单片机定时器及中断的使用(含原创完整精讲例程)

三、中断服务子程序
STC89C52 单片机的中断级别及中断向量表
中断源
默认中断级别
INT0—外部中断 0
最高
T0—TC0 中断
第二
INT1—外部中断 1
第三
T1—TC1 中断
第四
TI/RI—串行口中断
第五
T2—定时器 2 中断
最低
中断号（C 语言用） 0 1 2 3 4 5
入口地址（汇编用） 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 002BH
dula=1;
P0=table[shi]; //送十位数据；
dula=0;
P0=0xff;
wela=1;
P0=0xfd;
//打开第二个数码管；
wela=0;
delay_ms(1);
/**********在第三个数码管上显示个位数字*********/
dula=1;
P0=table[ge];
//送个位数据；
ETx—TCx 中断使能位
ES—串行口中断使能位
EXx—外部中断 x 使能位
注意：使能某一中断时，必须将 EA 置 1。ET2 为 52 系列所有，51 系列没有 TC2。
5. 中断优先级寄存器 IP（B8H，可位寻址，服务清 0）
STC89C52 中断优先级寄存器 IP：
位符号 Reserved Reserved Reserved PS
dula=0;
P0=0xff;
wela=1;
P0=0xfb;
//打开第三个数码管；
wela=0;
delay_ms(1);
}
/************初始化函数**************/
void init()
{ wela=0; dula=0; temp=0;
//初始化数码管；
/****定时器初始化****/
STC89C52 定时器/计数器的使用
一、寄存器
1. 数据寄存器 TLx[1]（8AH，8BH，不可位寻址，复位清 0） 8 位寄存器，保存计数值的低 8 位。 THx（8CH，8DH，不可位寻址，复位清 0） 8 位寄存器，保存计数值的高 8 位。 工作原理：计数时，从 TL 开始加 1 计数，计满后想 TH 进位，直至 TH 溢出，置 TF 标
不使用定时器中断，而采用软件查询的方法，则需要软件清零。
TRx—Tx 运行控制位
置 0 时，关闭 Tx。
当 GATE=0 时，TRx=1，启动 Tx； 当 GATE=1 时，TRx=1 且 INTx=1 时，启动 Tx。 IEx—外部中断 x 请求标志 接收到外部中断后置 1，中断响应后，硬件清零。 ITx—中断触发方式选择位 ITx=0，引脚 INTx[5]上低电平触发中断； ITx=1，引脚 INTx 上下降沿触发中断。 注意：采用低电平触发方式时，低电平必须持续到该中断被 CPU 响应，同时在该中断 服务程序执行完之前，外部中断源必须被清除（INTx 要变高电平），否则将产生另一次中断。
秒执行一次下面的程序；
{ num=0;
//num 清零，重新计时；
temp++;
if(temp==120)
{ temp=0;
//在 000-119 轮流显示；
}
bai=temp/100;
shi=temp%100/10; ge=temp%10;
//将 3 位整数分解成 3 个单独的数字；
}
display(bai,shi,ge);
C51 的中断函数格式如下： void functionName() interrupt InterruptNum [using groupNum ] {……} 黑体为关键字，斜体为可编辑项，方括号内的为可选项。 函数名（functionName）可以是任何合法的标识符。中断号（InterruptNum）是编译器
注意，中断函数中一定不要写过多的处理语句，否则当前中断尚未处理完，下一次中断 又会到来，这样就会丢失中断。因此，中断服务子程序要高效、简洁。能在主程序中完成 的操作不要在中断函数中完成。
注：定时器的溢出率指该定时器溢出的频率，是两次计数溢出相差时间的的倒数。
四、例程
可将以下代码直接复制到.c 文件中。
4. 中断使能寄存器 IE（A8H，可位寻址，复位清 0）
STC89C52 中断使能寄存器 IE：
位符号 EA Reserved ET2
ES
ET1
EX1
ET0
EX0
位地址 AFH
--
ADH
ACH
ABH
AAH
A9H
A8H
高位在前。所有位均是置 1 开中断，置 0 关中断。
EA—全局中断（总中断）使能位
dula=0;
//段选锁存器锁存；
P0=0xff;
//"消影"，避免打开位选时，位选数据受之前段选数据的影响，
造成乱码显示；
wela=1;
//位选锁存器直通；
P0=0xfe;
//送位选数据；0xfe 表明选中第一个数码管；
wela=0;
//位选锁存器锁存；
delay_ms(1);
/**********在第二个数码管上显示十位数字**********/
PT1
PX1
PT0
PX0
位地址 --
--
--
BCH
BBH
BAH
B9H
B8H
所有位均是置 1 为高优先级，置 0 为低优先级。
PS—串行口中断优先级控制位
PT1—TC1 中断优先级控制位
PX1—外部中断 1 优先级控制位
PT0—TC0 中断优先级控制位
PX0—外部中断 0 优先级控制位
同优先级的中断请求，按默认顺序响应。
二、定时器的使用
由于定时器都是由初值计数直至溢出，因此最重要的就是设置计数器的初值。 假设需要定时器产生一次中断的事件为 t，计算初值的步骤如下：
1. 计算机器周期： Tm = 12×T T 为时钟周期，是时钟频率的倒数。
2. 计算需要计数的个数： 需要计数的个数为：N=t/Tm
3. 装填数据寄存器： 方式 0（13 位）：THx=(213 – N)/25，TLx=(213 – N)%25 方式 1（16 位）：THx=(216 – N)/28，TLx=(216 – N)%28 实际的初值即为 2n – N（n 为定时器位数），只需将其放入 TH 和 TL 中即可。对 TL 计数
识别不同中断的唯一标识，一定不能有误。工作组（groupNum）指示这个中断函数使用单 片机内存中 4 组工作寄存器中的哪一组，由于编译器会自动分配，常省略不写。
