STM51单片机学习记录（三）定时器与中断系统

1.简介

51单片机的定时器属于单片机的内部资源，其电路的连接和运转均在单片机内部完成定时器作用：

1. 用于计时系统，可实现软件计时，或者使程序每隔一固定时间完成一项操作
2. 替代长时间的Delay，提高CPU的运行效率和处理速度
3. ……

定时器个数：3个（T0、T1、T2），T0和T1与传统的51单片机兼容，T2是STM89C52单片机增加的资源。

注意：定时器的资源和单片机的型号是关联在一起的，不同的型号可能会有不同的定时器个数和操作方式，但一般来说，T0和T1的操作方式是所有51单片机所共有的。

2.定时器

STC89C52的T0和T1均有四种工作模式：

模式0：13位定时器/计数器

模式1：16位定时器/计数器（常用）

模式2：8位自动重装模式

模式3：两个8位计数器工作

其中最常用的模式1框图如下：

16位定时器可表示的最大数字为65535，每隔65535个时钟脉冲，定时器就会向中断系统发出中断申请。基于此，我们可以设置初值，来实现任意时长的定时效果。初值的大小可以在TH0与TL0寄存器中设置。下面是对模式1框图的一些讲解：

3.中断系统

由于整个过程涉及到中断系统，因此在写对应函数时，需要加上对应的中断号。对应关系如下图所示：

一些相关的寄存器如下图所示：

4.定时器初始化函数编写

在写实际代码的时候，通常将定时器以单独文件保存，对于任何一个定时器，我们都需要对它进行初始化，来配置一些最基础的参数。

首先配置TMOD（定时器模式寄存器），下面是每一位的具体含义：

由于模式一默认使用定时器0，因此对于TMOD我们只需要操作其末四位：

末两位M1和M0用于选择定时器模式，我们常用模式1则该两位置01。

CT位用于确认使用定时器还是计数器，我们使用定时器则该位置0。

GATE门控位，置0时只使用TR寄存器就可以控制定时器开关，置1时还需要配置INT0才可控制定时器开关，我们将该位置0。

由此得到最终的结果：TMOD的低四位置0001。

由于TMOD不可位寻址，因此我们需要对TMOD整体赋值。同时，为了只改变定时器0的配置而不影响定时器1的配置（只操作低四位），我们使用与操作和或操作来完成：

TMOD&=0XF0;	//低四位清零，高四位不变
TMOD|=0X01;	//最低位置一，高四位不变

然后设置初值，我们设定定时器的时长为10ms，则对应的计算过程和最终结果如下：

TH0=0XDC;	//11.0592MHZ的晶振频率，12分以后为0.9216MHZ，约1.08mius晶振一次
TL0=0X00;	//10000mius(10ms)需要晶振9216次，65535-9216+1=0XDC00（必须严格大于65535才会溢出）

根据模式1框图可知，定时器是通过累计脉冲次数产生溢出，从而触发中断，并执行中断程序，在触发中断时会将TF位置1，我们在初始化时将其置0。

同时，由于我们将GATE门控位置0，我们只需要将TR0置1即可启动定时器。

两者的配置代码如下：

TF0=0;
TR0=1;

参考STC89C52系列中断系统结构图可知，想要Timer0执行中断，还需要将ET0（允许Timer0发生中断）和EA（允许中断的总开关）置1，将PT0（用于控制中断优先级，默认置0，即低优先级）置0，即：

ET0=1;
EA=1;
PT0=0;

这样，一个定时器初始化函数就写好了：

void Timer0_Init()
{
	//TMOD=1;
	TMOD&=0XF0;	//低四位清零，高四位不变
	TMOD|=0X01;	//最低位置一，高四位不变
	TF0=0;
	TR0=1;
	TH0=0XDC;	//11.0592MHZ的晶振频率，12分以后为0.9216MHZ，约1.08mius晶振一次
	TL0=0X00;	//10000mius(10ms)需要晶振9216次，65535-9216+1=0XDC00（必须严格大于65535才会溢出）
	ET0=1;
	EA=1;
	PT0=0;
}

5.定时器中断函数编写

我们在配置好定时器以后，还需要对中断函数进行配置。定时器初始化函数相当于定好了一个闹钟，而定时器中断函数则相当于制定了“闹钟响后做什么事情”的计划表，这样才是一个完成的流程。

下面先给出模板代码，然后再进行讲解：

void Timer0_Routine() interrupt 1
{
	static unsigned int T0Count;
	TL0 = 0x00;		//设置定时初值
	TH0 = 0xDC;		//设置定时初值
	T0Count++;
	if(T0Count>=50)
	{
		T0Count=0;
        	P2_0=~P2_0;
	}
}

我们在定时器初始化函数中，设定该定时器为一个“每过10ms中断一次的定时器”，假设我们需要实现每过500ms亮或灭一次LED灯,那么可以通过设置静态变量T0Count来实现。每过10ms，定时器执行该中断程序，使得T0Count自增1。需要注意的是，每次中断执行时需要重新设定初值，否则定时器将从0开始累计脉冲，无法正常工作。

当中断执行10次，即过了500ms以后，执行反转P2_0的操作。同时将T0Count归零，进入下一个循环。

以上只是一个示例，具体在初始化时设定定时器大小为多少，中断函数需要执行几次定时中断才触发对应事件均可自行更改完成。