单片机入门-MCS51定时器1S中断

在学单片机时我们第一个例子就是灯的闪烁，那是用延时程序做的。现在回想起来，这样做不是很恰当，为什么呢？我们的主程序做了灯的闪烁，就不能再干其它的事了，难道单片机只能这样工作吗？当然不是，我们可以用定时器来实现灯的闪烁的功能。

定时器

定时器

MCS51中的计数器除了可以作为计数之用外，还可以用作时钟，时钟的用途当然很大，如打铃器，电视机定时关机，空调定时开关等等，那么计数器是如何作为定时器来用的呢？

一个闹钟，我将它定时在1个小时后闹响，换言之，也可以说是秒针走了3600次，所以时间就转化为秒针走的次数的，也就是计数的次数了，可见，计数的次数和时间之间的确是息息相关的。那么它们的关系是什么呢？那就是秒针每一次走动的时间正好是1秒。

只要计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了时间的流逝。由此，单片机中的定时器和计数器是一个东西，只不过计数器是记录的外界发生的事情，而定时器则是由单片机提供一个非常稳定的计数源。那么提供组定时器的是计数源是什么呢？原来就是由单片机的晶振经过12分频后获得的一个脉冲源。晶振的频率当然很准，所以这个计数脉冲的时间间隔也很准。一个12M的晶振，它提供给计数器的脉冲时间间隔是多少呢？当然这很容易，就是12M/12等于1M，也就是1个微秒。计数脉冲的间隔与晶振有关，12M的晶振，计数脉冲的间隔是1微秒。

定时器的控制寄存器

在单片机中有两个特殊功能寄存器与定时/计数有关，这就是TMOD和TCON。顺便说一下，TMOD和TCON是名称，我们在写程序时就可以直接用这个名称来指定它们，其实用名称也就是直接用地址，汇编软件帮你翻译一下而已。

TMOD被分成两部份，每部份4位。分别用于控制T1和T0，至于这里面是什么意思，我们下面介绍。

M1M0：定时/计数器一共有四种工作方式，就是用M1M0来控制的，2位正好是四种组合。

工作方式0：13位定时器/计数器。

工作方式1：16位定时器/计数器。

工作方式2：8位自动重装的8位定时器/计数器。

工作方式3：仅适用于T0，分成两个8位计数器，当设置成T1时停止计数。

TMOD寄存器

TCON也被分成两部份，高4位用于定时/计数器，低4位则用于中断。当计数溢出后TF1就由0变为1。原来TF1在这儿！那么TR0、TR1又是什么呢？

定时器0运行控制位TR0：用来开启定时器0，把TR0置1，TR0=1；就开启了定时器。

总中断EA：用来开启全局中断，ET0、1、2：各个定时器中断位。使用中断位只用将其置1就行，例如EA=1；ET0=1。

TCON寄存器

实践

例1：定时器查询方式

<code>\t\t\t\tORG\t\t0000H
  \t\t\tAJMP \tSTART
\t\t\t\tORG \t30H
START:\tMOV \tP1,#0FFH\t\t\t\t;关所 灯
\t\t\t\tMOV \tTMOD,#00000001B ;定时器0工作于方式1
\t\t\t\tMOV \tTH0,#15H
\t\t\t\tMOV \tTL0,#0A0H \t\t\t;即数5536
\t\t\t\tSETB \tTR0 \t\t\t\t\t\t;定时/计数器0开始运行

LOOP:\t\tJBC \tTF0,NEXT \t\t\t\t;如果TF0等于1，则清TF0并转NEXT处
\t\t\t\tAJMP \tLOOP \t\t\t\t\t\t;否则跳转到LOOP处运行
NEXT:\t\tCPL \tP1.0
\t\t\t\tMOV \tTH0,#15H
        MOV \tTL0,#9FH\t\t\t\t;重置定时器的初值
\t\t\t\tAJMP \tLOOP
        
