零基礎(chǔ)：學(xué)51單片機(jī)定時(shí)器

在這里，小編帶你一起從零開始學(xué)51單片機(jī)定時(shí)器。基于單片機(jī)的定時(shí)器電路原理圖如下所示：

　　我們學(xué)單片機(jī)是首先學(xué)的就是 led 閃爍，那是用延時(shí)程序做的，現(xiàn)在回想起來，這樣做不很恰當(dāng)，為什么呢?我們的主程序做了燈的閃爍，就不能再干其它的事了，難道單片機(jī)只能這樣工作嗎?當(dāng)然不是，我們能用定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)燈的閃爍的功能。

　　例 1：查詢方式

　　ORG 0000H

　　AJMP START

　　ORG 30H

　　START:

　　MOV P1,#0FFH ;關(guān)所 燈

　　MOV TMOD,#00000001B ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 工作于方式 1

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#0A0H ;即數(shù) 5536

　　SETB TR0 ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 開始運(yùn)行

　　LOOP:JBC TF0,NEXT ;如果 TF0 等于 1，則清 TF0 并轉(zhuǎn) NEXT 處

　　AJMP LOOP ;不然跳轉(zhuǎn)到 LOOP 處運(yùn)行

　　NEXT:CPL P1.0

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#9FH;重置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初值

　　AJMP LOOP

　　END AJMP LOOP

　　END

鍵入程序，看到了什么?燈在閃爍了，這可是用定時(shí)器做的，不再是主程序的循環(huán)了。簡單地分析一下程序，為什么用 JBC 呢?TF0 是定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 的溢出標(biāo)記位，當(dāng)定時(shí)器產(chǎn)生溢出后，該位由 0 變 1，所以查詢該位就可知宇時(shí)時(shí)間是否已到。該位為 1 后，要用軟件將標(biāo)記位清 0，以便下一次定時(shí)是間到時(shí)該位由 0 變 1，所以用了 JBC 指令，該指位在判 1轉(zhuǎn)移的同時(shí)，還將該位清 0。

　　以上程序是能實(shí)現(xiàn)燈的閃爍了，可是主程序除了讓燈閃爍外，還是不能做其他的事啊!不，不對，我們能在 LOOP：……和 AJMP LOOP 指令之間插入一些指令來做其他的事情，只要保證執(zhí)行這些指令的時(shí)間少于定時(shí)時(shí)間就行了。那我們在用軟件延時(shí)程序的時(shí)候不是也能用一些指令來替代 DJNZ 嗎?是的，但是那就要求你精確計(jì)算所用指令的時(shí)間，然后再減去對應(yīng)的 DJNZ 循環(huán)次數(shù)，很不方便，而現(xiàn)在只要求所用指令的時(shí)間少于定時(shí)時(shí)間就行，顯然要求低了。當(dāng)然，這樣的辦法還是不好，所以我們常用以下的辦法來實(shí)現(xiàn)。

　　程序 2：用中斷實(shí)現(xiàn)

　　ORG 0000H

　　AJMP START

　　ORG 000BH ;定時(shí)器 0 的中斷向量地址

　　AJMP TIME0 ;跳轉(zhuǎn)到真正的定時(shí)器程序處

　　ORG 30H

　　START:

　　MOV P1,#0FFH ;關(guān)所 燈

　　MOV TMOD,#00000001B ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 工作于方式 1

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#0A0H ;即數(shù) 5536

　　SETB EA ;開總中斷允許

　　SETB ET0 ;開定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 允許

　　SETB TR0 ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 開始運(yùn)行

　　LOOP: AJMP LOOP ;真正工作時(shí),這里可寫任意程序

　　TIME0: ;定時(shí)器 0 的中斷處理程序

　　PUSH ACC

　　PUSH PSW ;將 PSW 和 ACC 推入堆棧保護(hù)

　　CPL P1.0

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#0A0H ;重置定時(shí)常數(shù)

　　POP PSW

　　POP ACC

　　RETI

　　END

　　上面的例程中，定時(shí)時(shí)間一到，TF0 由 0 變 1，就會(huì)引發(fā)中斷，CPU 將自動(dòng)轉(zhuǎn)至 000B處尋找程序并執(zhí)行，由于留給定時(shí)器中斷的空間只有 8 個(gè)字節(jié)，顯然不足以寫下所有有中斷處理程序，所以在 000B 處安排一條跳轉(zhuǎn)指令，轉(zhuǎn)到實(shí)際處理中斷的程序處，這樣，中斷程序能寫在任意地方，也能寫任意長度了。進(jìn)入定時(shí)中斷后，首先要保存當(dāng)前的一些狀態(tài)，程序中只 演示了保存存 ACC 和 PSW，實(shí)際工作中應(yīng)該根據(jù)需要將可能會(huì)改變的單元的值都推入堆棧進(jìn)行保護(hù)(本程序中實(shí)際不需保存護(hù)任何值，這里只作個(gè)演示)。

