51單片機定時器的應用

8051 系列 MCU 的基本結構包括：32 個 I/O 口（4 組8 bit 端口）；兩個16 位定時計數(shù)器；全雙工串行通信；6 個中斷源（2 個外部中斷、2 個定時/計數(shù)器中斷、1 個串口輸入/輸出中斷），兩級中斷優(yōu)先級；128 字節(jié)內(nèi)置RAM；獨立的 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 個中斷入口處之一，然后執(zhí)行相應的中斷服務

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/輸出中斷共用一個中斷向量。8051的中斷向量表如下：

中斷源 中斷向量

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

上電復位 0000H

外部中斷0 0003H

定時器0 溢出 000BH

外部中斷1 0013H

定時器1 溢出 001BH

串行口中斷 0023H

定時器2 溢出 002BH

interrupt 和 using 都是 C51 的關鍵字。C51 中斷過程通過使用 interrupt 關鍵字和中斷號(0 到 31)來實現(xiàn)。中斷號指明編譯器中斷程序的入口地址中斷序號對應著 8051中斷使能寄存器IE 中的使能位，對應關系如下：

IE寄存器 C51中的 8051的

的使能位 中斷號 中斷源

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

IE.0 0 外部中斷0

IE.1 1 定時器0 溢出

IE.2 2 外部中斷1

IE.3 3 定時器1 溢出

IE.4 4 串口中斷

IE.5 5 定時器2 溢出

有了這一聲明，編譯器不需理會寄存器組參數(shù)的使用和對累加器A、狀態(tài)寄存器、寄存器B、數(shù)據(jù)指針和默認的寄存器的保護。只要在中斷程序中用到，編譯器會把它們壓棧，在中斷程序結束時將他們出棧。C51 支持所有 5 個 8051 標準中斷從 0 到 4 和在 8051 系列（增強型）中多達 27 個中斷源。

using 關鍵字用來指定中斷服務程序使用的寄存器組。用法是：using 后跟一個0 到3 的數(shù)，對應著 4 組工作寄存器。一旦指定工作寄存器組，默認的工作寄存器組就不會被壓棧，這將節(jié)省 32 個處理周期，因為入棧和出棧都需要 2 個處理周期。這一做法的缺點是所有調(diào)用中斷的過程都必須使用指定的同一個寄存器組，否則參數(shù)傳遞會發(fā)生錯誤。因此對于using，在使用中需靈活取舍。

關于using：

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

舉個例子來說：

定義一個函數(shù)

void func(unsigned char i) {

...

if(++i==0x12) {

...

}

...

}

有如下一個中斷函數(shù)

void int_0(void) interrupt 0 using 1 {

....

}

在默認狀態(tài)下，func使用寄存器組0(BANK0)，那么當int_0調(diào)用func時是否存在當傳遞參數(shù)時會造成參數(shù)傳遞錯誤？

謝謝！

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

1、中斷服務函數(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)先級相同的ISR 可用 using 指定相同的寄存器組，但優(yōu)先級不同的 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 默認選擇寄存器組0，這相當于中斷服務程序的入口首先執(zhí)行指令：

MOV PSW #0

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

4、 使用 using 關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行大量的 PUSH 和 POP 操作，可以節(jié)省RAM空間，加速 MCU 執(zhí)行時間。寄存器組的切換，總的來說比較容易出錯，要對內(nèi)存的使用情況有比較清晰的認識，其正確性要由你自己來保證。特別在程序中有直接地址訪問的時候，一定要小心謹慎！至于“什么時候要用到寄存器組切換”，一種情況是：當你試圖讓兩個（或以上）作業(yè)同時運行，而且它們的現(xiàn)場需要一些隔離的時候，就會用上了。在 ISR 或使用實時操作系統(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 可以切換到一個不同的寄存器組。對寄存器組的訪問不可位尋址，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)先級的所有中斷均使用第二組，如 bank 1；高中斷優(yōu)先級的所有中斷均使用再另外一組，如 bank 2。顯然，同級別的中斷使用同一組寄存器不會有問題，因為不會發(fā)生中斷嵌套；而高優(yōu)先級的中斷則要使用與低優(yōu)先級中斷不同的一組，因為有可能出現(xiàn)在低優(yōu)先級中斷中發(fā)生高優(yōu)先級中斷的情況。編譯器會自動判斷何時可使用絕對寄存器存取。

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。當沒用 NOAREGS 命令做明確的聲明，編譯器將使用絕對寄存器尋址方式訪問函數(shù)選定（即用 using 或 REGISTERBANK 指定）的寄存器組，當函數(shù)假定的和實際所選的寄存器組不同時，將產(chǎn)生不可預知的結果，從而可能出現(xiàn)參數(shù)傳遞錯誤，返回值可能會在錯誤的寄存器組中。

舉一例子：當需要在中斷內(nèi)和中斷外調(diào)用同一個函數(shù)，假定按照程序的流程控制，不會出現(xiàn)函數(shù)的遞歸調(diào)用現(xiàn)象，這樣的調(diào)用會不會出現(xiàn)問題？若確定不會發(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)對中，指定編譯器不要對該函數(shù)使用絕對寄存器尋址方式；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，編譯器均會給出重入警告，需手工更改 OVERLAY 參數(shù)，做重入說明。

3、還有一種辦法：如果被調(diào)用函數(shù)的代碼不是很長，還是將該函數(shù)復制一份，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using關鍵字的使用，如果沒把握，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，就是說這個函數(shù)對應第幾個中斷端口，一般在51中

0 外部中斷0

1 定時器0

2 外部中斷1

3 定時器1

4 串行中斷

其它的根舉相應得單片機有自己的含義，實際上c載編譯的時候就是把你這個函數(shù)的入口地址方到這個對應中斷的跳轉(zhuǎn)地址

using y 這個y是說這個中斷函數(shù)使用的那個寄存器組就是51里面一般有4個 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寄存器組則進入中斷的時候就不會將寄存器組壓入堆棧返回時也不會彈出來節(jié)省代碼和時間

一般只有using 0,1,2,3