用C51单片机的外部中断设计1s定时器

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lanmanuesr

16511人浏览 · 2021-04-27 14:03:58

lanmanuesr · 2021-04-27 14:03:58 发布

徐晓峰

2021.4.27

51单片机给我们提供了2个计时器中断，分别是计时器0和计时器1，他们对应的优先级分别是1和3，开启计时器并允许其中断后，计时器会从给定的初始值开始，每个指令周期加1，直到加到65535，再加一时计时器溢出，计时器此时会进入中断，并执行中断服务函数。

虽然书上讲的很清楚了，但实际使用还是有些许差别，我自己是这样理解的

65536-50000的由来

假设我使用的单片机的晶振为12MHZ，其机器周期是1us，即每1us产生一次计数
如果设计一个1s的定时器，理论上是需要1*10^6个机器周期，但定时器T0只能对机器周期能进行最大65536次计数，很明显已经超过了，并不能直接采用T0的默认值
转下思维模式，取个65535之内的整数值，经过简单倍数关系即可转换为1s。很明显，50ms符合要求。即一次中断5 * 10⁴次，中断20次即为1s
但根据中断原理，T0中断器溢出时计数1次，但5 * 10⁴<65536,根本不会发生溢出。此时有需要转下思维模式，如果我给T0定时器附上初始值，使其从初试值开始计数，最终读数为65536发生溢出，中断一次。这个初始值就是65536和5 * 10⁴的差值

/256 和 %256 的由来

T0中断器由两个8位构成，低8位，即2⁸，满打满算也只能计数256个机械周期，当大于256个机械周期就必须采用高8位了。换而言之，高8位每增加1，低八位就装满一次。
故用初始值除以256取整，存入高8位。取余，即小于256次数，放入低8位。

TH0=(65536-50000)/256; 	     // (65536-50000)/256=60.6875
TL0=(65536-50000)%256;

这就是这两句话的由来

以下附上C51程序代码

#include<reg51.h>
#include<intrins.h>	
int flag=0;
sbit LED = P2^0;
void main()
{
	TMOD=0x10;          //工作于方式1
	//0 0 方式0 13位计数器 TMOD=0x00
	//0 1 方式1 16位计数器 TMOD=0x01
	//1 0 方式2 自动重装8位计数器 TMOD=0x02
	//1 1 方式3 T0分为2个8位独立计数器，T1为无中断重装8位计数器 TMOD=0x03
    EA=1;              // 中断允许
    ET1=1;						 // 中断1打开
	TH1=(65536-50000)/256; 	     // (65536-50000)/256=60.6875
	TL1=(65536-50000)%256;      
	TR1=1;
    while(1){}
}
void timer1(void) interrupt 3
{ 
  TH1=(65536-50000)/256;
	TL1=(65536-50000)%256;
  flag++;
	if (flag==20)	     //达到1s
		{
			flag	=0;
			LED=~LED;
		}	  			
}

实验原理图

很简单，只是在P2^0口加入了LED灯

拓展一下

如果要求做成流水灯呢？
有两种流水灯

一种是移位流水灯，采用移位方式，同时只能亮一个灯。
思路：在定时1s完成后加上自增量，该自增量随着秒数累次增加，当达到设计计数时清零。
代码如下：

#include<reg51.h>
#include<intrins.h>	
int flag=0;
sbit ledPort = P2;

void main()
{
	TMOD=0x10;          //工作于方式1
    EA=1;              // 中断允许
    ET1=1;						 // 中断1打开
	TH1=(65536-50000)/256; 	     // (65536-50000)/256=60.6875
	TL1=(65536-50000)%256;      
	TR1=1;
  while(1){}
}

void timer1(void) interrupt 3
{ 
	unsigned char i;
	TH1=(65536-50000)/256;
	TL1=(65536-50000)%256;
    flag++;
	if (flag==20)	     //达到1s
		{ 
		    i++;
			flag	=0;
			ledPort = ~(1<<i) ;
			i=(i+1)%8;
		}	  			
}

原理图如下所示：

另外一种是累计流水灯，采用累增方式，同时亮多个灯。
思路：在定时1s完成后加上自增量，该自增量随着秒数累次增加，当达到设计计数时清零。同时设置多重判断，根据自增量的值判断执行哪一种循环。
其实我这里的写法很蠢，像是没学过 c 的人，可惜实验的时间不够，就采用笨办法了，达到效果就行（狗头）。
高效率的写法应该与C输出九九表类似，采用双重For循环嵌套构成。
代码如下：

#include<reg51.h>
#include<intrins.h>	
#define ledPort  P2
int flag = 0;
sbit LED1 = P2^0;
sbit LED2 = P2^1;
sbit LED3 = P2^2;
sbit LED4 = P2^3;
sbit LED5 = P2^4;
sbit LED6 = P2^5;
sbit LED7 = P2^6;
sbit LED8 = P2^7;
unsigned char i ;
void main()
{
	
	TMOD=0x10;          //工作于方式1
  EA=1;              // 中断允许
  ET1=1;						 // 中断1打开
	TH1=(65536-50000)/256; 	     // (65536-50000)/256=60.6875
	TL1=(65536-50000)%256;      
	TR1=1;
	i=0;               //用于控制流水灯跳转
  while(1){}
}

void timer1(void) interrupt 3
{ 
  TH1=(65536-50000)/256;
	TL1=(65536-50000)%256;
  flag++;
	if (flag==20)	     //达到1s
		{
			i++;
			flag = 0;
					if(i==1)
					{
						LED1=0;
					}
						if(i==2)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
					}
						if(i==3)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=0;
					}				
						if(i==4)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=0;
						LED4=0;
					}				
						if(i==5)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=0;
						LED4=0;
						LED5=0;
					}
						if(i==6)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=0;
						LED4=0;
						LED5=0;
						LED6=0;
					}
						if(i==7)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=0;
						LED4=0;
						LED5=0;
						LED6=0;
						LED7=0;
					}
						if(i==8)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=0;
						LED4=0;
						LED5=0;
						LED6=0;
						LED7=0;
						LED8=0;
					}
					
					
					
						if(i==9)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=0;
						LED4=0;
						LED5=0;
						LED6=0;
						LED7=0;
						LED8=1;
					}
						if(i==10)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=0;
						LED4=0;
						LED5=0;
						LED6=0;
						LED7=1;
						LED8=1;
					}
						if(i==11)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=0;
						LED4=0;
						LED5=0;
						LED6=1;
						LED7=1;
						LED8=1;
					}
						if(i==12)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=0;
						LED4=0;
						LED5=1;
						LED6=1;
						LED7=1;
						LED8=1;
					}					
						if(i==13)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=0;
						LED4=1;
						LED5=1;
						LED6=1;
						LED7=1;
						LED8=1;
					}
						if(i==14)
					{
						LED1=0;
						LED2=0;
						LED3=1;
						LED4=1;
						LED5=1;
						LED6=1;
						LED7=1;
						LED8=1;
					}
						if(i==15)
					{
						LED1=0;
						LED2=1;
						LED3=1;
						LED4=1;
						LED5=1;
						LED6=1;
						LED7=1;
						LED8=1;
					}
						if(i==16)
					{
						LED1=1;
						LED2=1;
						LED3=1;
						LED4=1;
						LED5=1;
						LED6=1;
						LED7=1;
						LED8=1;
					}
						if(i==17)
						{
							i=0;
						}


		}	  			
}