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標題: 匯編很容易之說說對定時器的理解與編程思路 [打印本頁]

作者: 慢慢思考 時間: 2023-3-20 22:27
標題: 匯編很容易之說說對定時器的理解與編程思路

這里說一說定時器的理解學(xué)習(xí)思路。

定時器其實就是個計數(shù)器，我們用得最多的是用于計時，計時這個東西我們應(yīng)該都明白是個什么東西，手機里的秒表就屬于這個東西。手機上是怎么用的？一，調(diào)出手機的秒表功能，二歸零，三按下開始，四盯著看看到?jīng)]到我們預(yù)定的時間值。

單片機里是一樣的流程，先將其設(shè)置成計時功能，然后呃不是歸零而是設(shè)置起始值（初始值），三給個信號讓其開始，四不停地查詢看其是否計數(shù)滿值了。這樣一說，計時器是不是在你眼中變得很低級？

知道了計時器的工作原理，編程時具體怎么做？查芯片說明書啊，管它什么芯片，都一個查字：計時器功能設(shè)置在哪個單元，找地址嘛；初始值要放在哪個單元，啟動信號在哪個單元，計滿信號（溢出信號）在哪個單元，還是個查字。查到之后，就是修改，怎么修改，還是查說明書啊。

說說為什么要弄個初始值，對于十六位的計時器來說，計時最大值就是65535，再加1就漫出了(溢出）。51單片機的設(shè)計上，計數(shù)方式是加加加，也就是計數(shù)單元中的值是增加方式，如果我們想計數(shù)100，從0開始也不是不行，但你要去不斷地判斷其值是否到了99，這個也不是不行，但有更好的方法，那就是從65436開始，計到溢出，而計數(shù)器本身設(shè)計了一個功能，就是溢出后就給出一個溢出信號，這個信號存在某一個單元之中（稱之為溢出標志，51單片機存在某個單元的某一位上，稱之為溢出標志位），程序運行中只需要盯著這個標志位的值就行了，用不著盯計數(shù)值。

談點芯片設(shè)計人員的思路，上面說的是計數(shù)值加加加，那采用計數(shù)值減減減的方式可以不可以實現(xiàn)呢？這個問題并不復(fù)雜，我在這里就不羅嗦了。

可以說，這個溢出標志的設(shè)計，是很好的設(shè)計，定時器的中斷功能，也是在這個基礎(chǔ)上弄出來的。

有了以上的知識，那我們在應(yīng)用定時器進行編程時，思路也就很清楚了，首先使用前別忘了標志位應(yīng)該是零啊，啟動位當然也要是零，然后把初始值送進去，然后設(shè)置（也可以說是調(diào)出）其計時功能（十六位的或八位的，按你的需要），然后把啟動位設(shè)置成開始（啟動），然后不停查詢標志位的值。哦還有一點，單片機的定時器不止一個，以上這些動作，只對你所選擇的那個定時器進行編程。再有一點，計時完成之后，啟動位、溢出標志位等是否需要人工處理，這個要看說明書。

吐槽一下：現(xiàn)有的教材都是告訴你有這些特殊功能寄存器、如何設(shè)置這些寄存器，卻沒怎么講解為什么機器中存在這些寄存器、為什么需要設(shè)置這些項目，這樣的結(jié)果，自然是讓人不容易理解掌握，不能理解的結(jié)果，就只能是死記硬背，反正本人特煩死記硬背，沒法，記性比別人差，于是只能逼著自己去理解原理，理解了原理，編程就是心中長了竹子。

好了，下面我們就查表，首先是計時功能設(shè)置的單元，教材中稱之為定時器工作方式寄存器，俗名TMOD，設(shè)計在片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲單元中，歸于特殊功能寄存器，對這類單元只能直接尋址，不能間接尋址，該單元沒有設(shè)計位尋址功能，其地址編號為89H，這個單元控制兩個定時器的工作模式（標準的51機有兩個定時器），高四位控制定時器1，低四位控制定時器0。這四個位的功能在一般的教材上都有講解，反正如果你想使用十六位計時功能時，將四位設(shè)成0001就行了。因為不能位尋址，那一次就得送入一整個字節(jié)，所以如果你若讓定時器1閑著而用定時器0，那就得把00000001B送入89H單元中，可以用MOV命令將00000001B作為立即數(shù)送入89H中（當然你也可以將其先存于某個單元之中再送入），前面說了對于特殊功能寄存器89H這個單元只能直接尋址，那么這個單元的地址就必須直接寫在這條語句中，所以這條命令是這樣寫的：MOV 89H,#00000001B，當然，89H這個單元你可以不用數(shù)據(jù)地址，而是用其俗名來代替，這個俗名，程序編輯器中已經(jīng)有了一個，就是“TMOD”，于是，這條命令就可以這樣寫：MOV TMOD,#00000001B。也當然，如果你不喜歡TMOD這個俗名，你自己取一個自己喜歡自己好記的名字也行。

