[嵌入式]STC15学习笔记 第二章 定时器和中断

一、外部中断

实验用开发板型号：STC15W4K56S4

1.1简介

内核与外设之间的主要交互方式有两种:轮询和中断。轮询的方式貌似公平，但实际工作效率很低，且不能及时响应紧急事件;中断系统使得内核具备了应对突发事件的能力。
在执行CPU当前程序时，由于系统中出现了某种急需处理的情况，CPU暂停正在执行的程序，转而去执行另外一段特殊程序来处理出现的紧急事务，处理结束后，CPU自动返回到原来暂停的程序中去继续执行。这种程序在执行过程中由于外界的原因而被中间打断的情况，称为中断。
中断服务函数:内核响应中断后执行的相应处理程序。
中断向量:中断服务程序的入口地址。每个中断源都对应一个固定的入口地址。当内核响应中断请求时，就会暂停当前的程序执行，然后跳转到该入口地址执行代码。
5个中断请求源：
外部中断0：INT0 中断号：0
定时/计数器0：TF0 中断号：1
外部中断1： INT1 中断号：2
定时/计数器1： TF1 中断号：3
串口中断： RI/TI 中断号：4

1.2硬件设计

中断系统结构：

EA ：整体中断允许位；EA=1允许中断。
ES ：串行中断允许位（要在串行口通信中才能用到）；ES=1允许中断。
ET1 ：T1中断允许位；ET1=1允许中断。
EX1 ：INT1中断允许位；EX1=1允许中断。
ET0 ：T0中断允许位；ET0=1允许中断。
EX0 ：INT0中断允许位；EX0=1允许中断。
一般情况下，中断的处理函数有两个，其一为中断初始化函数，其二为中断服务函数。初始化函数就是一个普通的函数，而中断服务函数却有特殊的格式要求:
<1>中断函数没有返回值，也不能带参数。
<2>函数名后面要跟一个关键字interrupt,说明这是一个中断服务函数。
<3>在关键字interrupt后面要跟上中断号，说明这个中断服务函数是为那个中断服务的。
中断服务函数的格式为：
void 函数名() interrupt 中断号
{…… ……}

1.2.1硬件设计流程

1.3代码设计

例如：
定义一个Working() 函数,使L1指示灯不断闪烁。将P32引脚定义成外部中断功能，按键S1按键就会产生外部中断触发信号，在中断响应函数中，LED8闪亮一下熄灭。
由原理图可知，S1按键由P40控制，使用杜邦线将P40和外部中断0也就是P32相连。
根据上图写出中断初始化函数，打开中断；

代码：

/***** 
STC15单片机开发系统演示程序         
定义一个working() 函数,使L1指示灯不断闪烁。将P32引脚定义成外部中断功能， 
按键S1按键就会产生外部中断触发信号，在中断响应函数中，LED8闪亮一下熄灭。 
硬件：将按键S1对应的P4.0用线连接P3.2
MCU:STC15W4K56S4 ,晶体频率：22.1184MHz                            
****/  
#include <stc15.h>  
#include <intrins.h>  
  
void Delay(unsigned char t)       //@22.1184MHz延时1ms  
{  
   while(t)
   {
   		unsigned char i, j;
		_nop_();
		_nop_();
		i = 22;
		j = 128;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i); 
		t--;
	} 
}  
void HC138_Y(unsigned char n) //138译码器控制使能端口  
{  
    switch(n)  
    {  
        case 1:  //数码管---位码--控制输出Y1  
            P0 = ((P0&0xF8)|0x04);  
        break;  
        case 2:  //数码管---断码--控制输出Y2  
            P0 = ((P0&0xF8)|0x02);  
        break;  
        case 3:  //LED灯--控制输出Y3--控制输出Y3  
            P0 = ((P0&0xF8)|0x06);  
        break;  
        case 4:   //ULN2003--电机--继电器--控制输出Y4  
            P0 = ((P0&0xF8)|0x01);  
        break;  
    }  
}  
void working(void)  
{  
    HC138_Y(3);  
    P2 = 0x01;  
    P0 &= 0xF8;  
    Delay(100);  
    HC138_Y(3);  
    P2 = 0x00;  
    P0 &= 0xF8;  
    Delay(100);  
}  
  
void Init_INT0(void) //打开外部中断0  
{  
    IT0 = 1;  //设置为电平触发
    EX0 = 1;  //打开中断允许控制位
    EA = 1;  //打开总中断
}  
void INT0() interrupt 0  //P3.2端口对应的是外部中断0
{  
      
    HC138_Y(3);  
    P2 = 0x80;  
    P0 &= 0xF8;  
    Delay(100);  
    HC138_Y(3);  
    P2 = 0x00;  
    P0 &= 0xF8;  
    Delay100();  
}  
void main()  
{  
    P0M1=0;P0M0=0;  
    P1M1=0;P1M0=0;  
    P2M1=0;P2M0=0;  
    P3M1=0;P3M0=0;  
    
    Init_INT0(); //中断初始化  
    while(1)  
    {     
        working();  
    }  
} 

二、定时器

实验用开发板型号：STC15W4K56S4

2.1基础简介

定时器/计数器T0由特殊功能寄存器TH0，TL0构成；定时器/计数器T1由特殊功能寄存器TH1，TL1构成。

2.1.1定时器/计数器工作方式寄存器TMOD

8位分为两组，高4位控制T1，低4位控制 T0，不能位寻址。
TMOD 各位的功能如下：
(1）GATE：门控位
GATE=0，定时器/计数器是否计数，仅由控制位 TRx（x=0，1）来控制。
GATE-1，定时器/计数器是否计数，要由外中断号脚（IT0 或 IT1）上的电平与运行控制
位 TRx 两个条件共同控制。
（2)M1、MO：工作方式选择位
MI、MO 的4种编码，对应于 4种工作方式的选择，如下表所示。

