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關(guān)于單片機(jī)的計(jì)時(shí)器與中斷系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2016-11-23 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
關(guān)于嵌入式,我就自己的XXX長(zhǎng)話短說(shuō)一下,說(shuō)來(lái)話就長(zhǎng)了,學(xué)過(guò)Java、JavaWebandsoon,也做過(guò)一些東西,說(shuō)實(shí)話成就感還是蠻大的,但是,學(xué)過(guò)之后卻總是感覺(jué)這些東西都太淺顯了,用另一總話說(shuō)來(lái),就是感覺(jué)學(xué)這些東西,站在巨人的肩膀上,卻看不到巨人。什么東西都是封裝好的,知道怎么用就行了,說(shuō)實(shí)話,確實(shí),學(xué)這些東西壓力很小,但是總感覺(jué)不是真本事。所以生產(chǎn)實(shí)習(xí)的時(shí)候自己報(bào)的是Java,但是老是跑到嵌入式的去聽(tīng)課,之前也沒(méi)聽(tīng)過(guò)嵌入式的課,所以是云里霧里。Java的課也沒(méi)聽(tīng)過(guò)幾節(jié),最后做東西的時(shí)候根本不知道老師叫做個(gè)什么東西。對(duì)于Java的圖形化編程我還是比較討厭的,沒(méi)什么技術(shù)含量還麻煩的要死,到最后XXX說(shuō)讓我?guī)蛶兔Γf(shuō)實(shí)話我是真的不會(huì)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)的結(jié)果就是最后兩頭都沒(méi)撈著好(嵌入式寫(xiě)了一些驅(qū)動(dòng),但是他們說(shuō)跟他們用的接口不一樣,最后發(fā)現(xiàn)老師給的有范例,直接按照上面改就行了,搞的我跟傻X一樣,Java直接寫(xiě)都不想寫(xiě),真不知道那段能兩個(gè)星期不洗澡的日子是怎么熬過(guò)來(lái)的)。我自己感覺(jué)最后的大體方向就是:底層開(kāi)發(fā),包括操作系統(tǒng)什么的這一系列開(kāi)發(fā),當(dāng)然,扎實(shí)的硬件、匯編、語(yǔ)言、算法等基礎(chǔ)是少不了的。為什么寫(xiě)這些東西呢?因?yàn)樵诩掖蠖斓倪@么冷,手都不想伸出來(lái)寫(xiě)代碼,只能學(xué)學(xué)理論,實(shí)際實(shí)踐缺少了很多,所以寫(xiě)下加深印象,也為以后查資料方便(課程設(shè)計(jì)的時(shí)候我的博客真是一大寶庫(kù)?。。?!:-),下面是以我的51單片機(jī)為例說(shuō)明的)。
下面進(jìn)入正題:

1、計(jì)時(shí)器

下面先看一個(gè)圖:


其中可以清楚的看到,TH0和TL0是兩個(gè)8位寄存器,這兩個(gè)寄存器組合成T0加1計(jì)數(shù)器,所以計(jì)數(shù)器為16位計(jì)數(shù)器。同理,TL1和TH1組合成了T1加1計(jì)數(shù)器。
再看TMOD寄存器,它是一個(gè)8位寄存器,名字叫做工作方式寄存器,顯然它是控制工作方式的,看電路圖上看它有兩條灰色的線條延伸到T0和T1,即它可控制T0和T1的工作方式,也可以清楚的看到,其低四位控制T0的工作方式,高4位控制T1的工作方式。
那么什么叫做工作方式呢?工作方式就是指開(kāi)或者關(guān),芯片是工作在定時(shí)模式還是計(jì)數(shù)模式,和寄存器的使用情況??傮w如下:
GATE是門(mén)控位,GATE=0時(shí),TCON中TR0/TR1=1時(shí)可啟動(dòng)。
GATE=1時(shí),TCON中TR0/TR1=1,且外部中斷引腳為高電平時(shí)可啟動(dòng)。

C/T=0:定時(shí)模式。C/T=1:計(jì)數(shù)模式。

M1M0組合使用,其值如下:

0013位定時(shí)/計(jì)數(shù)器
0116位定時(shí)/計(jì)數(shù)器
108位自動(dòng)重裝定時(shí)/計(jì)數(shù)器
11T0分成兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器,T1停止
關(guān)于這四種方式的使用下面再介紹。

再看TCON寄存器,它與TMOD一樣,叫做控制寄存器,它是用于控制外部中斷啟動(dòng)、申請(qǐng)的一系列工作的。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作要依賴(lài)于溢出中斷,在中斷處理中處理相關(guān)事件T0或者T1寄存器溢出時(shí)會(huì)申請(qǐng)中斷,然后再處理。比如所以如果想要使用T0計(jì)數(shù)100,那么就用16位寄存器的溢出值減去初始值,既是計(jì)數(shù)值,那么就是65536-100=65436(65536-65436=100),所以T0要首先置初始值65436。這里先介紹TCON的高4位。

