定时器中断延时程序

定时器中断延时程序定时器中断延时程序 (1)该类型的delay()函数采用的延时是通过对变量进行递减或递增实现的，很难计算精确的延时时间。 (2)由于跑马灯的状态函数和延时函数是和主任务耦合到一起的，因此主任务的执行时间要对延时的时间产生影响。如图6-12所示，假设一个跑马灯的延时函数的延时时间是1s，但是由于主函数可能存在不同的分支，因此当主函数执行不同分支程序时，实际的跑马灯延时时间是不一样的。图6-12 程序分支对delay()函数的影响因此，对于某些对定时精度有要求的场合，例如某项工程需要跑马灯1s更换一个状态...

定时器中断延时程序 (1)该类型的delay()函数采用的延时是通过对变量进行递减或递增实现的，很难计算精确的延时时间。 (2)由于跑马灯的状态函数和延时函数是和主任务耦合到一起的，因此主任务的执行时间要对延时的时间产生影响。如图6-12所示，假设一个跑马灯的延时函数的延时时间是1s，但是由于主函数可能存在不同的分支，因此当主函数执行不同分支程序时，实际的跑马灯延时时间是不一样的。图6-12 程序分支对delay()函数的影响因此，对于某些对定时精度有要求的场合，例如某项工程需要跑马灯1s更换一个状态(最典型的例子就是时钟指示)，就不能采用变量递减或递增的延时方法，而要采用更加精确的中断定时方法。中断的概念在前面的章节已经有过详细讲解，这里不再赘述，与采用递增递减延时函数相比，采用中断来进行跑马灯的状态更换有以下几个优点。 (1)采用中断函数进行延时，可以精确保证延时的精度，即有效地保证跑马灯状态更换的频率; (2)采用中断函数进行跑马灯状态的更换，在进行延时期间，并不占用单片机资源，单片机可以执行其他的任务。采用中断延时函数来进行跑马灯状态更换的软件结构如图6-13所示，主程序和跑马灯状态变换程序是独立分开的，当中断发生时，主程序被打断，进行跑马灯状态的变换。 AT89S51单片机里有两个独立的计时器T0和T1，为了得到精确的定时中断，在这里采用T0的模式0来产生定时中断。如图6-14所示为T0工作于模式0时的结构图。图6-13 采用时间中断函数的程序结构图6-14 计时器T0的工作模式0 当T0工作于模式0时，相关需要配置的寄存器如下: (1)TMOD寄存器:TMOD寄存器是管理计时器T0和T1工作模式和相关配置的寄存器，寄存器内各位如图6-15所示，需要配置的功能位如下所示。 ?M10-M00:M10-M00用于选择T0的工作模式，工作于模式0时，T0是一个13位的定时器/计数器，如图6-14所示，THx和TLx分别为8bits和5bits长度，共为13位计数器。 ?C/T0#:如图6-14所示，C/T0#决定T0的工作方式是计时器还是计数器，当配置为0时，T0工作方式是计时器，T0的计数器由晶振脉冲时钟的6分频进行触发;而当配置为1时，T0工作方式是计数器，T0的计数器由来自T0引脚的外部脉冲进行触发，可以用于记录外部输入脉冲数。此处应将C/T0#配置为0。 ?GATE0:如图6-14所示，GATE0位决定T0的启动方式，当配置为0时，由TR0启动计时器;当配置为1时，由外部中断启动计时器。此处应将GATE0配置为0。图6-15 TMOD寄存器 (2)TCON寄存器:TCON寄存器是对T0和T1进行控制的寄存器，寄存器各位如图6-16所示，需要配置和使用的功能位如下: ? TR0:如图6-14所示，TR0控制计数器THx和TLx的停止与启动，该位由软件进行置位与复位，在模式0时，TR0置1为启动T0计数;TR0清零时为停止T0计数。 ?TF0:如图6-14所示，当T0计数器溢出时，TF0置1，并向CPU请求中断，当CPU响应时，硬件自动对TF0清零，同时TF0也可以由程序查询或清零。图6-16 TCON寄存器 (3)TH0和TL0:TH0和TL0在模式0下是一个13位长度的计数器，TH0为高8位，TLx为低5位。TH0和TL0在单片机复位时的初值都是0，当计数器累加溢出时产生中断，因此，为了得到指定频率的中断，必须要计算计数器的装载的初值，下面以产生2ms的中断为例。如图6-14所示，单片机的外部晶振脉冲在6分频以后对计数器T0进行触发，如使用的是24MHz的外部晶振，则触发的频率如下所示。 f = 24MHz/6 = 4MHz 则2ms共需要的触发数或计数值如下: 2ms * 4MHz = 8000 = 0x1F40 因此可知，需要计数8000后T0溢出产生中断，则T0的初始装载值如下: 2^13 – 8000 = 192 = 0x00C0 = 0000000011000000B; 因此T0计数器的初始装载值为0x00C0，需要注意的是，T0是由THx和TLx组成的，因此0x00C0要按照如图6-17所示的方式装载到THx和TLx中去，其中TH0的初始值为0x06，TL0的初始值为0x00。图6-17 T0计数器初始值的装载除了对计时器T0相关寄存器进行配置以外，为了使T0能够产生中断，还需要对单片机的中断寄存器IE进行配置，IE寄存器的结构如图6-18所示，需要配置的功能位如下: ?EA:EA位对AT89S51的所有中断进行管理，当EA置1时，单片机开放中断资源，当EA清零时，单片机屏蔽所有的中断请求。因此在完成必要的初始化后，需要产生中断时，EA位必须置1。 ?ET0:ET0位对T0产生的中断进行管理，当ET0置1时，T0溢出时，TF0置1将产生中断，当ET0清零时，T0产生的中断被屏蔽。图6-18 IE寄存器由前面的分析，可以得到采用T0计时器中断进行延时的跑马灯状态控制程序如下，该段代码采用龙舞花样作为示例。 /********************************************** * File: T0IntLEDsExample.c * Description: LEDs T0 Int Triggle * Created Date: 2007-09-14 * Last Modified: 2007-09-14 * Author: Jeffrey - Schicksal@126.com * Notes: None **********************************************/ #include #define TH0_VALUE 0x06 #define TL0_VALUE 0x00 unsigned int timer_tick; unsigned int timer_tick_1s; void LEDs_Move(); void LEDs_Error(); void LEDs_Gragon(); void TIMER_Init(); void TIMER_Start(); #ifndef true #define true 1 #endif #define TASK_1 1 #define TASK_2 2 /********************************************** * Function: main() * Input Variables: None * Return Variables: None * Usage: Program Entry *********************************************/ void main() { unsigned char System_Status = true; unsigned char System_Task = TASK_2; EA = 1; //开全局中断 TIMER_Init(); //初始化T0 TIMER_Start(); //启动T0 while(1) { // 程序主任务区 // ............ // 程序主任务区 if(System_Status != true) //当系统发生错误 { EA = 0; //关中断 LEDs_Error(); // 跑马灯指示错误 EA = 1; // 开中断 } } } /********************************************** * Function: LEDs_Move * Input Variables: None * Return Variables: None * Usage: System Normal Status Report *********************************************/ void LEDs_Move() { static unsigned char LEDs = 0x55; // 静态变量用于存储LEDs发光状态 P0 = LEDs; // LED间隔亮灭并移位 delay(LED_FLASH_T); // 延时 LEDs = ~LEDs; // 状态改变 } /********************************************** * Function: LEDs_Error * Input Variables: None * Return Variables: None * Usage: System Error Status Report *********************************************/ void LEDs_Error() { static unsigned char LEDs = 0x00; // 静态变量用于存储LEDs发光状态 P0 = LEDs; // LED警告报警亮灭 delay(LED_FLASH_T); // 延时 LEDs = ~LEDs; // 状态改变 } /********************************************** * Function: LEDs_Dragon * Input Variables: None * Return Variables: None * Usage: System Dragon LED Animation *********************************************/ void LEDs_Dragon() { static unsigned char Direction = 1; // 静态变量用于存储龙舞方向 static unsigned char LED_status = 0x0F; // 静态变量用于存储LEDs发光状态 if(Direction==1) { if(LED_status>=0x0F) LED_status=LED_status<<1; else if(LED_status==0x07) LED_status=0x0F; else if(LED_status==0x03) LED_status=0x07; else LED_status=0x03; if(LED_status==0xC0) Direction=0; } else { if(LED_status==0xE0) LED_status=0xF0; if(LED_status==0xC0) LED_status=0xE0; else if(LED_status<=0xF0) LED_status=LED_status>>1; if(LED_status==0x03) Direction=1; } P0=~LED_status; } /********************************************** * Function: TIMER_Init * Input Variables: None * Return Variables: None * Usage: T0 Initialization *********************************************/ void TIMER_Init(void) { ET0 = 0; // 关闭T0的中断 TMOD = 0x00; // T0工作在模式0 TCON = 0x00; // 暂时未启动T0 TL0 = TL0_VALUE; TH0 = TH0_VALUE; // 产生2ms中断 |24 MHz 晶振 ET0 = 1; // 打开T2的中断 timer_tick = 0; timer_tick_1s = 0; } /********************************************** * Function: timer0_interrupt * Input Variables: None * Return Variables: None * Usage: TIMER_Interrupt Service Routine *********************************************/ void timer0_interrupt(void) interrupt 5 using 1 { EA = 0; // 关全局中断 TF0 = 0; // 清中断标志 timer_tick++; // 2ms 500， if ( timer_tick == 500 ) // 1s = 2ms { timer_tick_1s += 1; // 秒计数增1 timer_tick = 0; // 2ms计数清零 void LEDs_Dragon(); // 龙舞花样状态变换 } TL0 = TL0_VALUE; // T0初值装载 TH0 = TH0_VALUE; // 产生2ms中断 |24 MHz 晶振 EA = 1; // 开中断 } /********************************************** * Function: TIMER_Start * Input Variables: None * Return Variables: None * Usage: Start T0 *********************************************/ void TIMER_Start() { TR0 = 1; // 启动T0 } 注意上面的代码有以下几个特点。 (1)跑马灯龙舞花样状态的变换由中断每一秒进行一次变换，在主程序结构中已经找不到龙舞花样的相关代码了，这和如图6-13所示结构是一致的。 (2)要使用计时器来进行延时操作，初始化操作是不可少的，例如初始化计时器T0 的工作模式、预装载计数器TH0和TL0的值、确定由软件启动还是由外部中断启动等，都是在函数void TIMER_Init(void)中完成的。注意:如果没有正确初始化计时器～计时器并不能够正常工作: (3)要使用计时器中断，除了要将计时器中断ET0进行使能配置以外，全局中断使能位EA也必须配置为使能，否则所有的中断都无法产生。

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