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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

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1.单片机之定时器

        定时器（也可以通过  = 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

          = 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

        = 1，对从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与共同决定是否允许进行计数

IE0：外部中断请求位，同时也是位。

IT0：外部中断控制位

1.2.2 TMOD寄存器

 GATE：决定是否让与TR0一起决策，置1就是让。

：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IE和IP和TCNO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