项目二 感应开关垃圾桶项目+定时器
定时器
C51中的定时器和计数器是是同一个硬件电路支持的，通过寄存器配置的不同，就可以将他当作定时器或者计数器来使用。
确切的说，定时器和计数器区别是致使他们背后的计数寄存器加1的信号不同。
当适配为计时器模式时，每经过一个机械周期，计数存储器的值就加1。
而适配为计数器的时候，每来一个负跳变（下降沿信号）（信号从P3.4或者P3.5输入），就加1，从而达到计数的目的。
标准的C51中有两个定时器：T0和T1。C52相比C51多了一个T2.
概念解读：
- 定时器和计数器，电路一样。
- 定时器和计数器本质就是让单片机某个零件计数。
- 当定时器用的时候，靠内部振荡电路数数。
- 当计数器用的时候，数外面的信号，读取针脚的数据。
定时器怎么计时的：
定时器的本质原理：每经过一个机器周期就加1。
什么是晶振
晶振（晶体振荡器），又称数字电路的心脏，是各种电子产品里边必不可缺的一部分，数字电路的所有工作都离不开时钟，晶振的好坏、晶振电路的设计，会影响到整个系统的稳定性
什么是时钟周期----->晶振的倒数也就是11.0598Mhz的倒数
时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟频率的倒数，时钟周期也是计算机中最基本的，最小的时间单位，在一个时钟周期内，CPU仅仅能完成一个最基本的动作，时钟周期也是一个时间的量，更小的时钟周期就意味这更高的工作频率
什么是机器周期
机器周期也称是CPU周期，在计算机中，为了便于管理，常常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一个阶段完成一个基本的操作。完成一个基本操作所需要的时间是机器周期，一般来说，一个机器周期由若干个时钟周期（12个或者6个）组成。
加1经过了多少时间
.当晶振频率是11.0592Mhz的时候
.一个时钟周期就是：1/11059200 秒
.一个机器周期等于6个或者12个时钟周期，拿12个时钟周期来说:12/11059200 = 1.085微秒
.如果要定时20ms需要加多少下？
20000/1.085 = 18433下
.在哪里加1
在TH和TL寄存器中去加，默认是从0开始计数，最多可以加65536下，最长累计计时是71ms
配置定时器所需要的寄存器
.当T0定时器计数报表的时候，TCON寄存器中的TF0会变成1.
.由TL0和TH0可以设置计数的初值，因为有两个寄存器分别放计数数据的第八位和高八位，所以最大的计数范围是：0-71ms
.例如 要定时10ms
需要加 10 000 / 1.085 = 9216下
初值应该设置为：65536-9216 = 56320
转换为16进制是：0xDC00
所以寄存器TL0 = 0x00
寄存器TH0 = 0XDC
.如何知道爆表
TCON寄存器的bit5能表示爆表，当爆表的时候，硬件会将bit5位上的数据改成1.如果不用中断，需要软件置0
.怎么开始计数
TCON寄存器的bit4，通过编程让这个位为1的时候，开始计时。
.定时器使用是有很多的模式的
需要配置TMOD（定时器模式寄存器）,来选择寄存器模式，低4位为定时器0的模式选择，高4位为定时器1的模式选择。
代码：用定时器实现LED灯亮一秒灭一秒
#include <reg52.h>
sbit led = P3^7;
void main()
{
int cum = 0;
TMOD = 0x01; // 0000 0001 配置定时器0的工作模式，后两位为0 1为16位计数模式
TL0 = 0x00; //给一个初值，定时10ms
TH0 = 0xDC;
TF0 = 0; // 定时器0的溢出标志位，如果TL0和TH0爆表了，硬件置为1。
TR0 = 1; //开始计时
while(1)
{
if(TF0 == 1) //说明此时已经计时10ms
{
TF0 = 0; //因为没有使用中断，所以需要软件清0.
TL0 = 0x00; //重新给初值，定时10ms
TH0 = 0xDC;
cum++;
if(cum == 100) //说明已经定时了1ms
{
cum = 0;
led = !led; // led状态反转.
}
}
}
}
关于按位操作
配寄存器推荐用按位操作，清零的时候，需要清零的位与上0。
置1的时候需要置1的部分或上1.
