51單片機定時(shí)器的應用

8051 系列 MCU 的基本結構包括：32 個(gè) I/O 口（4 組8 bit 端口）；兩個(gè)16 位定時(shí)計數器；全雙工串行通信；6 個(gè)中斷源（2 個(gè)外部中斷、2 個(gè)定時(shí)/計數器中斷、1 個(gè)串口輸入/輸出中斷），兩級中斷優(yōu)先級；128 字節內置RAM；獨立的 64K 字節可尋址數據和代碼區。中斷發(fā)生后，MCU 轉到 5 個(gè)中斷入口處之一，然后執行相應的中斷服務(wù)

處理程序。中斷程序的入口地址被編譯器放在中斷向量中，中斷向量位于程序代碼段的最低地址處，注意這里的串口輸入/輸出中斷共用一個(gè)中斷向量。8051的中斷向量表如下：

中斷源 中斷向量

---------------------------

上電復位 0000H

外部中斷0 0003H

定時(shí)器0 溢出 000BH

外部中斷1 0013H

定時(shí)器1 溢出 001BH

串行口中斷 0023H

定時(shí)器2 溢出 002BH

interrupt 和 using 都是 C51 的關(guān)鍵字。C51 中斷過(guò)程通過(guò)使用 interrupt 關(guān)鍵字和中斷號(0 到 31)來(lái)實(shí)現。中斷號指明編譯器中斷程序的入口地址中斷序號對應著(zhù) 8051中斷使能寄存器IE 中的使能位，對應關(guān)系如下：

IE寄存器 C51中的 8051的

的使能位 中斷號 中斷源

--------------------------------

IE.0 0 外部中斷0

IE.1 1 定時(shí)器0 溢出

IE.2 2 外部中斷1

IE.3 3 定時(shí)器1 溢出

IE.4 4 串口中斷

IE.5 5 定時(shí)器2 溢出

有了這一聲明，編譯器不需理會(huì )寄存器組參數的使用和對累加器A、狀態(tài)寄存器、寄存器B、數據指針和默認的寄存器的保護。只要在中斷程序中用到，編譯器會(huì )把它們壓棧，在中斷程序結束時(shí)將他們出棧。C51 支持所有 5 個(gè) 8051 標準中斷從 0 到 4 和在 8051 系列（增強型）中多達 27 個(gè)中斷源。

using 關(guān)鍵字用來(lái)指定中斷服務(wù)程序使用的寄存器組。用法是：using 后跟一個(gè)0 到3 的數，對應著(zhù) 4 組工作寄存器。一旦指定工作寄存器組，默認的工作寄存器組就不會(huì )被壓棧，這將節省 32 個(gè)處理周期，因為入棧和出棧都需要 2 個(gè)處理周期。這一做法的缺點(diǎn)是所有調用中斷的過(guò)程都必須使用指定的同一個(gè)寄存器組，否則參數傳遞會(huì )發(fā)生錯誤。因此對于using，在使用中需靈活取舍。

關(guān)于using：

您在文中說(shuō)明“這一做法的缺點(diǎn)是所有調用中斷的過(guò)程都必須使用指定的同一個(gè)寄存器組”是不是這個(gè)意思？

舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)：

定義一個(gè)函數

void func(unsigned char i) {

...

if(++i==0x12) {

...

}

...

}

有如下一個(gè)中斷函數

void int_0(void) interrupt 0 using 1 {

....

}

在默認狀態(tài)下，func使用寄存器組0(BANK0)，那么當int_0調用func時(shí)是否存在當傳遞參數時(shí)會(huì )造成參數傳遞錯誤？

謝謝！

如果在中斷服務(wù)函數 ISR 中使用寄存器，那么必須處理好 using 的使用問(wèn)題：

1、中斷服務(wù)函數使用 using 指定與主函數不同的寄存器組（主函數一般使用 Register bank 0）。

2、中斷優(yōu)先級相同的ISR 可用 using 指定相同的寄存器組，但優(yōu)先級不同的 ISR 必須使用不同的寄存器組，在 ISR 中被調用的函數也要使用 using 指定與中斷函數相同的寄存器組。

