從業(yè)將近十年!手把手教你單片機(jī)程序框架 第四講：

開場白：

上一節(jié)提到在累計(jì)主循環(huán)次數(shù)來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，隨著主函數(shù)里任務(wù)量的增加，為了保證延時(shí)時(shí)間的準(zhǔn)確性，要不斷修正設(shè)定上限閥值const_time_level 。我們該怎么解決這個(gè)問題呢？本節(jié)教大家利用累計(jì)定時(shí)中斷次數(shù)的方法來解決這個(gè)問題。這一節(jié)要教會大家四個(gè)知識點(diǎn)：

第一點(diǎn)：利用累計(jì)定時(shí)中斷次數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)時(shí)間延時(shí)

第二點(diǎn)：展現(xiàn)鴻哥最完整的實(shí)戰(zhàn)程序框架。在主函數(shù)循環(huán)里用switch語句實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)的切換，在定時(shí)中斷里累計(jì)中斷次數(shù)，這兩個(gè)的結(jié)合就是我寫代碼最本質(zhì)的框架思想。 

第三點(diǎn)：提醒大家C語言中的int ,long變量是由幾個(gè)字節(jié)構(gòu)成的數(shù)據(jù)，凡是在main函數(shù)和中斷函數(shù)里有可能同時(shí)改變的變量，這個(gè)變量應(yīng)該在主函數(shù)中被更改之前，先關(guān)閉相應(yīng)的中斷，更改完了此變量，再打開中斷，否則會留下不宜察覺的漏洞。當(dāng)然在大部分的項(xiàng)目中可以不用這么操作，但是在一些要求非常高的項(xiàng)目中，有一些核心變量必須這么做。

第四點(diǎn)：定時(shí)中斷的初始值該怎么設(shè)置。不用嚴(yán)格按公式來計(jì)算時(shí)間，一般取個(gè)經(jīng)驗(yàn)值是最大初始值減去1000就可以了。

具體內(nèi)容，請看源代碼講解。

（1）硬件平臺：基于朱兆祺51單片機(jī)學(xué)習(xí)板。

（2）實(shí)現(xiàn)功能：讓一個(gè)LED閃爍。

（3）源代碼講解如下：

#include "REG52.H"

#define const_time_level 200  

void initial_myself();    

void initial_peripheral();

void delay_long(unsigned int uiDelaylong);

void led_flicker();

void T0_time();  //定時(shí)中斷函數(shù)

sbit led_dr=P3^5;  

unsigned char ucLedStep=0; //步驟變量

unsigned int  uiTimeCnt=0; //統(tǒng)計(jì)定時(shí)中斷次數(shù)的延時(shí)計(jì)數(shù)器

void main() 

  {

   initial_myself();  

   delay_long(100);   

   initial_peripheral(); 

   while(1)   

   {

      led_flicker();   

   }

}

void led_flicker() ////第三區(qū) LED閃爍應(yīng)用程序

{

  switch(ucLedStep)

  {

     case 0:

/* 注釋一：

* uiTimeCnt累加定時(shí)中斷的次數(shù)，每一次定時(shí)中斷它都會在中斷函數(shù)里自加一。

* 只有當(dāng)它的次數(shù)大于或等于設(shè)定上限const_time_level時(shí)，

* 才會去改變LED燈的狀態(tài)，否則CPU退出led_flicker()任務(wù)，繼續(xù)快速掃描其他的任務(wù)，

* 這樣的程序結(jié)構(gòu)就可以達(dá)到多任務(wù)并行處理的目的。這就是鴻哥在所有開發(fā)項(xiàng)目中的核心框架。

*/

                  if(uiTimeCnt>=const_time_level) //時(shí)間到

                  {

/* 注釋二：

* ET0=0;uiTimeCnt=0;ET0=1;----在清零uiTimeCnt之前，為什么要先禁止定時(shí)中斷？

* 因?yàn)閡iTimeCnt是unsigned int類型，本質(zhì)上是由兩個(gè)字節(jié)組成。

* 在C語言中uiTimeCnt=0看似一條指令，實(shí)際上經(jīng)過編譯之后它不只一條匯編指令。

* 由于定時(shí)中斷函數(shù)里也對這個(gè)變量進(jìn)行累加操作，如果不禁止定時(shí)中斷，

* 那么uiTimeCnt這個(gè)變量在main()函數(shù)中還沒被完全清零的時(shí)候，如果這個(gè)時(shí)候

* 突然來一個(gè)定時(shí)中斷，并且在中斷里又更改了此變量，這種情況在某些要求高的

* 項(xiàng)目上會是一個(gè)不容易察覺的漏洞，為項(xiàng)目帶來隱患。當(dāng)然，大部分的普通項(xiàng)目，

* 都可以不用那么嚴(yán)格，可以不用禁止定時(shí)中斷。在這里只是提醒各位初學(xué)者有這種情況。

*/

             ET0=0;  //禁止定時(shí)中斷

                     uiTimeCnt=0; //時(shí)間計(jì)數(shù)器清零

             ET0=1; //開啟定時(shí)中斷

             led_dr=1;    //讓LED亮

                         ucLedStep=1; //切換到下一個(gè)步驟

                  }

              break;

     case 1:

                  if(uiTimeCnt>=const_time_level) //時(shí)間到

                  {

             ET0=0;  //禁止定時(shí)中斷

                     uiTimeCnt=0; //時(shí)間計(jì)數(shù)器清零

             ET0=1;   //開啟定時(shí)中斷

             led_dr=0;    //讓LED滅

                         ucLedStep=0; //返回到上一個(gè)步驟

                  }

              break;