例如：
void Timer0Init(void) //100微秒@11.0592MHz
{
AUXR |= 0x80; //定时器时钟1T模式
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TMOD |= 0x01; //设置定时器模式
TL0 = 0xAE; //设置定时初值
TH0 = 0xFB; //设置定时初值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
}
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
&= 是按位与运算 例如：TMOD的状态为1010 0010
此时与0xF0按位与的结果是 ： 1010 0010
1111 0000 = 1010 0000
也就是TMOD的高四位不变，将低四位清零
|= 是按位或运算 例如：TMOD的经过上一步的状态为1010 0000
此时与0x01按位或的结果是： 1010 0000
0000 0001 = 1010 0001
也就是将TMOD的高四位不变，低四位置1
这样做的好处就是，在即使不知道定时器1的模式选择的情况下，不影响定时器1的模式选择，来配置定时器0的模式选择
中断系统
当中央处理机CPU正在处理某件事情的时候外界发生了紧急的事件请求，要求CPU暂停当前的工作，转而去处理这个紧急事件，处理完之后，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作，这样的过程被称为时中断，规定每一个中断源有一个优先级别。CPU总是先响应优先级别最高的中断请求。
中断的嵌套：就是当CPU正在处理一个中断请求的时候，发生了请另外一个优先级比它还要高的中断请求，这是CPU会转去处理优先级高的请求。
打个比方：你的女朋友正在看电视，你来打过来一个电话，你的女朋友会先暂停电视和你通话（响应低级中断），这时候有人来给你女朋友送快递（响应高级中断），你女朋友会暂停和你的通话去拿快递，拿完之后，回来继续通话，你挂断电话，你的女朋友继续看电视。
中断查询次序
中断查询次序号
定时器中断
中断寄存器
CPU能响应定时器0中断的条件是：需要配置IE寄存器 bit1 ET0 和 bit7 EA
1.ET0中断允许要置一 ET0 = 1
2.EA总中断要置一 EA = 1
硬件内部设计逻辑如下
代码实现
#include <reg52.h>
sbit led = P3^7;
int cum = 0;
void initTime0()
{
// 1.0000 0001 配置定时器0的工作模式，后两位为0 1为16位计数模式
TMOD = 0x01;
//2.给一个初值，定时10ms
TL0 = 0x00;
TH0 = 0xDC;
// 3.定时器0的溢出标志位，如果TL0和TH0爆表了，如果没有使用定时器中断，需要软件手动置为0，硬件置为1。
TF0 = 0;
//4.开始计时
TR0 = 1;
//5.打开定时器0的中断
ET0 = 1;
//6.打开中断总开关
EA = 1;
}
void main()
{
initTime0();
while(1)
{
//空循环
}
}
void Time0Fun() interrupt 1 //设置定时器0中断函数，1为定时器0的中断号
{
cum++;
TL0 = 0x00; //重新给初值，定时10ms
TH0 = 0xDC;
if(cum == 100)
{
led =! led; //逻辑取反.
cum = 0;
}
}
PWM开发SG90舵机
PWM是脉冲宽度调制，通过占空比来传输信号
占空比：一个周期内，高电平所占的时间的比值
如何实现PWM波
1.通过芯片内部的PWM模块输出：由于本单片机采用STC89C系列的单片机，所以不具备硬件输出PWM的功能，stc89w系列可以实现
2.通过软件模拟
怎么控制舵机
向黄色信号线“灌入”PWM 信号
PWM波的频率不能太高，大概50hz，一个周期也就是20ms
数据：
0.5ms ----- 0度；
1.0ms ----- 45度；
1.5ms ----- 90度；
2.0ms ----- 135度；
2.5ms ----- 180度；
代码实现
#include <reg52.h>
sbit sg90_pwm = P1^1;
int cnt = 0;
int jd;
void Delay2000ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 15;
j = 2;
k = 235;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
void initTime0()
{
// 0000 0001 配置定时器0的工作模式，后两位为0 1为16位计数模式
TMOD = 0x01;