3、如果不用 using 指定，在 ISR 的入口，C51 默認選擇寄存器組0，這相當于中斷服務(wù)程序的入口首先執行指令：

MOV PSW #0

這點(diǎn)保證了，沒(méi)使用 using 指定的高優(yōu)先級中斷?？梢灾袛嗍褂貌煌募拇嫫鹘M的低優(yōu)先級中斷。

4、 使用 using 關(guān)鍵字給中斷指定寄存器組，這樣直接切換寄存器組而不必進(jìn)行大量的 PUSH 和 POP 操作，可以節省RAM空間，加速 MCU 執行時(shí)間。寄存器組的切換，總的來(lái)說(shuō)比較容易出錯，要對內存的使用情況有比較清晰的認識，其正確性要由你自己來(lái)保證。特別在程序中有直接地址訪(fǎng)問(wèn)的時(shí)候，一定要小心謹慎！至于“什么時(shí)候要用到寄存器組切換”，一種情況是：當你試圖讓兩個(gè)（或以上）作業(yè)同時(shí)運行，而且它們的現場(chǎng)需要一些隔離的時(shí)候，就會(huì )用上了。在 ISR 或使用實(shí)時(shí)操作系統RTOS 中，寄存器非常有用。

寄存器組使用的原則：

1、8051 的最低32 個(gè)字節分成 4 組 8 寄存器。分別為寄存器R0 到R7。寄存器組由PSW 的低兩位選擇。在 ISR 中，MCU 可以切換到一個(gè)不同的寄存器組。對寄存器組的訪(fǎng)問(wèn)不可位尋址，C51 編譯器規定使用 using 或 禁止中斷的函數（#pragma disable）均不能返回 bit 類(lèi)型的值。

2、主程序（main函數）使用一組，如 bank 0；低中斷優(yōu)先級的所有中斷均使用第二組，如 bank 1；高中斷優(yōu)先級的所有中斷均使用再另外一組，如 bank 2。顯然，同級別的中斷使用同一組寄存器不會(huì )有問(wèn)題，因為不會(huì )發(fā)生中斷嵌套；而高優(yōu)先級的中斷則要使用與低優(yōu)先級中斷不同的一組，因為有可能出現在低優(yōu)先級中斷中發(fā)生高優(yōu)先級中斷的情況。編譯器會(huì )自動(dòng)判斷何時(shí)可使用絕對寄存器存取。

3、在 ISR 中調用其它函數，必須和中斷使用相同的寄存器組。當沒(méi)用 NOAREGS 命令做明確的聲明，編譯器將使用絕對寄存器尋址方式訪(fǎng)問(wèn)函數選定（即用 using 或 REGISTERBANK 指定）的寄存器組，當函數假定的和實(shí)際所選的寄存器組不同時(shí)，將產(chǎn)生不可預知的結果，從而可能出現參數傳遞錯誤，返回值可能會(huì )在錯誤的寄存器組中。

舉一例子：當需要在中斷內和中斷外調用同一個(gè)函數，假定按照程序的流程控制，不會(huì )出現函數的遞歸調用現象，這樣的調用會(huì )不會(huì )出現問(wèn)題？若確定不會(huì )發(fā)生重入情況，則有以下兩種情況：

1、如果 ISR 和主程序使用同一寄存器組（主程序缺省使用BANK 0，若 ISR 沒(méi)有使用 using 為其指定寄存器區，則缺省也使用 BANK 0），則不需其他設置。

2、如果 ISR 和主程序使用不同的寄存器組（主程序缺省使用BANK 0，ISR 使用 using 指定了其他 BANK），則被調用函數必須放在：

#pragma NOAREGS

#pragma AREGS

控 制參數對中，指定編譯器不要對該函數使用絕對寄存器尋址方式；或者也可在 Options->C51，選中“Dont use absolute register accesses”，使所有代碼均不使用絕對寄存器尋址方式（這樣，執行效率將稍有降低）。不論以上的哪一種情況，編譯器均會(huì )給出重入警告，需手工更改 OVERLAY 參數，做重入說(shuō)明。

3、還有一種辦法：如果被調用函數的代碼不是很長(cháng)，還是將該函數復制一份，用不同的函數名代替，這種情況適合ROM有足夠多余的空間。

因此，對using關(guān)鍵字的使用，如果沒(méi)把握，寧可不用，交給編譯系統自己去處理好了。

interrupt xx using y

跟在interrupt 后面的xx 值得是中斷號，就是說(shuō)這個(gè)函數對應第幾個(gè)中斷端口，一般在51中

0 外部中斷0

1 定時(shí)器0

2 外部中斷1

3 定時(shí)器1

4 串行中斷

其它的根舉相應得單片機有自己的含義，實(shí)際上c載編譯的時(shí)候就是把你這個(gè)函數的入口地址方到這個(gè)對應中斷的跳轉地址

using y 這個(gè)y是說(shuō)這個(gè)中斷函數使用的那個(gè)寄存器組就是51里面一般有4個(gè) r0 -- r7寄存器，如果你的終端函數和別的程序用的不是同一個(gè)寄存器組則進(jìn)入中斷的時(shí)候就不會(huì )將寄存器組壓入堆棧返回時(shí)也不會(huì )彈出來(lái)節省代碼和時(shí)間

一般只有using 0,1,2,3