51單片機(jī)定時(shí)器的應(yīng)用

8051 系列 MCU 的基本結(jié)構(gòu)包括：32 個(gè) I/O 口（4 組8 bit 端口）；兩個(gè)16 位定時(shí)計(jì)數(shù)器；全雙工串行通信；6 個(gè)中斷源（2 個(gè)外部中斷、2 個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷、1 個(gè)串口輸入/輸出中斷），兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)；128 字節(jié)內(nèi)置RAM；獨(dú)立的 64K 字節(jié)可尋址數(shù)據(jù)和代碼區(qū)。中斷發(fā)生后，MCU 轉(zhuǎn)到 5 個(gè)中斷入口處之一，然后執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)

處理程序。中斷程序的入口地址被編譯器放在中斷向量中，中斷向量位于程序代碼段的最低地址處，注意這里的串口輸入/輸出中斷共用一個(gè)中斷向量。8051的中斷向量表如下：

中斷源 中斷向量

---------------------------

上電復(fù)位 0000H

外部中斷0 0003H

定時(shí)器0 溢出 000BH

外部中斷1 0013H

定時(shí)器1 溢出 001BH

串行口中斷 0023H

定時(shí)器2 溢出 002BH

interrupt 和 using 都是 C51 的關(guān)鍵字。C51 中斷過(guò)程通過(guò)使用 interrupt 關(guān)鍵字和中斷號(hào)(0 到 31)來(lái)實(shí)現(xiàn)。中斷號(hào)指明編譯器中斷程序的入口地址中斷序號(hào)對(duì)應(yīng)著 8051中斷使能寄存器IE 中的使能位，對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

IE寄存器 C51中的 8051的

的使能位 中斷號(hào) 中斷源

--------------------------------

IE.0 0 外部中斷0

IE.1 1 定時(shí)器0 溢出

IE.2 2 外部中斷1

IE.3 3 定時(shí)器1 溢出

IE.4 4 串口中斷

IE.5 5 定時(shí)器2 溢出

有了這一聲明，編譯器不需理會(huì)寄存器組參數(shù)的使用和對(duì)累加器A、狀態(tài)寄存器、寄存器B、數(shù)據(jù)指針和默認(rèn)的寄存器的保護(hù)。只要在中斷程序中用到，編譯器會(huì)把它們壓棧，在中斷程序結(jié)束時(shí)將他們出棧。C51 支持所有 5 個(gè) 8051 標(biāo)準(zhǔn)中斷從 0 到 4 和在 8051 系列（增強(qiáng)型）中多達(dá) 27 個(gè)中斷源。

using 關(guān)鍵字用來(lái)指定中斷服務(wù)程序使用的寄存器組。用法是：using 后跟一個(gè)0 到3 的數(shù)，對(duì)應(yīng)著 4 組工作寄存器。一旦指定工作寄存器組，默認(rèn)的工作寄存器組就不會(huì)被壓棧，這將節(jié)省 32 個(gè)處理周期，因?yàn)槿霔：统鰲６夹枰?2 個(gè)處理周期。這一做法的缺點(diǎn)是所有調(diào)用中斷的過(guò)程都必須使用指定的同一個(gè)寄存器組，否則參數(shù)傳遞會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。因此對(duì)于using，在使用中需靈活取舍。

關(guān)于using：

您在文中說(shuō)明“這一做法的缺點(diǎn)是所有調(diào)用中斷的過(guò)程都必須使用指定的同一個(gè)寄存器組”是不是這個(gè)意思？

舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)：

定義一個(gè)函數(shù)

void func(unsigned char i) {

...

if(++i==0x12) {

...

}

...

}

有如下一個(gè)中斷函數(shù)

void int_0(void) interrupt 0 using 1 {

....

}

在默認(rèn)狀態(tài)下，func使用寄存器組0(BANK0)，那么當(dāng)int_0調(diào)用func時(shí)是否存在當(dāng)傳遞參數(shù)時(shí)會(huì)造成參數(shù)傳遞錯(cuò)誤？

謝謝！

如果在中斷服務(wù)函數(shù) ISR 中使用寄存器，那么必須處理好 using 的使用問(wèn)題：

1、中斷服務(wù)函數(shù)使用 using 指定與主函數(shù)不同的寄存器組（主函數(shù)一般使用 Register bank 0）。

2、中斷優(yōu)先級(jí)相同的ISR 可用 using 指定相同的寄存器組，但優(yōu)先級(jí)不同的 ISR 必須使用不同的寄存器組，在 ISR 中被調(diào)用的函數(shù)也要使用 using 指定與中斷函數(shù)相同的寄存器組。

3、如果不用 using 指定，在 ISR 的入口，C51 默認(rèn)選擇寄存器組0，這相當(dāng)于中斷服務(wù)程序的入口首先執(zhí)行指令：

MOV PSW #0

這點(diǎn)保證了，沒(méi)使用 using 指定的高優(yōu)先級(jí)中斷?？梢灾袛嗍褂貌煌募拇嫫鹘M的低優(yōu)先級(jí)中斷。

4、 使用 using 關(guān)鍵字給中斷指定寄存器組，這樣直接切換寄存器組而不必進(jìn)行大量的 PUSH 和 POP 操作，可以節(jié)省RAM空間，加速 MCU 執(zhí)行時(shí)間。寄存器組的切換，總的來(lái)說(shuō)比較容易出錯(cuò)，要對(duì)內(nèi)存的使用情況有比較清晰的認(rèn)識(shí)，其正確性要由你自己來(lái)保證。特別在程序中有直接地址訪問(wèn)的時(shí)候，一定要小心謹(jǐn)慎！至于“什么時(shí)候要用到寄存器組切換”，一種情況是：當(dāng)你試圖讓兩個(gè)（或以上）作業(yè)同時(shí)運(yùn)行，而且它們的現(xiàn)場(chǎng)需要一些隔離的時(shí)候，就會(huì)用上了。在 ISR 或使用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS 中，寄存器非常有用。

