51单片机定时器中断原理与应用

本文档详细介绍了51单片机中定时器中断的使用，包括相关寄存器的配置、中断处理过程以及一个简单的时钟实现示例。 在51单片机中，定时器中断是重要的功能之一，常用于实现定时任务和脉冲计数。定时器中断涉及到几个关键的寄存器，包括工作方式寄存器（TMOD）、定时器/计数器控制寄存器（TCON）和中断允许控制寄存器（IE）。 1. 工作方式寄存器（TMOD） TMOD寄存器用于设定定时器的工作模式。它的低四位（GATE0, C/T0, M10, M00）控制定时器0，高四位（GATE1, C/T1, M11, M01）控制定时器1。其中，C/T位决定定时器工作在定时模式还是计数模式，M1和M0位则用于选择四种工作方式： - 方式0：13位定时器，低5位用于定时，溢出后重装初值。 - 方式1：16位定时器，全16位参与定时。 - 方式2：8位自动重装载定时器，低8位定时，溢出后自动装载高8位的值。 - 方式3：两个独立的8位计数器，仅适用于定时器1。 2. 定时器/计数器控制寄存器（TCON） TCON寄存器用于启动/停止定时器及设置中断标志位。TF0和TF1是定时器0和定时器1的溢出中断请求标志，TR0和TR1是运行控制位，分别控制定时器0和定时器1的启停。GATE位用于门控，当设置为1时，启动定时器需要外部中断引脚INT0/1也为高电平。 3. 中断允许控制寄存器（IE） IE寄存器中的ET0和ET1分别控制定时器0和定时器1的中断是否允许。EA位是全局中断允许位，当EA为1时，所有中断都被允许。 4. 定时器溢出中断的处理过程 - 设置定时器工作方式：通过TMOD寄存器设定所需的工作模式。 - 装载初值：根据所需定时时间计算并装载初值。 - 开启中断允许：通过设置IE寄存器中的相关位开启定时器中断。 - 开启总中断：设置EA位，允许所有中断。 - 启动定时器：通过设置TCON寄存器的TR0或TR1启动定时器，等待溢出中断请求。 5. 实现简单时钟 在这个示例中，使用了定时器0，工作在方式1（16位定时器模式），以每50毫秒产生一次中断。计算出定时50毫秒所需的初值（TH0和TL0），并使用动态数码管显示时间。实际的定时时间与单片机的晶振频率有关，晶振频率决定了机器周期、指令周期和时钟周期。 总结来说，51单片机的定时器中断功能通过配置相关寄存器，可以实现各种定时和计数任务，广泛应用于实时系统、脉冲发生、延时等应用场景。通过理解这些寄存器的工作原理和中断处理流程，开发者可以有效地利用定时器来实现复杂的功能。