\t\t\t\tEND/<code>

键入程序，看到了什么？灯在闪烁了，这可是用定时器做的，不再是主程序的循环了。简单地分析一下程序，为什么用JBC呢？TF0是定时/计数器0的溢出标记位，当定时器产生溢出后，该位由0变1，所以查询该位就可知宇时时间是否已到。该位为1后，要用软件将标记位清0，以便下一次定时时间到时该位由0变1，所以用了JBC指令，该指位在判1转移的同时，还将该位清0。

以上程序是可以实现灯的闪烁了，可是主程序除了让灯闪烁外，还是不能做其他的事啊！不，不对，我们可以在LOOP：……和AJMP LOOP指令之间插入一些指令来做其他的事情，只要保证执行这些指令的时间少于定时时间就行了。那我们在用软件延时程序的时候不是也可以用一些指令来替代DJNZ吗？是的，但是那就要求你精确计算所用指令的时间，然后再减去相应的DJNZ循环次数，很不方便，而现在只要求所用指令的时间少于定时时间就行，显然要求低了。当然，这样的方法还是不好，所以我们常用以下的方法来实现。

程序2：定时器中断实现

<code>\t\t\t\tORG \t0000H
\t\t\t\tAJMP\tSTART
\t\t\t\tORG \t000BH \t\t\t\t\t;定时器0的中断向量地址
\t\t\t\tAJMP \tTIME0 \t\t\t\t\t;跳转到真正的定时器程序处
    \t\tORG \t30H
START:\tMOV \tP1,#0FFH \t\t\t\t;关所 灯
\t\t\t\tMOV \tTMOD,#00000001B ;定时/计数器0工作于方式1
\t\t\t\tMOV \tTH0,#15H
\t\t\t\tMOV \tTL0,#0A0H \t\t\t;即数5536
\t\t\t\tSETB \tEA \t\t\t\t\t\t\t;开总中断允许
\t\t\t\tSETB \tET0 \t\t\t\t\t\t;开定时/计数器0允许
\t\t\t\tSETB \tTR0 \t\t\t\t\t\t;定时/计数器0开始运行
LOOP: \tAJMP \tLOOP \t\t\t\t\t\t;真正工作时,这里可写任意程序
TIME0: \tPUSH \tACC\t\t\t\t\t\t\t;定时器0的中断处理程序
\t\t\t\tPUSH \tPSW \t\t\t\t\t\t;将PSW和ACC推入堆栈保护
\t\t\t\tCPL \tP1.0
\t\t\t\tMOV \tTH0,#15H
\t\t\t\tMOV \tTL0,#0A0H \t\t\t;重置定时常数
\t\t\t\tPOP \tPSW
\t\t\t\tPOP \tACC
\t\t\t\tRETI
        END/<code>

上面的例子中，定时时间一到，TF0由0变1，就会引发中断，CPU将自动转至000B处寻找程序并执行，由于留给定时器中断的空间只有8个字节，显然不足以写下所有有中断处理程序，所以在000B处安排一条跳转指令，转到实际处理中断的程序处，这样，中断程序可以写在任意地方，也可以写任意长度了。进入定时中断后，首先要保存当前的一些状态，程序中只演示了保存存ACC和PSW，实际工作中应该根据需要将可能会改变的单元的值都推入堆栈进行保护，本程序中实际不需保存护任何值，这里只作个演示。

仿真电路原理图

实物图

上面的两个程序运行后，我们发现灯的闪烁非常快，根本分辨不出来，只是视觉上感到灯有些晃动而已，为什么呢？我们可以计算一下，定时器中预置的数是5536，所以每计60000个脉冲就是定时时间到，这60000个脉冲的时间是多少呢？我们的晶振是12M，所以就是60000微秒，即60毫秒，因此速度是非常快的。如果我想实现一个1S的定时，该怎么办呢？在该晶振濒率下，最长的定时也就是65。536个毫秒啊！上面给出一个例子。