TF1:T1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位,T1溢出時(shí)TF1為1,相應(yīng)中斷后自動(dòng)清0,也可使用軟件控制。

TR1:T1運(yùn)行控制位,TR1為1時(shí),T1工作,TR1為0時(shí),T1停止工作。

TF0:T0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。同理TF1。

TR0:T0運(yùn)行控制位,同理TR1。

M1M0控制的四種工作方式如下:
0013位計(jì)數(shù),使用了TL0的低5位和TH0的8位組成,TH0溢出置TF0中斷。
0116位計(jì)數(shù),使用T0。同00。
10自動(dòng)重裝初值的8位計(jì)數(shù)方式。
11T1停止,TH0和TL0分開(kāi)計(jì)數(shù)。

計(jì)時(shí)器使用步驟:
·對(duì)TMOD賦值,確定T1、T0的工作方式。
·計(jì)算初值,并將其寫(xiě)入T0或者T1。
·對(duì)IE(IE后面再介紹)賦值,開(kāi)放中斷。
·使TR0或者TR1置位,啟動(dòng)計(jì)數(shù)。

二、中斷

中斷估計(jì)都知道是干啥的,這些就不啰嗦了,這里先上一幅圖:


看這圖估計(jì)都沒(méi)心情,下面剖開(kāi)來(lái)看:


其他的先不看,先看這點(diǎn)圖,這是一個(gè)中斷源,其中IT0是選擇中斷的方式,IT0=1時(shí)為選擇下降沿有效,IT0=0時(shí)為低電平有效(有一個(gè)非門(mén))。當(dāng)中斷觸發(fā)時(shí)就將IE0置1,此時(shí),向CPU申請(qǐng)中斷。那么,IT0和IE0是在什么地方呢?
還記得上面講的TCON嗎?現(xiàn)在把低四位也加進(jìn)去:
TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0
2、




參照1:INT0。
3、


TF0中斷,上面已經(jīng)介紹。
4、


TF1中斷,上面已經(jīng)介紹。
5、(RI或TI中斷)


串行口中斷請(qǐng)求標(biāo)志,當(dāng)串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時(shí),置位RI或當(dāng)串行口發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)時(shí)置位TI,向CPU申請(qǐng)中斷。

TCON中斷

其中,TCON中的中斷標(biāo)志有如下幾個(gè):
TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0
IT0:外部中斷0觸發(fā)方式門(mén)控位。
·IT0=0為下降沿有效
·IT0=1為負(fù)邊沿觸發(fā)
IE0:外部中斷0中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。
IT1:外部中斷1觸發(fā)方式控制位(同IT0)。
IE1:外部中斷1中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。
TF0:T0溢出中斷。
TF1:T1溢出中斷。

SCON中斷

SCON中的中斷如下:
TIRI
RI:串行口接收中斷標(biāo)志位。當(dāng)允許串行口接收數(shù)據(jù)時(shí),每接收完一個(gè)串行幀,由硬件置位RI,同樣,RI必須由軟件清除。
TI:串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位。當(dāng)CPU將一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)寫(xiě)入串行口發(fā)送緩沖器時(shí),就啟動(dòng)了發(fā)送過(guò)程,每發(fā)送完一個(gè)串行幀,由硬件置位TI,CPU響應(yīng)中斷時(shí),不能自動(dòng)清除TI,TI必須由軟件清除。

下面再看上圖的下一部分:


這部分叫做中斷允許控制,當(dāng)一個(gè)中斷發(fā)生時(shí),必須由中斷允許控制來(lái)檢測(cè)是否允許,如果允許則轉(zhuǎn)入中斷處理,否則不處理。
先看右邊的EA,這個(gè)是總的中斷允許控制位,CPU想要處理中斷,必須開(kāi)此中斷允許。
再看左邊:
其中各個(gè)中斷允許控制如下:
·EX0:外部中斷0允許位
·ET0:T0中斷允許位
·EX1:外部中斷1允許位
·ET1:T1中斷允許位
·ES:串行口中斷允許位
其中,這幾個(gè)位都是由中斷允許寄存器IE控制的,IE寄存器具體如下:
EAESET1EX1ET0EX0

很明了,中斷響應(yīng)條件如下:
1、有中斷請(qǐng)求
2、中斷源中斷允許位為1
3、CPU開(kāi)中斷(EA=1)

其中,8051有兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí),可以實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套。每個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先級(jí)都是由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP中的相應(yīng)位的狀態(tài)來(lái)規(guī)定的。
IP寄存器如下:


PT2PSPT1PX1PT0PX0
PX0:外部中斷0優(yōu)先級(jí)設(shè)定位,當(dāng)將其設(shè)置為1時(shí)中斷優(yōu)先級(jí)較高。
可以按照上圖以此類(lèi)推。
(這里,PT2是80C52的中斷,不介紹)
優(yōu)先級(jí)高的中斷可以打斷優(yōu)先級(jí)低的中斷而先執(zhí)行,實(shí)現(xiàn)中斷嵌套。那么同一優(yōu)先級(jí)之間不能打斷,如果多個(gè)同優(yōu)先級(jí)中斷同時(shí)申請(qǐng),則按照自然優(yōu)先級(jí)順序執(zhí)行中斷,自然優(yōu)先級(jí)如下:
中斷源中斷標(biāo)志中斷服務(wù)程序入口優(yōu)先級(jí)順序
外部中斷0IE00003H
T0TF0000BH
外部中斷1IE10013H
T1TF1001BH
串行口中斷RI或者TI0023H

中斷使用方法如下所示:
函數(shù)名interruptxusingy
例如:voidfun()interrupt0using1
那么,這里的x代表的是何種中斷具體如下:
0:代表外部中斷0
1:定時(shí)/計(jì)數(shù)器0
2:外部中斷1
3:定時(shí)/計(jì)數(shù)器1
4:串行口中斷
這里y代表寄存器組,可取0~7,也可以不寫(xiě)。
例如,外部中斷0可以寫(xiě):
interrupt0using1
外部中斷1可寫(xiě)
interrupt2using1


下面看一個(gè)使用定時(shí)器和中斷的數(shù)字時(shí)鐘的例子:

#include

#defineucharunsignedchar

ucharsecond=1; //秒,全局變量
ucharcount=0; //中斷次數(shù)
ucharcodetab[10]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xe7};

voidDelay(inta){ //延遲
inti;
while(a--){
for(i=0;i<148;i++);
}
}

//次函數(shù)表明使用的是定時(shí)器,定時(shí)為50ms
voidTime0_Init()
{
TMOD=0x01;
//TMOD為00000001 表明定時(shí)器處于定時(shí)模式,
//且為16位定時(shí)器,GATE=0,配合下面TR0=1,則啟動(dòng)寄存器
TH0=0x4c;
//設(shè)定初值,即設(shè)定定時(shí)時(shí)間
TL0=0x00;
//設(shè)定初值,即設(shè)定定時(shí)時(shí)間
IE =0x82;
//0x82二進(jìn)制為10000010,即RA=1,ET0=1,
//設(shè)定允許響應(yīng)總中斷和T0中斷
TR0=1;
//設(shè)置TCON中TR0=1,允許T0工作
}

voidTime0_Int()interrupt1 //中斷處理
{
TH0=0x4c;
//重新設(shè)定初值
TL0=0x00;
count++;
if(count==20){
count=0;
second++;
//時(shí)間秒數(shù)加1
}
}

ucharkeyscan(){//4×4鍵盤(pán)掃描檢測(cè)
ucharhang[4]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};
uchartemp;
inti,j;
for(i=0;i<4;i++){
P1=hang[i];
temp=0x10;
for(j=0;j<4;j++){
if(!(temp&P1)){
returni*4+j;
}
temp<<=1;
}
}
return0;
}

ucharshow_hour(ucharh){ //顯示小時(shí)
ucharx=h/24;
uchary=h$;
P2=0;
P0=tab[y/10]-0x80;
Delay(1);
P2=1;
P0=tab[y];
returnx;
}

ucharshow_minute(ucharm){ //顯示分鐘
ucharx=m/60;
uchary=m`;
P2=3;
P0=tab[y/10]-0x80;
Delay(1);
P2=4;
P0=tab[y];
returnx;
}

ucharshow_second(uchars){ //顯示秒
ucharx=s/60;
uchary=s`;
P2=6;
P0=tab[y/10]-0x80;
Delay(1);
P2=7;
P0=tab[y];
returnx;
}

voidmain()
{
ucharhour=1,minute=1;
ucharh,m,s;
uchark,mk=0;
Time0_Init();
while(1){
Delay(1);
if(mk==0){
s=show_second(second);
second%=60;
mk++;
}
elseif(mk==1){
minute+=s;
m=show_minute(minute);
minute%=60;
mk++;
}else{
hour+=m;
h=show_hour(hour);
hour%=24;
mk++;
mk=mk%3;
}
k=keyscan();//檢測(cè)按鍵
if(12==k||13==k||14==k){
Delay(50);
k=keyscan(); //軟件消抖
if(12==k||13==k||14==k){
if(12==k)hour++;
elseif(13==k)minute++;
elseif(14==k)second++;
}
}
}
}



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