硬件开发（2）—单片机（2）-优快云博客

1.GPIO

GPIO：Genral Purpose Input/Output，GPIO是51单片机和外界交互最基本的方式

输出模式：单片机给定引脚一个电平（高电平(5V) 低电平(0V)）,控制引脚实现高低电平

输入模式：检测引脚电平变化

2.按键

1.按键K1，两个引脚被接到GND和P1_4引脚，当K1按键被按下时，P1_4引脚会和GND短路到一起，P1_4引脚会呈现低电平

2.判断按键是否被按下：只需要检测对应的引脚是否为低电平

e.g.P1 4 引脚是否为低电平：
P1 & 0001 0000 == 0

3.中断

1. 中断概念：CPU在执行一个任务时，被外界更为紧急的事件打断，转而去执行更为紧急的任务，执行完后再回到刚才的地方继续向下执行，这一过程叫做中断

2. 中断源：打断CPU执行当前任务的事件/源头叫做中断源（51单片机中5个中断源）

3. 中断源分类：外部中断0、外部中断1、定时器0、定时器1、串口

4. 外部中断：单片机上的引脚电平变化所引发的中断（INT0（P3-2）、INT1(P3-3)）

5. 中断优先级：CPU再去处理中断任务时候，会去比较多个中断的优先级，优先去处理优先级高的中断

6. 中断嵌套：处理一个中断时，再嵌套另外的中断；51单片机只允许嵌套2层

7. 中断处理流程：

（1）中断源发出中断请求

（2）检查CPU是否响应中断及该中断源是否被屏蔽

（3）比较中断优先级

（4）保护现场

（5）执行中断服务函数（回调函数）

（6）恢复现场

4.中断相关寄存器

1. IE寄存器（中断允许寄存器）

（1）将IE寄存器中的bit7，EA置1，代表CPU能够响应所有中断

（2）将IE寄存器中的bit0，EX0置1，代表允许外部中断0产生中断

2.TCON寄存器(定时器寄存器)

（1）将TCON寄存器的bit1，IE0置1，代表向CPU发起中断请求，CPU响应完中断请求后，硬件清“0”

（2）将TCON寄存器的bit0，IT0置1，代表外部中断0下降沿触发中断

5.定时器

定时器：能够产生一个精准的定时，不同外设对时序的要求高（高电平和低电平时间是精准的）

51单片机内部有两个定时器，分别为timer0、timer1，所使用自增型定时器（计数器 16位）

Clock，时钟，CPU运行节拍，频率（Intel 2.1GHZ）

频率单位：HZ

时间单位：s

频率和时间关系：1/2.1GHZ s

51单片机：

晶振，晶体振荡器（12MHZ / 11.0592MHZ）

51单片机达不到12MHZ，将12MHZ进行12分频，12MHZ/12 = 1MHZ

51单片机完成一条指令运算：1/1MHZ = 1us

通过定时器0实现1ms定时：

1ms = 1000us

定时器初值：64535

6.定时器相关寄存器配置

8位自动重装载定时器：分为TL0和TH0两部分，1byte，实际参与计数的只有TL0，当TL0中的值加到255溢出后，再将TH0中的值重新装入到TL0中

1.TCON寄存器：

bit4置1，TMOD寄存器中的Gate位清0, 代表允许定时器开始计数

2.TMOD寄存器：

（1）定时器0->低四位清0

（2）将TMOD寄存器中的M0，bit0置1，代表定时器0工作在16位定时器/计数器模式

3.IE寄存器：

（1）将IE寄存器中的bit7置1，代表CPU能够响应所有中断

（2）将IE寄存器中的bit1置1，代表允许定时器0产生中断

4.流程

1. 先配置TMOD模式选择寄存器，将低四位清0，再将bit0置1代表工作在16位定时器

2. 向TH0和TL0中装入定时器的初值(1ms -> 64535)

3. 将TCON寄存器中的bit6置1，代表允许定时器开始计数

4. 将IE寄存器中的bit7和bit1置1，开启中断总开关和定时器0的子开关

5. 编写定时器0的中断服务函数