汇编代码

<code>;/*******************************************************************************
;*  标题:                  定时器中断计数1s\t\t\t\t                        \t\t*
;*\t\t\t  \t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t    \t  \t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t \t\t *\t\t
;*  连接方法：P1.0       LED                                               \t\t*
;********************************************************************************
;*                         \t       \t\t\t\t\t\t\t\t\t\t        \t\t\t\t\t\t\t\t\t*
;********************************************************************************/ 

 \t\t\tORG   0000H
 \t\t\tLJMP  MAIN
 \t\t\tORG   001BH   ;定时中断入口地址
 \t\t\tLJMP  INSER
 \t\t\tORG   0030H

 MAIN: MOV TMOD ,  #01H
       MOV TH0  ,  #03CH   ;装入定时器初值 (65536 - 50000)/0x100;\t 50MS计数  
\t   MOV TL0  ,  #0B0H
\t   SETB EA\t\t\t;打开总中断 
\t   SETB ET0\t\t\t;允许定时器/计数器1 中断   
\t   SETB TR0\t\t\t;开启定时器/计数器1 中断  
HERE:  SJMP  HERE\t\t ;原地踏步 

       ORG  0200H
INSER: MOV TH0  ,  #03CH
\t   MOV TL0  ,  #0B0H
\t   INC A
\t   CJNE A , #20 , LOOP\t;每隔20*50MS 翻转一次 
\t   CPL P1.0
\t   MOV  A , #00H
LOOP:  RETI
\t   END  /<code>

先自己分析一下，看看是怎么实现的？这里采用了软件计数器的概念，思路是这样的，先用定时/计数器0做一个50毫秒的定时器，定时时间到了以后并不是立即取反P10，而是将软件计数器中的值加1，如果软件计数器计到了20，就取反P10，并清掉软件计数器中的值，否则直接返回，这样，就变成了20次定时中断才取反一次P10，因此定时时间就延长了成了20*50即1000毫秒了。

这个思路在工程中是非常有用的，有的时候我们需要若干个定时器，可51中总共才有2个，怎么办呢？其实，只要这几个定时的时间有一定的公约数，我们就可以用软件定时器加以实现，如我要实现P10口所接灯按1S每次，而P11口所接灯按2S每次闪烁，怎么实现呢？对了我们用两个计数器，一个在它计到20时，取反P10，并清零，就如上面所示，另一个计到40取反P11，然后清0，不就行了吗？

c代码

<code>/*****************************************************************
*\t\t\t实验：\t\t\t\t定时器1s中断
*****************************************************************/
#include < reg51.h >
#include <intrins.h>

sbit LED=P1^0;  //定义 管脚

/***********************************************************
 定时器始化计数50MS
/**********************************************************/
void system0_Ini()
{
\t\tTMOD = 0x01; \t\t\t\t\t\t\t\t\t//选择模式1  16位计数 最大计数65536
\t\tTH0 = (65536 - 50000)/0x100;\t//12MHZ/12=1MHZ,1/1MHZ=0.000001S,=1US,
\t\tTL0 = (65536 - 50000)%0x100;
\t\tIE = 0x8A;   \t\t\t\t\t\t\t\t\t//开总中断，开定时器0中断\t
\t\tTR0  = 1;    \t\t\t\t\t\t\t\t\t//开启T0定时器
}

char NumVal=0;
/********主函数******************************************/
void main(void)
{ 
\t\tsystem0_Ini();
\t\twhile(1)
\t\t{

\t\t}
}

/**********************************************************
 T0 (50ms)中断
1S=50MS*20
************************************************************/
void T0zd(void) interrupt 1      \t//3定时器1的中断号  1定时器0的中断号 0外部中断1 2外部中断2  4串口中断
{
\t\tTH0 = (65536 - 50000)/0x100;
\t\tTL0 = (65536 - 50000)%0x100;
\t\t
\t\tif(NumVal++>20)
\t\t{
\t\t\t\t NumVal=0; 

\t\t\t\t LED=!LED;
\t\t}
}/<intrins.h>/<code>

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