STC15学习笔记 第二章 定时器和中断
时间：2022-09-24 09:30:00
一、外部中断
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在当前程序中，由于系统中急需处理，CPU暂停正在执行的程序，转而执行另一个特殊程序来处理紧急情况。CPU自动返回原暂停程序继续执行。由于外部原因，该程序在执行过程中中中断，称为中断。
中断服务函数：中断内核响应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。每个中断源对应一个固定的入口地址。当内核响应中断请求时，将暂停当前程序执行，然后跳转到入口地址执行代码。
五个中断请求源：
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 ：允许位整体中断；EA=1允许中断。
ES ：串行中断允许位(只能用于串行口通信)；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。
一般来说，有两个中断处理函数，一个是中断初始化函数，另一个是中断服务函数。初始化函数是一种普通函数，但中断服务函数有特殊的格式要求：
<1>中断函数没有回值，无参数。
<2>函数名后面有一个关键字interrupt,说明这是中断服务函数。
<3>在关键字interrupt后面跟上中断号，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.硬件设计过程
1.3代码设计
例如：
定义一个Working() 函数,使L指示灯不断闪烁。P32引脚定义为外部中断功能，按钮S在中断响应函数中，按钮会产生外部中断触发信号，LED8闪光熄灭。
从原理图可以看出，S1按键由P40控制，使用杜邦线P40和外部中断0，即P32相连。
中断初始化函数按上图写出，中断打开；
代码：
/***** STC15单片机开发系统演示程序 定义一个working() 函数,使L指示灯闪烁。将P32引脚定义为外部中断功能， 按键S在中断响应函数中，按钮会产生外部中断触发信号，LED8闪光熄灭。 硬件：按键S1对应的P4.0用线连接P3.2 MCU:STC15W4K56S4 ,晶体频率：22.1184MHz ****/ #include#include 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译码器控制端口 { switch(n) { 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 
