单片机应用技术

第4章 定时与中断系统
● 理论知识：
● 1、单片机定时器功能 ● 2、单片机中断系统的组成 ● 3、定时器和中断程序的设计方法 ● 4、C语言的函数定义与调用
● 技能：单片机中断和定时器程序的特殊调
试技巧

任务7 时间间隔为1s的流水灯控制
● 1、任务目的
通过单片机控制时间间隔为1s的流水 灯系统的制作，了解单片机定时器的结构 及定时器的工作方式设定、初始值设置等 基本技能。

● 4.2.2 函数调用
函数调用的一般格式为：
● 函数名 （实际参数列表）;

任务9 可控霓虹灯控制
● 1、任务目的
通过对采用1个按键输入的可控霓虹灯系统的 制作，了解单片机中断系统的结构及与中断巧。
● ●
//函数名：delay //函数功能：实现软件延时 //形式参数：unsigned char i; //i控制空循环的外循环次数，共循环i*255次 //返回值：无 void delay(unsigned char i) //延时函数，无 符号字符型变量i为形式参数 { unsigned char j,k; //定义无符号字符型变量j和k for(k=0;k<i;k++) //双重for循环语句实现软件 延时 for(j=0;j<255;j++); }
TMOD的低4位为T0的方式字段，高4 位为T1的方式字段，它们的含义完全相同。

● （1）M1和M0：方式选择位。
C/T
● （2）C/T ：功能选择位。 =0时，定时器工作方 C/T 式； =1时，计数器工作方式。 C/T ● （3）GATE：门控位。GATE=0，定时器/计数器 由软件控制位TR0或TR1控制启停；GATE=1，由 外部中断引脚和TRi位共同控制启停。

● void main() //主函数 ● { ● unsigned char i,w; ● TMOD=0x10; //设置T1为工作方式1 ● while(1) { ● w=0x01; //显示码初值为01H ● for(i=0;i<8;i++) ● { ● P1=~w; //w取反后送P1口，点亮相应LED灯 ● w<<=1; //点亮灯的位置移动 ● delay1s(); //调用1秒延时函数 ● } ● } ● }
● 2、任务要求
要求正常情况下8个霓虹灯依次顺序点亮，循 环显示，时间间隔为1s。按键按下后8个霓虹灯同 时亮灭一次，时间间隔为0.5s。用T1、工作方式1 编制延时程序，按键动作采用外部中断INT0实现。

●3、电路设计
一个按键与MCS-51系列单片机的外部 中断INT0的中断输入引脚连接，当按键按 下时，在 INT0引脚产生一个下降沿，向 CPU申请中断。

● 5、任务小结
在本任务中，在正常情况下运行主函 数main（），8个霓虹灯以1s时间间隔依次 顺序点亮，当按键按下后，当前显示模式 被中断，转去执行中断函数int_0（），使 显示模式发生变化。中断断是单片机系统 中的一个重要资源，可以大大提高单片机 的工作效率。

● 中断相关概念：
● （1）中断服务程序：CPU响应中断后，转 去执行相应的处理程序，该处理程序通常 称为中断服务程序。 ● （2）主程序：原来正常运行的程序称为主 程序。 ● （3）断点：主程序被断开的位置（或地址） 称为断点。 ● （4）中断源：引起中断的原因，或能发出 中断申请的来源，称为中断源。 ● （5）中断请求：中断源要求服务的请求称 为中断请求（或中断申请）。


● 4、程序设计
● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● 可控霓虹灯源程序： //程序：ex4_3.c //功能：可控信号灯程序 #include <reg51.h> //函数名：delay0_5s //函数功能：用T0的方式1编制0.5秒延时程序，假定系统采用12MHz晶振， 定时器1、工作方式1定时50ms，再循环10次即可定时到0.5秒 //形式参数：无 //返回值：无 void delay0_5s() { unsigned char i; for(i=0;i<0x0a;i++) // 设置10次循环次数 { TH0=0x3c; // 设置定时器初值 TL0=0xb0; TR0=1; // 启动T0 while(!TF0); // 查询计数是否溢出，即定时50ms时间到，TF0=0 TF0=0; // 50ms定时时间到，将定时器溢出标志位TF0清零 } }

● 4.2 C语言的函数
C语言都是由一个主函数main（）和若 干个子函数构成，有且只有一个主函数， 程序由主函数开始执行，主函数根据需要 来调用其他函数，其他函数可以有多个。