(3）C/T：计数器模式和定时器模式选择位
C/T = 0，为定时器工作模式，对系统时钟 12 分频后的内部脉冲进行计数。
C/T = 1，为计数器工作模式，计数器对外部输入引脚 T0（p3.4)或T1（P3.5）的外部脉冲(负跳变）计数

2.1.2定时器/计数器工作方式寄存器TCON

TCON的字节地址为88H，可以位寻址，位地址为88H-8FH
TCON的低4位功能与外部中断有关，TCON 寄存器中与中断系统有关的各标志位的功能如下：
(1）TF1：片内定时器/计数器 T1 的溢出中断请求标志位。
当启动 T1计数后，定时器/计数器T1 从初值开始加 1计数，当计数溢出时，由硬件自动置
TE1 为1，向CPU 申请中断。CPU 响应TF1 中断时，TF1标志由硬件自动清零，TF1 也可由软件清零。
(2）TF0：片内定时器/计数器T0 的溢出中断请求标志位，功能与TF1 相同。
(3）IE1：外部中断请求1的中断请求标志位。
(4）IE0：外部中断请求0的中断请求标志位。
(5）IT1：选择外部中断请求1为跳沿触发方式还是电平触发方式。
IT1 = 0，为电平触发方式，加到引脚 INT1上的外部中断请求输入信号为低电平有效，并把IE1置“1”。转向中断服务程序时，则由硬件自动把 IE1 清零。
IT1 = 1，为跳沿触发方式，加到 脚 INT1上的外部中断请求输入信号电平从高到低的负跳沿
有效，并把 IE1 置“1”。转向中断服务程序时，则由硬件自动把 IE1 清零。
(6）IT0：选择外部中断请求。为跳沿触发方式还是电平触发方式，与IT1类似。
(7)TR1、TR0 ：计数运行控制位
TR1 位（或TR0 位）= 1，启动定时器/计数器计数的必要条件。
TR1位（或TR0 位）= 0，停止定时器/计数器计数。
该位可由软件置 1 或清零。

2.2硬件设计

时间设置：
定时时间计算：
<1>定时时间t，单位us

例如定时5ms， t = 50000，计算出X，X = 19456 = 0x4c00，将初值写入TH0和TL0寄存器即可，即：TH0 = 0x4c；TL0 = 0x00；
<2>定时时间t,单位us
TH0 = （65535-t)/256;
TL0 = (65535-t)%256;
//比如当晶振频率为11.0592M的晶振。
则每秒可产生机器周期为11.0592/12=0.9216M的机器周期，也就是921600个机器周期。50ms等于0.05秒，所以需要921600*0.05=46080个机器周期；定时器在方式1工作，为16位，最大值为65536，所以需设初值为65536-46080=19456；转为16进制为（4c00）,所以高位TH0=0x4c; TL0=0x00;

2.3代码设计

利用15单片机的定时/计数器T0的模式1实现间隔定时，每隔1秒L8指示灯闪烁一下， 也就是点亮0.5秒，熄灭0.5秒。

/***** 
STC15单片机开发系统演示程序         
利用15单片机的定时/计数器T0的模式1实现间隔定时， 
每隔1秒L8指示灯闪烁一下， 也就是点亮0.5秒，熄灭0.5秒。    
MCU:STC15W4K56S4 ,晶体频率：22.1184MHz                            
****/  
#include <stc15.h>  
#include <intrins.h>   
int count = 0;  
void Delay(unsigned char t)       //@22.1184MHz延时1ms  
{  
   while(t)
   {
   		unsigned char i, j;
		_nop_();
		_nop_();
		i = 22;
		j = 128;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i); 
		t--;
	} 
}  
void HC138_Y(unsigned char n) //138译码器控制使能端口  
{  
    switch(n)  
    {  
        case 1:  //数码管---位码--控制输出Y1  
            P0 = ((P0&0xF8)|0x04);  
        break;  
        case 2:  //数码管---断码--控制输出Y2  
            P0 = ((P0&0xF8)|0x02);  
        break;  
        case 3:  //LED灯--控制输出Y3--控制输出Y3  
            P0 = ((P0&0xF8)|0x06);  
        break;  
        case 4:   //ULN2003--电机--继电器--控制输出Y4  
            P0 = ((P0&0xF8)|0x01);  
        break;  
    }  
}    
  
void Init_Timer0(void) //打开外部中断0  
{  
    TMOD = 0x01;//TMOD寄存器，选择工作模式  
    TH0 = (65535-50000)/256;//时间计算50ms  
    TL0 = (65535-50000)%256;  
     
    ET0 = 1;//打开定时器中断  
    EA = 1;//因为是选用定时器是T0，所以源允许处ET0要允许，才能往后执行  
    TR0 = 1;//启动定时器T0，此时开始定时计数  
}  
void INT0() interrupt 1  //打开定时器T0，中断号为1
{  
    TH0 = (65535-50000)/256;//时间计算  
  	TL0 = (65535-50000)%256;  
    count++;  
    if(count == 10)  //每次计数50ms，经过10次计数，500ms
    {  
        HC138_Y(3);  
      	 P2 = 0x80;  
        P0 &= 0xF8;  
        Delay(100);  
        HC138_Y(3);  
        P2 = 0x00;  
        P0 &= 0xF8;  
        Delay(100);  
        count = 0;  //标志位清0
    }  
      
}  
void main()  
{  
    P0M1=0;P0M0=0;  
    P1M1=0;P1M0=0;  
    P2M1=0;P2M0=0;  
    P3M1=0;P3M0=0;     
    Init_Timer0(); //打开中断  
    while(1)  
    {     
    }  
} 

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