统使用 SYSclk 通过 12或者6 分频，进入定时器，我使用的普中单片机开发板上面的晶振是 11.0952Mhz/12=921,600Hz，也就是说计时器每加1 时间经过了 1/921,600 s

定时器和中断的整体关系，定时器的时钟部分产生脉冲，

3. 🚀定时器相关寄存器

寄存器是连接软硬件的媒介。
在单片机中寄存器就是一段特殊的RAM存储器，一方面寄存器可以存储和读取数据，另一方面，寄存器背后都连着一根导线，控制着电路的链接方式。
寄存器相当于一个复杂机器的“操作按钮”。

定时器 TCON 寄存器

定时器 TMODE 寄存器

4. 🚀C51单片机中断相关寄存器

51单片机中断相关寄存器如下

5. 单片机寄存器可位寻址不可位寻址

😎单片机寄存器分为可位寻址不可位寻址，可位寻址的寄存器可以单独对寄存器的某一位赋值，不可位寻址的寄存器只能对寄存器整体赋值。

6. 单片机C 中断处理函数

单片机C 中断处理函数需要增加关键字 "interupt x"，x就是中断号（中断查询次序号）。

7. 定时器中断源码编写

7.1 定时器中断源码编写。

STC-ISP中硬件定时器计算工具

根据开发板实际的晶振频率选择主频为11.0592MHz
定时器模式，因为STC89C52RC的定时器/计数器模式为0/1/2/3 这四种模式，此时实验我们选用的是定时器/计数器T0的16位模式。（STC89C52不支持16为自动装载模式）
定时器时钟的分频值选择，本次实验选择12分频。

#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>/*** @brief  定时器0初始化函数* @param  无* @retval 无*/
void Timer0_Init()
{//TMOD = 0x01;		//TMODE寄存器，定时器T0配置为模式1,16为定时器/计数器TMOD &= 0xF0;TMOD |= 0x01;TF0 = 0; 			//TCON寄存器，TR0 = 1;			//T0定时器开始计时//每隔1ms产生一次中断，然后重新开始计数，重新计数1000次就是1秒//从 64535 开始计数，计数到 TH0 = (65535 - 1000) / 256;					//12MHz晶振，12分频TL0 = (65535 - 1000) % 256 + 1; 			////中断部分寄存器ET0 = 1;			//允许定时器T0中断EA = 1;				//允许中断PT0 = 0;			//定时器T0中断优先级
}//void Timer0Init(void)		//1毫秒@11.0592MHz
//{
//	AUXR &= 0x7F;		//定时器时钟12T模式
//	TMOD &= 0xF0;		//设置定时器模式
//	TL0 = 0x66;			//设置定时初值
//	TH0 = 0xFC;			//设置定时初值
//	TF0 = 0;			//清除TF0标志
//	TR0 = 1;			//定时器0开始计时
//}void main()
{Timer0_Init();		//定时器T0初始化P2_0 = 0;while(1){}
}/*** @brief  定时器0中断处理函数* @param  无* @retval 无*/
void Timer_Routine(void) interrupt 1
{static unsigned int count = 0;count++;//P2_0 = 0;if(count >= 500)		//定时器T0每1ms中断一次，进入1000次经过了1s{P2_0 = ~P2_0;count = 0;}//定时器溢出之后需要重新装载TH0 = (65535 - 1000) / 256;					//12MHz晶振，12分频TL0 = (65535 - 1000) % 256 + 1; 			//
}

7.2 定时器和按键实现LED流水灯左移和右移

定时器和按键实现LED流水灯左移和右移，程序设计思路：

在main.c 主循环里循环检测独立按键 KEY_1/2/3/4 是否被按下。
在单片机定时器中断里每隔 1 秒控制LED流水灯左移或者右移，每次按下独立按键KEY_1翻转LED流水灯的移动方向。
本实验使用 Keil5 里自带的 _cror_() 循环右移和_crol_()循环左移函数。

💘 循环左移，循环右移和普通移位运算的区别是，循环左移每次移位的时候最高位会被移到最低位，而普通的向左移位运算最高位会被丢弃，而最低位补零。使用循环移位运算来控制LED流水灯的亮灭非常的简单。

在单片机定时器中断里使用循环移位运算来控制LED流水灯的向左移位和向右移位的源码如下，每此按下独立按键KEY_1的时候LED流水灯的方向Toggle翻转一次。

#include <REGX52.H>
#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>
#include "timer0.h"
#include "key.h"unsigned char LEDMode = 0;void main()
{unsigned char keyNum;Timer0_Init();		//定时器T0初始化P2 = 0xFE;while(1){keyNum = Key();if(keyNum){if(keyNum == 1){LEDMode++;if(LEDMode >= 2)LEDMode = 0;}if(keyNum == 2) P2_2 = ~P2_2;if(keyNum == 3) P2_3 = ~P2_3;if(keyNum == 4) P2_4 = ~P2_4;}}
}/*** @brief  定时器0中断处理函数模版* @param  无* @retval 无*/
void Timer_Routine(void) interrupt 1
{static unsigned int count = 0;count++;//P2_0 = 0;if(count >= 500)		//定时器T0每1ms中断一次，进入1000次经过了1s{if(LEDMode == 0){P2 = _cror_(P2, 1);		//循环右移}else{P2 = _crol_(P2, 1);		//循环左移}count = 0;}//定时器溢出之后需要重新装载TH0 = (65535 - 1000) / 256;					//12MHz晶振，12分频TL0 = (65535 - 1000) % 256 + 1; 			//
}

7.3 单片机定时器中断实现LCD1602时钟

单片机定时器中断实现LCD1602时钟，设计如下：

#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>
#include "timer0.h"
#include "lcd1602.h"static char hour = 23;
static char minute = 59;
static char second = 23;void main()
{Timer0_Init();LCD_Init();LCD_ShowString(1,1,"Clock:");while(1){LCD_ShowNum(1, 7, hour, 2);LCD_ShowChar(1, 9, ':');LCD_ShowNum(1, 10, minute, 2);LCD_ShowChar(1, 12, ':');LCD_ShowNum(1, 13, second, 2);}
}/*** @brief  定时器0中断处理函数模版* @param  无* @retval 无*/
void Timer_Routine(void) interrupt 1
{static unsigned int count = 0;count++;//P2_0 = 0;if(count >= 1000)		//定时器T0每1ms中断一次，进入1000次经过了1s{second++;if(second >= 60){ minute++; second = 0;}if(minute >= 60){hour++; minute = 0;}if(hour >= 24){hour = 0;}count = 0;}//定时器溢出之后需要重新装载TH0 = (65535 - 1000) / 256;					//12MHz晶振，12分频TL0 = (65535 - 1000) % 256 + 1; 			//
}

烧录到单片机开发板之后实际效果：

8. 总结

8.1 定时器每次溢出后需要重新装载计数器的计数值

😎😎😎定时器每次溢出后需要重新装载计数器的值。😎😎😎

因为每次定时器计数值都溢出为了0，如果不重新装载定时器计数器的值下一次计数值计数的时候就从0开始计数直到 65535 溢出，下一次中断时经过的时间就不是我们期望的时间了🤓。

前言：

引用：

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