寄存器組使用的原則：

1、8051 的最低32 個(gè)字節(jié)分成 4 組 8 寄存器。分別為寄存器R0 到R7。寄存器組由PSW 的低兩位選擇。在 ISR 中，MCU 可以切換到一個(gè)不同的寄存器組。對(duì)寄存器組的訪問(wèn)不可位尋址，C51 編譯器規(guī)定使用 using 或 禁止中斷的函數(shù)（#pragma disable）均不能返回 bit 類(lèi)型的值。

2、主程序（main函數(shù)）使用一組，如 bank 0；低中斷優(yōu)先級(jí)的所有中斷均使用第二組，如 bank 1；高中斷優(yōu)先級(jí)的所有中斷均使用再另外一組，如 bank 2。顯然，同級(jí)別的中斷使用同一組寄存器不會(huì)有問(wèn)題，因?yàn)椴粫?huì)發(fā)生中斷嵌套；而高優(yōu)先級(jí)的中斷則要使用與低優(yōu)先級(jí)中斷不同的一組，因?yàn)橛锌赡艹霈F(xiàn)在低優(yōu)先級(jí)中斷中發(fā)生高優(yōu)先級(jí)中斷的情況。編譯器會(huì)自動(dòng)判斷何時(shí)可使用絕對(duì)寄存器存取。

3、在 ISR 中調(diào)用其它函數(shù)，必須和中斷使用相同的寄存器組。當(dāng)沒(méi)用 NOAREGS 命令做明確的聲明，編譯器將使用絕對(duì)寄存器尋址方式訪問(wèn)函數(shù)選定（即用 using 或 REGISTERBANK 指定）的寄存器組，當(dāng)函數(shù)假定的和實(shí)際所選的寄存器組不同時(shí)，將產(chǎn)生不可預(yù)知的結(jié)果，從而可能出現(xiàn)參數(shù)傳遞錯(cuò)誤，返回值可能會(huì)在錯(cuò)誤的寄存器組中。

舉一例子：當(dāng)需要在中斷內(nèi)和中斷外調(diào)用同一個(gè)函數(shù)，假定按照程序的流程控制，不會(huì)出現(xiàn)函數(shù)的遞歸調(diào)用現(xiàn)象，這樣的調(diào)用會(huì)不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題？若確定不會(huì)發(fā)生重入情況，則有以下兩種情況：

1、如果 ISR 和主程序使用同一寄存器組（主程序缺省使用BANK 0，若 ISR 沒(méi)有使用 using 為其指定寄存器區(qū)，則缺省也使用 BANK 0），則不需其他設(shè)置。

2、如果 ISR 和主程序使用不同的寄存器組（主程序缺省使用BANK 0，ISR 使用 using 指定了其他 BANK），則被調(diào)用函數(shù)必須放在：

#pragma NOAREGS

#pragma AREGS

控 制參數(shù)對(duì)中，指定編譯器不要對(duì)該函數(shù)使用絕對(duì)寄存器尋址方式；或者也可在 Options->C51，選中“Dont use absolute register accesses”，使所有代碼均不使用絕對(duì)寄存器尋址方式（這樣，執(zhí)行效率將稍有降低）。不論以上的哪一種情況，編譯器均會(huì)給出重入警告，需手工更改 OVERLAY 參數(shù)，做重入說(shuō)明。

3、還有一種辦法：如果被調(diào)用函數(shù)的代碼不是很長(zhǎng)，還是將該函數(shù)復(fù)制一份，用不同的函數(shù)名代替，這種情況適合ROM有足夠多余的空間。

因此，對(duì)using關(guān)鍵字的使用，如果沒(méi)把握，寧可不用，交給編譯系統(tǒng)自己去處理好了。

interrupt xx using y

跟在interrupt 后面的xx 值得是中斷號(hào)，就是說(shuō)這個(gè)函數(shù)對(duì)應(yīng)第幾個(gè)中斷端口，一般在51中

0 外部中斷0

1 定時(shí)器0

2 外部中斷1

3 定時(shí)器1

4 串行中斷

其它的根舉相應(yīng)得單片機(jī)有自己的含義，實(shí)際上c載編譯的時(shí)候就是把你這個(gè)函數(shù)的入口地址方到這個(gè)對(duì)應(yīng)中斷的跳轉(zhuǎn)地址

using y 這個(gè)y是說(shuō)這個(gè)中斷函數(shù)使用的那個(gè)寄存器組就是51里面一般有4個(gè) r0 -- r7寄存器，如果你的終端函數(shù)和別的程序用的不是同一個(gè)寄存器組則進(jìn)入中斷的時(shí)候就不會(huì)將寄存器組壓入堆棧返回時(shí)也不會(huì)彈出來(lái)節(jié)省代碼和時(shí)間

一般只有using 0,1,2,3