51单片机-定时器中断

本文详细介绍了STM32单片机定时器/计数器的工作原理、相关寄存器配置、工作模式,以及如何利用定时器中断实现LED闪烁、按键控制LED流水灯和计时功能。还涉及了中断系统的基础概念、中断结构和配置技巧。

目录

1.定时器/计数器

1.1.工作原理

1.2.相关寄存器

1.3.工作模式(模式1)

2.中断系统

2.1.中断的概念

2.2.中断结构

2.3.中断源

2.4.相关寄存器

3.如何配置定时器中断

4.实际应用

4.1.LED闪烁

4.2.独立按键控制LED流水灯

4.3.计时器

5.知识点

5.1.什么是静态局部变量


1.定时器/计数器

1.1.工作原理

工作原理:定时器在单片机内部就像一个小闹钟一样,根据时钟的输出信号,每隔“一秒”,计数单元的数值就增加一,当计数单元数值增加到“设定的闹钟提醒时间”时,计数单元就会向中断系统发出中断申请,产生“响铃提醒”,使程序跳转到中断服务函数中执行

1.2.相关寄存器

1.工作模式寄存器TMOD

  • GATE:门控制;GATE=0,仅有运行控制位TRx来控制定时/计数器的开启;GATE=1,由TRx和外部中断脉冲计数。(用于计算外部中断负跳变的次数)
  • C/T:计数器模式和定时器模式选择;C/T=0,选择定时器模式;C/T=1,选择计数器模式
  • M1/M0:选择定时/计数器的工作模式,如下表:

2.定时器/计数器控制寄存器TCON

  • TF0/ TF1: 是定时器中断标志(定时器0溢出标志位、定时器1溢出标志位)
  • TR0 /TR1: 打开相应的定时器(定时器0运行控制位,=1时启动定时器0、定时器1运行控制位,=1时启动定时器1);由软件清0关闭定时器0/1。当GATE=1,且INIT为高电平时,TR1置1启动定时器1;当GATE=0时,TR1置1启动定时器0/1。
  • IT0/IT1: 是外部中断的触发方式; =0时低电平触发,=1时负跳变触发。
  • IE0/IE1: 是外部中断的标志位

1.3.工作模式(模式1)

模式1:16位定时器/计数器,由TL0作为低8位,TH0作为高8位,组成了16位加1计数器 

当GATE=0(TMOD.3)时,如TR0=1,则定时器计数;GATE=1时,允许由外部输入INT0控制定时器0,这样可以实现脉宽测量;TR0位TCON寄存器内的控制位;

当C/T=0时,多路开关连接到系统时钟的分频输出,T0对时钟周期计数,T0工作在定时模式;

当C/T=1时,多路开关连接到外部脉冲输入P3.4/T0,即使=T0工作在计数模式;

2.中断系统

2.1.中断的概念

  • 中断:当CPU正在处理某项事务的时候,如果外界或者内部发生了紧急事件,要求CPU暂停正在处理工作而去处理这个紧急事件,待处理完后,再回到原来中断的地方,继续执行原来被中断的程序,这个过程称作中断;
### 关于51单片机定时器的应用实例 在蓝桥杯竞赛中,对于51单片机定时器的操作是一个重要的考点。下面提供一段基于51单片机的简单定时器应用示例代码,该例子展示了如何配置并启动一个定时器以实现特定时间间隔的任务执行。 #### 定时器初始化与使用案例 ```c #include <reg52.h> // 设置全局变量用于存储计数值 unsigned int count = 0; void Timer_Init(void){ TMOD = 0x01; // 设置T0为模式1 (16位定时器)[^4] TH0 = (65536-50000)/256; // 计算高字节初值, 假设系统频率为12MHz,则此设定可得到约5ms的时间延迟 TL0 = (65536-50000)%256; // 计算低字节初值 ET0 = 1; // 开启T0中断允许 EA = 1; // 总中断使能 } void main(){ Timer_Init(); // 初始化定时器 while(1){ // 主循环等待中断触发事件发生 if(count >= 200){ // 如果已经过了大约1秒(每20次中断代表一次完整的5ms*20=100ms) P1 = ~P1; // 切换P1端口状态作为LED闪烁信号输出 count = 0; // 清零计数器重新开始下一轮计时 } } } // 中断服务子程序定义 void Timer_ISR(void) interrupt 1{ TH0 = (65536-50000)/256; // 重载高字节初值 TL0 = (65536-50000)%256; // 重载低字节初值 TR0 = 1; // 启动定时器继续运行 count++; // 每当中断被调用则增加计数 } ``` 这段代码实现了利用51单片机内部定时器产生固定周期性的脉冲序列,并通过改变外部硬件连接可以很容易地观察到实际效果,比如让LED灯按照一定规律亮灭。这里采用的是最基础的方式来进行编程,在更复杂的情况下还可以考虑加入更多特性如PWM波形生成等功能[^3]。
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