//给一个初值，定时0.5ms
TL0 = 0x33;
TH0 = 0xFE;
// 定时器0的溢出标志位，如果TL0和TH0爆表了，硬件置为1。
TF0 = 0;
//开始计时
TR0 = 1;
//打开定时器0的中断
ET0 = 1;
//打开中断总开关
EA = 1;
}
void main()
{
initTime0(); //初始化定时器
while(1)
{
jd = 4; //高点平的时间是2ms，旋转135度
cnt = 0;
sg90_pwm = 1;
Delay2000ms();
jd = 1;
cnt = 0;
sg90_pwm = 1;
Delay2000ms();
}
}
void Time0Fun() interrupt 1 //设置定时器0中断函数，1为定时器0的中断号
{
cnt++; //每次爆表，就自加
TL0 = 0x33; //重装一次初值
TH0 = 0xFE;
if(cnt < jd)
{
sg90_pwm = 1;
}
else
{
sg90_pwm = 0;
}
if(cnt == 40) //40*0.5 = 20ms
{
cnt = 0;
sg90_pwm = 1; //保证每个周期的最开始都是高电平
}
}
超声波模块 HC-SR04
时序图：
1.首先给trig引脚一个10us的高电平，表示触发信号，此时超声波模块发送波出去
2.当Echo中的信号由低变高，则表示发送波出去
3.当Echo中的信号由高变低，表示波回来了
4.高电平的时间就是声波发送到回来的时间
代码实现
#include <reg52.h>
/*
距离小于10cm,D5亮,D6灭，反之相反
Trig 1.5
Echo 1.6
*/
sbit D5 = P3^7;
sbit D6 = P3^6;
sbit Trig = P1^5;
sbit Echo = P1^6;
double Data;
double dis;
void Delay10us() //@11.0592MHz
{
unsigned char i;
i = 2;
while (--i);
}
void Delay500ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 4;
j = 129;
k = 119;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
void startHC() //给Trig口一个10us的高电平，表示触发信号
{
Trig = 0;
Trig = 1;
Delay10us();
Trig = 0;
}
void initTime0()
{
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式 0000 0001
TMOD |= 0x01; //将定时器0 配置为16位定时模式
//将TH和TL寄存器都配置成0
TL0 = 0;
TH0 = 0;
//先不要开始计数，等超声波模块有回响（即 Echo = 1）再开始计数。
}
void main()
{
initTime0();
while(1)
{
//触发信号
startHC();
//等待Echo发送声波，发送声波后Echo的电平由低变为高
while(Echo == 0);
//计时器开始计时
TR0 = 1;
//等待Echo收回声波，收回声波后Echo的电平由高变成低
while(Echo == 1);
//停止计数
TR0 = 0;
//读取TH0和TL0两个寄存器中 所计的数
//将TH0的数据前移动8位 + TL0的数据就是总共所用的时间
//如何将TH0的数据前移动8位？
//十进制的2向左移动一位是20 即 2*10 （2*10的一次方）
//十进制的2向左移动两位是200 即 2*100 （2*10的二次方）
//二进制的1向左移动一位是10 即 1*2 （1*2的一次方）
//二进制的1向左移动两位是100 即 1*4 （1*2的二次方）
//所以TH里面的数据是二进制，向左移动8就是 TH*2的8次方 = TH * 256
Data = (TH0*256 + TL0)*1.085; //单位是us
//距离的计算：声速*时间 = 340m/s * Data
//340m/s = 34000cm/s = 34cm/ms = 0.034cm/us
dis = 0.017*Data;
//根据距离做出判断
if(dis < 10)
{
D5 = 0;
D6 = 1;
}
else
{
D6 = 0;
D5 = 1;
}
//将TH0和TL0清空，准备下一次计数
TH0 = 0;
TL0 = 0;
//延时一小会
Delay500ms();
}
}
外部中断的使用
使用外部中断要先将 IE 寄存器中的 EX0 位（外部中断开关 ）置为 1 ，再将中断总开关 EA 置为 1 .
