定时器中断延时程序.doc

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：213 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 - S* Notes: None*/#include #define TH0_VALUE 0x06#define TL0_VALUE 0x00unsigned 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T0TIMER_Start();/启动T0while(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_status1;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_status1;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0TCON = 0x00;/ 暂时未启动T0TL0 = 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 500if ( timer_tick = 500 ) / 1s = 2ms timer_tick_1s += 1;/ 秒计数增1timer_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