可以在中断函数中为定时器重装初值，这样，就可以实现间隔一定时间的中断。这种方 法会出现累积误差，减小误差的有效方法是使用方式 2，即初值自动重装的定时器方式。
EA=1; ET0=1;
//开总中断； //使能定时器 T0 中断；
TR0=1;
//启动定时器 T0；
}
/*********中断服务子程序**********/
void timer0() interrupt 1 //定时器 T0 中断服务子程序；
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
}
}
/**************延迟 1ms，12MHz 晶振***************/
void delay_ms(uint xms) //unsigned int 为 16 位整数，因此参数 xms 的值最大为 65535；
{
uint i,j;
for(i=xms;i>0;i--)
for(j=250;j>0;j--);
//数码管编码表（三个数码管均接到 P0 口），code 型占用程序空
void display(uchar,uchar,uchar); void delay_ms(uint); void init();
void main()
{ init();//初始化子程序
while(1)
{
if(num==20)
//num=20 时，已过去了 20*50ms=1s 时间（12MHz），即每
3. 控制寄存器 TCON（88H，可位寻址，复位清 0）
来自百度文库
位符号 TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
位地址 8FH
8EH
8DH
8CH
8BH
8AH
89H
88H
高位在前。后 4 位用于外部中断。
TFx—Tx 溢出标志位
Tx 计数溢出时，硬件置 1，并申请中断。进入中断服务子程序后，硬件自动清零。如果
TMOD=0x01;
//模式选择；T0、T1 均为定时器，T1 为方式 0（13 位，实
际本程序未使用 T1），T0 为方式 1（16 位）；
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
//装填初值，计 50,000 个数的时间是
50,000*12*(1/12M)= 50(ms)。12MHz 情况下恰好为 50ms。
#include<reg52.h>
//STC89C52
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar temp;
//需要显示的数值，用于分解为百位、十位、个位数字的原始数值；
uchar num;
//计时辅助变量；
uchar bai;
}
/*************数码管动态显示函数************/
void display(uchar bai,uchar shi,uchar ge)
{
/***********在第一个数码管上显示百位数字**********/
dula=1;
//段选锁存器直通；
P0=table[bai]; //送段选数据，百位数据；
//百位数字；
uchar shi; //十位数字；
uchar ge; //个位数字；
sbit dula=P2^6;
//段选锁存器的使能位；
sbit wela=P2^7;
//位选锁存器的使能位；
uchar code table[]={ 间，不会占用内存空间； 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71};
志，然后申请中断，CPU 进行中断处理。
2. 模式选择寄存器 TMOD（89H，不可位寻址，复位清 0）
高 4 位用于控制定时器 1，低 4 位用于控制定时器 0； GATE—门控制位
=0，TC[2]的启停仅由寄存器 TCON 中的 TRx 控制； =1，TC 的启停由外部中断引脚的电平状态和 TCON 中的 TRx 共同控制。 C/T—模式选择位 =0，定时器，对内部机器周期[3]计数； =1，计数器，对外部输入计数（由 Tx[4]引脚输入）； 注意：计数模式下，从采样到计数值更新需要 2 个机器周期（共 24 个时钟周期），因此， 时钟频率为 f MHz 时，最高计数频率为 1/2f MHz。 M1M0—工作方式选择位 =00，方式 0，13 位，TH 全用，TL 低 5 位； =01，方式 1，16 位，TH，TL 全用； =10，方式 2，8 位自动重装载定时器，当溢出时将 TH 存放的值自动重装入 TL； =11，方式 3，仅适用于 T0。定时器 0 此时作为双 8 位 TC。TL0 作为一个 8 位 TC， 通过标准定时器 0 的控制位控制。TH0 仅作为一个 8 位定时器，由定时器 1 的控制位控 制。 T1 停止计数。 注意：在方式 2 中，计数溢出后，CPU 会自动将 THx 中的值装入 TLx。因此，在定时器 启动前，在 THx 和 TLx 中装入的初值必须是相同的，以保证计数的准确性。
【说明】 1. 本文里类似的 x 均可取值为 0 或 1。 2. TC 指 Timer/Counter，即定时器/计数器。 3. 机器周期是单片机的基本操作周期，一个机器周期内单片机完成一项基本操作，如取指 等。一个机器周期包含 12 个时钟周期。时钟周期是时钟频率的倒数。 4. T0 对应引脚 P3.4，T1 对应 P3.5。 5. INT0 对应 P3.2 引脚，INT1 对应 P3.3 引脚。
范围取模即为 TL 的初值；对其取整，则为 TH 的初值。
编程时的步骤： 写定时器程序时，需要对定时器及中断寄存器进行初始化，过程如下： 1. 设置 TMOD，以确定 Tx 的工作方式； 2. 计算初值，并将初值写入 TH 和 TL； 3. 允许中断，如果使用中断方式，需要对寄存器 IE 中的位进行赋值； 4. 置位 TRx，启动定时或计数。
//重装计数器；
num++;
//约每 50ms 将 num 自增 1。
}