然后在 TCON 寄存器中的第零位配置外部中断触发方式
外部中断 0 使用的引脚为 INT0 P3^2 口
外部中断在项目中的体现
在项目中外部中断用于检测震动传感器的状态
震动传感器的D0口链接外部中断P3^2口
触发模式为低电平触发模式
当外部有震动的时候，震动传感器的D0口输出低电平
当单片机的P3^2口检测到低电平，则进入中断函数
外部中断的配置
void initINT0()
{
//开启外部中断 EX0
EX0 = 1;
//开启中断总开关 EA
EA = 1;
//配置TCON寄存器中的 IT0
IT0 = 0; //表示低电平触发 IT0 = 1为下降沿触发
}
项目代码
#include <reg52.h>
/*
智能垃圾桶项目实现
Trig 1.5
Echo 1.6
server 1.1
key1 2.1
vibration 3.2
beep 1.2
*/
sbit Trig = P1^5;
sbit Echo = P1^6;
sbit Server = P1^1; //舵机控制引脚
sbit key1 = P2^1;
sbit vibration = P3^2; //使用外部中断
sbit beep = P1^2; //开盖滴滴声
int cut = 0;
int jd = 1;
int vibMark;
double Data;
double dis;
void Delay10us() //@11.0592MHz
{
unsigned char i;
i = 2;
while (--i);
}
void Delay1000ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 8;
j = 1;
k = 243;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
void Delay150ms() //@11.0592MHz
{
unsigned char i, j, k;
i = 2;
j = 13;
k = 237;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
void startHC() //给Trig口一个10us的高电平，表示触发信号
{
Trig = 0;
Trig = 1;
Delay10us();
Trig = 0;
}
void initTime0()
{
//设置定时器模式
TMOD &= 0xF0;
TMOD |= 0x01;
//设置定时初值 定时0.5ms
TL0 = 0x33;
TH0 = 0xFE;
//清除TF0标志
TF0 = 0;
//定时器0开始计时
TR0 = 1;
//开启定时0中断开关
ET0 = 1;
//开启中断的总开关
EA = 1;
}
void initTime1()
{
TMOD &= 0x0F;
//配置定时器1的工作模式
TMOD |= 0x10;
//将TH和TL寄存器都配置成0
TL1 = 0;
TH1 = 0;
//先不要开始计数，等超声波模块有回响（即 Echo = 1）再开始计数。
}
//超声波测距离函数
void getDis()
{
//将TH1和TL1清空，准备下一次计数
TH1 = 0;
TL1 = 0;
//触发信号
startHC();
//等待Echo发送声波，发送声波后Echo的电平由低变为高
while(Echo == 0);
//计时器开始计时
TR1 = 1;
//等待Echo收回声波，收回声波后Echo的电平由高变成低
while(Echo == 1);
//停止计数
TR1 = 0;
//读取TH1和TL1两个寄存器中 所计的数
//将TH1的数据前移动8位 + TL1的数据就是总共所用的时间
//如何将TH1的数据前移动8位？
//十进制的2向左移动一位是20 即 2*10 （2*10的一次方）
//十进制的2向左移动两位是200 即 2*100 （2*10的二次方）
//二进制的1向左移动一位是10 即 1*2 （1*2的一次方）
//二进制的1向左移动两位是100 即 1*4 （1*2的二次方）
//所以TH里面的数据是二进制，向左移动8就是 TH*2的8次方 = TH * 256
Data = (TH1*256 + TL1)*1.085; //单位是us
//距离的计算：声速*时间 = 340m/s * Data
//340m/s = 34000cm/s = 34cm/ms = 0.034cm/us
dis = 0.017*Data;
//根据距离做出判断
}
//初始化外部中断0
void initINT0()
{
//开启外部中断 EX0
EX0 = 1;
//开启中断总开关 EA
EA = 1;
//配置TCON寄存器中的 IT0
IT0 = 0; //表示低电平触发
}
void BeepDiTwo()
{
beep = 0;
Delay150ms();
beep = 1;
Delay150ms();
beep = 0;
Delay150ms();
beep = 1;
}
void main()
{
initTime1();
initTime0();
initINT0();
while(1)
{
getDis();
//判断距离 dis距离小于10 开盖子 或者 按键一被按下
if(dis < 10 || key1 == 0 || vibMark == 1)
{
if(jd != 3) //如果一直开盖，jb则一直等于3 就不需要同步
{
cut = 0;
//开盖滴滴声
BeepDiTwo();
}
//jd = 3 让舵机开盖
jd = 3;
//清空震动标志位
vibMark = 0;
//给舵机一个反应的时间
Delay1000ms();
Delay1000ms();
}
else
{
//jd = 1 让舵机关盖
jd = 1;
cut = 0;
//给舵机一个反应的时间
Delay150ms();
}
}
}
//定时器0中断函数 每隔0.5ms进来一次
void Time0Fun() interrupt 1
{
//记录进来的次数
cut++;
//重新给寄存器赋值
TL0 = 0x33;
TH0 = 0xFE;
if(cut < jd)
{
Server = 1;
}
else
{
Server = 0;
}
//cut = 40相当于进来了40次 表示经历了一个周期
if(cut == 40)
{
cut = 0;
Server = 1;
}
}
void Int0Fun() interrupt 0
{
vibMark = 1;
}
浙公网安备 33010602011771号