从头开始学习单片机（共30课）

### 单片机定时器中断实现跑马灯详解 #### 一、基础知识介绍 本教程旨在为初学者提供从零开始学习单片机的基础知识，特别适用于那些希望通过实践加深理解的爱好者。本教程覆盖了从最基本的LED点亮到较为复杂的单片机应用案例，通过逐步深入的方式，帮助学习者掌握单片机的基本操作。 #### 二、定时器中断概述 在单片机领域，定时器是一种重要的资源，它可以用于实现精确的时间控制。定时器中断则是指当定时器达到设定的时间间隔时触发的中断机制。这种方法相比简单的软件延时具有更高的精度和更好的效率。本节我们将通过一个具体的例子——利用定时器中断实现跑马灯功能，来详细介绍如何使用定时器中断。 #### 三、定时器中断跑马灯原理 在第3课中，我们已经通过软件延时的方式实现了基本的跑马灯功能。本节课我们将进一步提升，使用定时器中断的方式来实现更高效且更精确的跑马灯效果。定时器中断的主要优势在于它能够确保时间控制的准确性，并减少对主程序的影响。 #### 四、程序设计思路 为了更好地理解和实现定时器中断跑马灯，我们需要先了解以下关键概念： 1. **全局标记**：在中断服务程序中，我们通常不会直接进行复杂的数据处理或更新显示状态，而是设置一个全局变量作为标记，表示发生了某个事件。主程序会在循环中检测该标记，并根据标记执行相应的操作。 2. **定时器配置**：首先需要配置定时器的相关寄存器，包括设定初始值、开启中断等。 3. **中断服务程序**：编写中断服务程序时，应尽量保持其简洁快速，以减少对其他程序的干扰。 4. **查表法**：为了提高程序执行效率，可以预先设置好每个时刻P1口需要输出的值，并存储在一个数组中。每到一个时间点，就从数组中取出相应的值更新P1口的状态。 #### 五、具体实现 下面是对本节课代码的详细解释： 1. **宏定义与类型定义**： ```c #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define ulong unsigned long ``` 这些宏定义是为了简化后续代码中的类型声明。 2. **寄存器及端口配置**： ```c #include <reg52.h> sbit P10 = P1^0; sbit P11 = P1^1; sbit P12 = P1^2; sbit P13 = P1^3; ``` 上述代码包含了单片机的标准寄存器头文件，并定义了P1口的各个引脚。 3. **定时器初始化**： ```c RCAP2H = 0x10; // 设置T2的预置值 RCAP2L = 0x00; TR2 = 1; // 启动定时器 ET2 = 1; // 打开定时器2中断 EA = 1; // 打开总中断 ``` 通过设置RCAP2H和RCAP2L寄存器来配置定时器的计数值，然后启用定时器及其中断。 4. **主程序循环**： ```c while(1) { if (ldelay) { // 检测全局标记 ldelay = 0; // 清除标记 P1 = ledp[ledi]; // 更新P1口的值 ledi++; // 指向下一个值 if (ledi == 4) ledi = 0; // 循环显示 } } ``` 主程序循环中，通过检测全局标记`ldelay`来判断是否需要更新P1口的输出值。 5. **中断服务程序**： ```c void timer0() interrupt 5 { static uchar t; TF2 = 0; t++; if (t == 30) { t = 0; ldelay = 1; // 设置全局标记 } } ``` 中断服务程序负责计数并设置全局标记`ldelay`，当计数达到预设值时，设置`ldelay`为1。 6. **查表法**： ```c uchar code ledp[4] = {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7}; ``` 定义了一个数组`ledp`，其中包含了四个不同的值，用于控制跑马灯的不同状态。 #### 六、作业与扩展 - **作业**：尝试修改程序，使得跑马灯从右到左移动。可以通过调整`ledp`数组中的值顺序来实现。 - **扩展**：除了改变跑马灯的方向外，还可以尝试改变跑马灯的速度或增加更多的LED灯。 通过本课的学习，我们不仅掌握了定时器中断的基本原理，还学会了如何通过高效的程序设计实现更复杂的单片机应用。希望每位读者都能通过实践不断提升自己的技能水平。