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單時(shí)鐘完成多點(diǎn)分別計時(shí)的實(shí)現和應用
摘要：本文通過(guò)介紹只有雙時(shí)鐘的單片機系統，在多個(gè)事件需要分別定時(shí)或延時(shí)的時(shí)候，解決一個(gè)時(shí)鐘完成多個(gè)計時(shí)延時(shí)的有效方法，通過(guò)這種方法可以達到對多個(gè)被控事件統一自動(dòng)控制目的。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C、定時(shí)器、機器周期、分頻
一、引言
單片機作為嵌入式系統的微控制器，已經(jīng)不是新鮮的事情，作為單片機的定時(shí)/計數器的使用可以說(shuō)沒(méi)有什么難度，但對于需要多個(gè)獨立計時(shí)的事件，單片機的兩個(gè)時(shí)鐘顯得有點(diǎn)不能滿(mǎn)足要求，其實(shí)不然，合理的運用內存和標志位可以實(shí)現一個(gè)定時(shí)器充當多個(gè)計時(shí)時(shí)鐘的效果，本文以51系列單片機為例，實(shí)現一個(gè)時(shí)鐘控制8個(gè)獨立馬達的運行過(guò)程中，時(shí)間分別統計方法。
二、單片機計數/定時(shí)器的基本原理簡(jiǎn)介
本文以51系列單片機為例介紹定時(shí)器的用法，定時(shí)/計數器的原理可以分為定時(shí)和計數兩部分，定時(shí)器的原理是通過(guò)設定8位或16位的定時(shí)器單元，通過(guò)給定定時(shí)器單元的初值，然后啟動(dòng)定時(shí)器，于是定時(shí)器開(kāi)始從初值開(kāi)始累計，每增加一個(gè)數需要特定的時(shí)間，這個(gè)特定的時(shí)間是累加指令的機器周期，是由MCU的晶振的頻率決定。對于51系列的單片機機器周期是時(shí)鐘周期的1/12，也就是晶振頻率的12分頻。單片機的定時(shí)器原理上相當于一個(gè)16位的內存單元，通過(guò)TMOD可以設定定時(shí)/計數器的工作方式。計數值從初值計到全“1”，如果是16位方式則計數單元變成FF，此時(shí)并不產(chǎn)生中斷，當下一個(gè)計數指令加1，導致存儲單元溢出，在中斷控制寄存器允許的情況下產(chǎn)生中斷，通過(guò)中斷服務(wù)程序執行特定的任務(wù)。計數器的原理不同之處在于，不是單純的加指令，而是對外部的脈沖計數，常用來(lái)測量脈沖的寬度。
三、時(shí)鐘對多事件分別計數的具體途徑
對于實(shí)時(shí)性要求不是很高的時(shí)間可以通過(guò)如下方式實(shí)現。在完成基本的定時(shí)器工作方式設定以后，也就是設定定時(shí)器的計數方式，比如16位或8位，以及計數的初始值，以及啟動(dòng)中斷的方式，建議使“SETB TR0”的方式。并且允許中斷。在中斷服務(wù)程序中，開(kāi)辟存儲單元，以8個(gè)事件為例，每個(gè)事件不一定同時(shí)發(fā)生，每個(gè)事件發(fā)生以后以相同的時(shí)間延遲，再進(jìn)行下一步的任務(wù)，為了完成定時(shí)延時(shí)，事件發(fā)生的時(shí)刻記作A1，A2，A3。。。。。。A10，中段服務(wù)程序中首先檢查有無(wú)這些既定的事件發(fā)生，沒(méi)有則不做任何處理，恢復計數初值后退出中斷，相反，假如檢測到AX（X=1、2、3。。。。。。）事件發(fā)生則給預先選定的對應的內存單元增加1，也就是執行累加運算，比如，
A1~50H; 表示A1對應的存儲單元是50h
A2~51H; 表示A2對應的存儲單元是51h
A3~52H;
。 。
。 。
。 。
A7 57H; 表示A7對應的存儲單元是57h
假如A3事件發(fā)生，則對52H內存表示的地址單元增加1，使用的指令是“INC 52H”，可以預先計算事件延時(shí)時(shí)間與計數單元數值的關(guān)系，當對應的數值到了預先設定的值時(shí)，執行下一任務(wù)。比如開(kāi)關(guān)操作等等，并且恢復初始值以便繼續循環(huán)控制。這樣可以分別對A1到A7，8個(gè)任務(wù)分別計時(shí)，時(shí)間可以相同也可以不同，具體的情況可以根據中斷程序中寄存器累計的實(shí)際值與根據需要所設定的預定值比較而實(shí)現。
四、典型應用
也許大家都看到過(guò)繁華街道上的拼圖式廣告牌吧，有十幾個(gè)或者幾十個(gè)三棱柱，通過(guò)旋轉，構成不同的畫(huà)面，在每幅畫(huà)面都停留一段時(shí)間，這正好是上面介紹的情況，當一個(gè)棱柱的某個(gè)畫(huà)面轉到特定的角度，比如正對馬路的方向，該畫(huà)面必須停留，等所有與此畫(huà)面相連接而能拼成完整畫(huà)面的其他柱面到來(lái)，也就是從柱面開(kāi)始啟動(dòng)到下一次停下來(lái)需要所有畫(huà)面經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間，然而所有的主面不可能同時(shí)啟動(dòng)，可能為了形成某種觀(guān)賞效果，有意依次啟動(dòng)，或由中間開(kāi)始啟動(dòng)，逐漸向兩邊延伸，等等，所有這些事件的轉動(dòng)控制實(shí)質(zhì)就是定時(shí)控制，先啟動(dòng)，先停止。最終保證所有的畫(huà)面構成一幅完整的畫(huà)面，而且必須是一個(gè)平面，我通過(guò)這種方法成功地完成了8組和15組轉動(dòng)馬達的起�？刂�，實(shí)踐證明這種方法簡(jiǎn)單可行。部分原程序如下所示�；玖鞒毯筒糠殖绦虼a如下。
以下是定時(shí)中斷服務(wù)程序的全部代碼，可以完成對8個(gè)事件的時(shí)間統計，并在時(shí)間滿(mǎn)足條件時(shí)，調用子程序OUT01，是對外部開(kāi)關(guān)的控制指令。通過(guò)這段程序，成功實(shí)現了一個(gè)定時(shí)器對多個(gè)事件的自動(dòng)運行控制（以下程序僅供參考）。
TIME0: CLR TR0
PUSH PSW
PUSH ACC
MOV TL0,#22H;定時(shí)100ms重新啟動(dòng)定時(shí)器0
MOV TH0,#1CH
LINSHI: MOV A,2AH
CJNE A,#0FFH,DEA
SETB TR0
POP ACC
POP PSW
RETI
DEA: MOV A,2AH
CJNE A,#00H,DE1
MOV A,2CH
CJNE A,#00H,DE1
;SETB
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