上面的兩個(gè)單片機(jī)程序運(yùn)行后，我們發(fā)現(xiàn)燈的閃爍非?？欤痉直娌怀鰜?，只是視覺上感到燈有些晃動(dòng)而已，為什么呢?我們能計(jì)算一下，定時(shí)器中預(yù)置的數(shù)是 5536，所以每計(jì) 60000 個(gè)脈沖就是定時(shí)時(shí)間到，這 60000 個(gè)脈沖的時(shí)間是多少呢?我們的晶體震蕩器 是12M，所以就是 60000 微秒，即 60 毫秒，因此速度是非?？斓摹Ｈ绻蚁雽?shí)現(xiàn)一個(gè) 1S 的定時(shí)，該怎么辦呢?在該晶體震蕩器瀕率下，最長的定時(shí)也就是 65。536 個(gè)毫秒啊!上面給出 一個(gè)例程。

　　ORG 0000H

　　AJMP START

　　ORG 000BH ;定時(shí)器 0 的中斷向量地址

　　AJMP TIME0 ;跳轉(zhuǎn)到真正的定時(shí)器程序處

　　ORG 30H

　　START:

　　MOV P1,#0FFH ;關(guān)所 燈

　　MOV 30H,#00H ;軟件計(jì)數(shù)器預(yù)清 0

　　MOV TMOD,#00000001B ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 工作于方式 1

　　MOV TH0,#3CH

　　MOV TL0,#0B0H ;即數(shù) 15536

　　SETB EA ;開總中斷允許

　　SETB ET0 ;開定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 允許

　　SETB TR0 ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 開始運(yùn)行

　　LOOP: AJMP LOOP ;真正工作時(shí),這里可寫任意程序

　　TIME0: ;定時(shí)器 0 的中斷處理程序

　　PUSH ACC

　　PUSH PSW ;將 PSW 和 ACC 推入堆棧保護(hù)

　　INC 30H

　　MOV A,30H

　　CJNE A,#20,T_RET ;30H 單元中的值到了 20 了嗎?

　　T_L1: CPL P1.0 ;到了,取反 P10

　　MOV 30H,#0 ;清軟件計(jì)數(shù)器

　　T_RET:

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#9FH ;重置定時(shí)常數(shù)

　　POP PSW

　　POP ACC

　　RETI

　　END

先自己分析一下，看看是怎么實(shí)現(xiàn)的?這里采用了軟件計(jì)數(shù)器的概念，思路是這樣的，先用定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 做一個(gè) 50 毫秒的定時(shí)器，定時(shí)是間到了以后并不是立即取反 P10，而是將軟件計(jì)數(shù)器中的值加 1，如果軟件計(jì)數(shù)器計(jì)到了 20，就取反 P10，并清掉軟件計(jì)數(shù)器中的值，不然直接返回，這樣，就變成了 20 次定時(shí)中斷才取反一次 P10，因此定時(shí)時(shí)間就延長了成了 20*50 即 1000 毫秒了。

　　這個(gè)思路在工程中是非常有用的，有的時(shí)候我們需要若干個(gè)定時(shí)器，可 51 中總共才有 2個(gè)，怎么辦呢?其實(shí)，只要這幾個(gè)定時(shí)的時(shí)間有一定的公約數(shù)，我們就能用軟件定時(shí)器加以實(shí)現(xiàn)，如我要實(shí)現(xiàn) P10 口所接燈按 1S 每次，而 P11 口所接燈按 2S 每次閃爍，怎么實(shí)現(xiàn)呢?對了我們用兩個(gè)計(jì)數(shù)器，一個(gè)在它計(jì)到 20 時(shí)，取反 P10，并清零，就如上面所示，另一個(gè)計(jì)到 40 取反 P11，然后清 0，不就行了嗎?這部份的程序如下

　　ORG 0000H

　　AJMP START

　　ORG 000BH ;定時(shí)器 0 的中斷向量地址

　　AJMP TIME0 ;跳轉(zhuǎn)到真正的定時(shí)器程序處

　　ORG 30H

　　START:

　　MOV P1,#0FFH ;關(guān)所 燈

　　MOV 30H,#00H ;軟件計(jì)數(shù)器預(yù)清 0

　　MOV TMOD,#00000001B ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 工作于方式 1

　　MOV TH0,#3CH

　　MOV TL0,#0B0H ;即數(shù) 15536

　　SETB EA ;開總中斷允許

　　SETB ET0 ;開定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 允許

　　SETB TR0 ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 開始運(yùn)行

　　LOOP: AJMP LOOP ;真正工作時(shí),這里可寫任意程序

　　TIME0: ;定時(shí)器 0 的中斷處理程序

　　PUSH ACC

　　PUSH PSW ;將 PSW 和 ACC 推入堆棧保護(hù)

　　INC 30H

　　INC 31H ;兩個(gè)計(jì)數(shù)器都加 1

　　MOV A,30H

　　CJNE A,#20,T_NEXT ;30H 單元中的值到了 20 了嗎?

　　T_L1: CPL P1.0 ;到了,取反 P10

　　MOV 30H,#0 ;清軟件計(jì)數(shù)器

　　T_NEXT:

　　MOV A,31H

　　CJNE A,#40,T_RET ;31h 單元中的值到 40 了嗎?

　　T_L2:

　　CPL P1.1

　　MOV 31H,#0 ;到了,取反 P11,清計(jì)數(shù)器,返回

　　T_RET:

　　MOV TH0,#15H

　　MOV TL0,#9FH ;重置定時(shí)常數(shù)

　　POP PSW

　　POP ACC

　　RETI