  }

}

/* 注釋三：

* C51的中斷函數(shù)格式如下：

* void 函數(shù)名() interrupt 中斷號

* {

*    中斷程序內(nèi)容

* }

* 函數(shù)名可以隨便取，只要不是編譯器已經(jīng)征用的關(guān)鍵字。

* 這里最關(guān)鍵的是中斷號，不同的中斷號代表不同類型的中斷。

* 定時(shí)中斷的中斷號是 1.至于其它中斷的中斷號，大家可以查找

* 相關(guān)書籍和資料。大家進(jìn)入中斷時(shí)，必須先清除中斷標(biāo)志，并且

* 關(guān)閉中斷，然后再寫代碼，最后出來時(shí)，記得重裝初始值，并且

* 打開中斷。

*/

void T0_time() interrupt 1

{

  TF0=0;  //清除中斷標(biāo)志

  TR0=0; //關(guān)中斷

  if(uiTimeCnt<0xffff)  //設(shè)定這個(gè)條件，防止uiTimeCnt超范圍。

  {

      uiTimeCnt++;  //累加定時(shí)中斷的次數(shù)，

  }

TH0=0xf8;   //重裝初始值(65535-2000)=63535=0xf82f

TL0=0x2f;

TR0=1;  //開中斷

}

void delay_long(unsigned int uiDelayLong)

{

   unsigned int i;

   unsigned int j;

   for(i=0;i<uiDelayLong;i++)

   {

      for(j=0;j<500;j++)  //內(nèi)嵌循環(huán)的空指令數(shù)量

          {

             ; //一個(gè)分號相當(dāng)于執(zhí)行一條空語句

          }

   }

}

void initial_myself()  //第一區(qū) 初始化單片機(jī)

{

/* 注釋四：

* 單片機(jī)有幾個(gè)定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器又有幾種工作方式，

* 那么多種變化，我們記不了那么多，怎么辦？

* 大家記住鴻哥的話,無論一個(gè)單片機(jī)有多少內(nèi)置資源，

* 我們做系統(tǒng)框架的，只需要一個(gè)定時(shí)器，一種工作方式。

* 開定時(shí)器越多這個(gè)系統(tǒng)越不好。需要哪種定時(shí)工作方式呢？

* 就需要響應(yīng)定時(shí)中斷后重裝一下初始值繼續(xù)跑那種。

* 在51單片機(jī)中就是工作方式1。其它的工作方式很少項(xiàng)目能用到。

*/

  TMOD=0x01;  //設(shè)置定時(shí)器0為工作方式1

  /* 注釋五：

* 裝定時(shí)器的初始值，就像一個(gè)水桶里裝的水。如果這個(gè)桶是空桶，那么想

* 把這個(gè)桶灌滿水的時(shí)間就很長，如果是里面已經(jīng)裝了大半的水，那么想

* 把這個(gè)桶灌滿水的時(shí)間就相對比較短。也就是定時(shí)器初始值越小，產(chǎn)生一次

* 定時(shí)中斷的時(shí)間就越長。如果初始值太小了，每次產(chǎn)生定時(shí)中斷

* 的時(shí)間分辨率太粗，如果初始值太大了，雖然每次產(chǎn)生定時(shí)中斷的時(shí)間分辨率很細(xì)，

* 但是太頻繁的產(chǎn)生中斷，不但會影響主函數(shù)main()的執(zhí)行效率，而且累記中斷次數(shù)

* 的時(shí)間誤差也會很大。憑鴻哥多年的江湖經(jīng)驗(yàn)，

* 我覺得最大初始值減去2000是比較好的經(jīng)驗(yàn)值。當(dāng)然，大一點(diǎn)小一點(diǎn)沒關(guān)系。不要走

* 兩個(gè)極端就行。

*/

TH0=0xf8;   //重裝初始值(65535-2000)=63535=0xf82f

TL0=0x2f;

  led_dr=0;  //LED滅

}

void initial_peripheral() //第二區(qū) 初始化外圍

{

  EA=1;     //開總中斷

  ET0=1;    //允許定時(shí)中斷

  TR0=1;    //啟動定時(shí)中斷

}

總結(jié)陳詞：

本節(jié)程序麻雀雖小五臟俱全。在本節(jié)中已經(jīng)展示了我最完整的實(shí)戰(zhàn)程序框架。

本節(jié)程序只有一個(gè)LED燈閃爍的單任務(wù)，如果要多增加一個(gè)任務(wù)來并行處理，該怎么辦？

欲知詳情，請聽下回分解-----蜂鳴器的驅(qū)動程序。