●4.2.1 函数分类和定义
从用户使用角度来看，函数有两种 类型：标准函数和用户自定义函数。

● ①方式1为16位定时/计数器工作方式，由 TL的8位和TH的8位组成。 ● ②定时： 12 16 ● 定时时间： t 2 a
f osc
● 计数初值：
12 216 t f osc a 12
● ③计数： a 216 x ● 计数初值：

●4.3 中断系统
● 4.3.1 什么是中断
● 1、中断及相关概念
中断是指通过硬件来改变CPU的运行方向。 计算机在执行程序的过程中，外部设备向CPU发 出中断请求信号，要求CPU暂时中断当前程序的 执行而转去执行相应的处理程序，待处理程序执 行完毕后，再继续执行原来被中断的程序。这种 程序在执行过程中由于外界的原因而被中间打断 的情况称为“中断”。

●3、定时/计数器控制寄存器TCON

● 4.1.2 定时/计数器的工作方式
● 1、工作方式0

● ①方式0为13位定时/计数器工作方式，由 TL的低5位和TH的8位组成。 ● ②定时： 12 13 ● 定时时间：t 2 a f osc

● //函数名：delay_t ● //函数功能：实现0.5秒～128秒延时 ● //形式参数：unsigned char t; ● // 延时时间为0.5秒×t ● //返回值：无 ● void delay_t(unsigned char t) ●{ ● unsigned char i; ● for(i=0;i<t;i++)delay0_5s(); ●}


● （2）定时/计数器的工作过程：
● ①设置定时/计数器的工作方式。
● ②设置计数初值。 ● ③启动定时/计数器。 ● ④计数溢出。

● 2、定时/计数器工作方式寄存器TMOD
● 1、标准函数

● 2、用户自定义函数
用户自定义函数必须先定义后调用，函 数定义的一般形式为：
● ● ● ● ● ● 函数类型 函数名（形式参数表）; 形式参数说明; { 局部变量定义; 函数体语句; }

● 例：
● ● ● ● ● ● ● ● ●

● void main() //主函数 ● { ● unsigned char i,w; ● EA=1; // 打开中断总允许位 ● EX0=1; // 打开外部中断0允许位 ● IT0=1; // 设置外部中断为边沿（下降沿）触发方式 ● TMOD=0x01; // 设置T0为工作方式1 ● while(1) { ● w=0x01; // 显示码初值为01H ● for(i=0;i<8;i++) ● { ● P1=~w; // w取反后送P1口，点亮相应LED灯 ● w<<=1; // 点亮灯的位置移动 ● delay_t(2);// 调用延时函数delay_t()，实际参数为2，延时1秒 ● } ● } ● }
● 2、任务要求
要求8个发光二极管依次顺序点亮，时 间间隔为1s。用T1的工作方式1编制1s延时 程序，实现流水灯的控制。

● 3、电路及器件

● 4、程序设计
● //程序：ex4_1.c ● //功能：间隔显示时间为1秒的流水灯程序 ● #include "REG51.H" //包含头文件REG51.H，定义了MCS-51单片机的特 殊功能寄存器 ● //函数名：delay1s ● //函数功能：用T1工作在方式1下的1秒延时函数，采用查询方式实现 ● //形式参数：无 ● //返回值：无 ● void delay1s() ● { ● unsigned char i; ● for(i=0;i<0x14;i++) //设置20次循环次数 ● { ● TH1=0x3c; //设置定时器初值为3CB0H ● TL1=0xb0; ● TR1=1; //启动T1 ● while(!TF1); //查询计数是否溢出，即定时50ms时间到，TF1=1 ● TF1=0; //50ms定时时间到，将T1溢出标志位TF1清零 ● } ● }
12 2 t f osc ● 计数初值： a 12
13
● ③计数： 13 a ● 计数初值： 2 x

● 例：用T0、工作方式0产生周期为100ms的 方波，晶振频率为12MHz。

● 2、工作方式1
f osc


● 计数初值： a 12 2 t f osc 12 ● ③计数： 8 ● 计数初值： a 2 x
8

● 例：用T1、工作方式2计数，每记满5次， 将P1.0取反。

● 4、工作方式3

● //函数名：int_0 ● //函数功能：外部中断0中断函数，当CPU响应外 部中断0的中断请求时，自动执行该函数，实现八 个信号灯闪烁 ● //形式参数：无 ● //返回值：无 ● void int_0() interrupt 0 //外部中断0的中断号为0 ●{ ● P1=0x00; //熄灭八个信号灯 ● delay0_5s(); //调用0.5秒延时函数 ● P1=0xff; //点亮八个信号灯 ● delay0_5s(); //调用0.5秒延时函数 ●}