51單片機定時器程式設計

• 2020 年 3 月 17 日
• 筆記

在我們的DIY電子時鐘里，需要用到單片機定時器來做秒的顯示，說是顯示，其實就是實現數碼管上「：」點的閃爍。這裡初步定義為每秒亮1次，亮0.5秒，滅0.5秒。實現顯示秒的功能。這裡也可以用DS1302的秒數據來做，但是實現起來麻煩，達到一樣的效果，我們追求的是程式越簡單越好，所以在此我們用單片機定時器來實現。

我們DIY時鐘板子上的單片機為STC15W408AS，單片機自帶IRC可調時鐘和搞可靠複位，為了降低功耗（工作頻率越低，功耗越小），本時鐘採用12M的工作頻率（燒寫程式是在軟體上選擇），那當定時器工作在12T模式下時，一個機械周期就是1us。

接下來我們就該看看單片機的數據手冊了。以下是今天我們需要關注的暫存器：

TCON為定時器T0和T1的控制暫存器，可以位定址（直接操作位）；TMOD是T0、T1工作方式控制暫存器，不可以位定址（只能操作暫存器），高四位控制T1，低四位控制T0；定時器的工作方式由TOMD暫存器中的M1和M0選擇，具體如上圖。

本例中我們要用T0實現1秒的定時時間，這裡我們用T0工作在方式0，也就是16位的自動重載方式（傳統的51單片機只有8位的自動重載，需要做高精度的定時時最好用自動重載方式）。我們不需要外部中斷來開啟定時器，所以GATE位=0，T0工作在定時模式，CT=0，所以我們TMOD暫存器的值為0x00；在TCON暫存器里和T0相關的位有TF0和TR0；TF0=0：T0中斷標誌位，當定時器中斷產生是，TF0自動置位，CPU相應中斷後硬體自動清零；TR0=1：開啟定時器，相當於定時器的開關。

除了這些暫存器外，定時器溢出後，也會產生中斷，所以還需要去設置中斷部分：

EA=1:，開啟總中斷，相當於中斷總開關；ET0=1；開啟定時器T0中斷，相當於中斷的子開關，只有中斷的總開關和相應的子開關都開啟後，CPU才能相應中斷訊號，具體請看中斷部分數據手冊。我們用的STC15W系列單片機屬於增強型單片機，為了和傳統51單片機兼容，還專門設有一個暫存器AUXR，此暫存器可設置T 0工作在1T還是12T模式，此處我們讓T0工作在12T模式下，AUXR=0x00。最後就是定時器的初值暫存器了，我們需要定時的時間是500ms，16位的定時器再12M頻率下最大定時時間為65535us，而我們需要的是500ms,明顯達不到，那我們就需要做組合定時的方式，這裡我們設定定時器的中斷頻率為10ms，那我們中斷1次後在中斷函數里將某個變數加1，當變數加到50的時候就是500ms,當變數加到100的時候就是1s了。這就是我們實現1s定時的思路。

具體實現程式如下：

如上圖中程式所示，定時器初始化時設置T0位16位自動重載模式，工作在12T模式，初值10ms，開啟定時器，開啟中斷。這樣定時器就工作了；在定時器中斷函數里，每次進入中斷後我們就給變數T_a自加1，當變數小於50的時候（小於500ms），讓D=1（D即為我們電路中控制秒顯示的那兩個點，高電平有效），大於50小於100的時候D=0，關閉秒顯示。這樣一來就實現了秒顯示在1秒內亮500ms,滅50ms了。上圖中中斷函數名後面的interrupt 1這是中斷函數的入口地址，C語言中叫中斷號（為小白說明，老司機略過），具體的個中斷對應的入口地址對照表如下圖(部分)：