再就是計數(shù)數(shù)據(jù)單元了，它是十六位，就是兩個字節(jié)，51機是每個單元里面存的是一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，那十六位就得兩個字節(jié)，就得占用兩個單元；51機每個單元都有一個地址編號，那兩個單元就得兩個地址編號。查說明書，這兩個計數(shù)單元也屬于“特殊功能寄存器”的范疇，不可位尋址，只能直接尋址，所以可以同上面一樣的格式編寫語句將初始值送入。定時器0的高字節(jié)地址編號為8CH，俗名TH0；低字節(jié)為8AH，俗名TL0。

再接下來就是啟動設(shè)置，還有溢出標志，這兩個放在一起講，是因為51機芯片設(shè)計中將這兩個放在了同一個單元中，只是在不同的位。查說明書，仍屬于“特殊功能寄存器”，只能直接尋址，可位尋址，單元地址編號88H，俗名TCON，這一個單元控制兩個定時器，其中的第5位（注意，現(xiàn)有教材中的規(guī)定是最低位編號為第0位，最高位編號為第7位）是定時器0的啟動設(shè)置位，這一位的地址編號為8CH，俗名TR0；第6位是定時器0的溢出標志位，這一位的地址編號為8DH，俗名TF0。所以，對這兩個位的操作，我們既可以一次送入一個字節(jié)到TCON中去，也可以直接操作位。位的操作蠻簡單，在51機中，所有的位尋址是只能直接尋址（即在任何時候編寫程序時，都只能將其地址直接寫在語句中），不具有任何其它的尋址方式。對位的操作51機設(shè)計的動作比較少，常用的有兩種動作：清零和置位（置位就是置1），51機對位的清零操作碼是C2H，匯編助記符CLR；置位的操作碼是D3H，匯編助記符為SETB。前面說了，寫程序時，只能直接在語句中寫它的位地址，所以，編寫時，在操作碼后面直接寫上其位地址就行了，即SETB 8CH（SETB TR0)啟動定時器0，CLR 8DH(SETB TF0)清零定時器0的溢出標志。

解釋一下51機芯片的位尋址設(shè)計。51機的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲單元中，有一部分單元的位，是統(tǒng)一編有地址的，這個地址是8位地址，編號從0開始，最大255，所以其最多只能對256個位給予地址編號（即最多只有32個單元能有位尋址功能），有了這個地址編號，我們就可以依據(jù)這個地址編號，直接找到這個位并進行操作。接下來我們就有了一個疑惑，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲單元的編號也是從0到255，那么機器是怎么區(qū)分這兩者而不會弄混的？答案就在操作碼上，51機的操作碼本身就暗含了接下來的操作的對象是單元還是位，可以這樣理解：對單元進行操作的操作碼打開的是一道門，門后通向單元；對位進行操作的操作碼打開的是另一道門，門后通向位。另外說一句，其它種類的單片機不一定是這樣設(shè)計的，如stm32的設(shè)計，它是統(tǒng)一編號，不管是單元還是位，它們的地址全在0到4G的編號之內(nèi)。

寫得好辛苦啊，沒想到會寫出這么多。定時器的自動重載和中斷，就不寫了，有了以上的知識，自己應(yīng)該可以推理出來吧？

作者: 王秋冬 時間: 2023-3-21 07:37
辛苦樓主了，看你講解能看懂，不像有些資料講解的云里霧里的，謝謝分享。

作者: 慢慢思考 時間: 2023-3-21 08:09

王秋冬發(fā)表于 2023-3-21 07:37
辛苦樓主了，看你講解能看懂，不像有些資料講解的云里霧里的，謝謝分享。

謝謝鼓勵。

作者: 慢慢思考 時間: 2023-3-21 09:05
昨天忘了說在啟動計時器之后如何盯溢出標志位了。
這個問題，我們先不看書，而是自己先思考，把自己放在芯片設(shè)計者的位置，思考如何設(shè)計這個機器指令。
方法是多種多樣的，既然51機的這個標志位可以直接尋址，那我們可以把這個位值取出來，看看是不是1，如果還是零，那就回去再取，直到其變成1，就表示時間到了，這個方法，取值與判斷都耽誤了些時間，對于精度自然有了影響，也讓程序變長了。
另一種方法，那就是直接看著這個標志位，直到其變成1。
我們自己有了兩種方法（當然你可能還會想到別的方法），接下來就是看看51機是怎么設(shè)計相關(guān)的指令的，怎么做，還是查說明書查表啊。51機的指令，按機器操作碼分，總數(shù)是256個；按匯編指令分，有111條，分為數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)運算類、邏輯運算類、自加自減類、控制轉(zhuǎn)移類、位操作類這幾類指令（當然也有其它的分類法），我們要用到的這個指令，初步判斷應(yīng)該屬于對位進行操作的控制轉(zhuǎn)移類，然后我們就在這兩個分類里面找，看操作功能欄，然后發(fā)現(xiàn)里面有兩條與位值有關(guān)的條件轉(zhuǎn)移指令，一個是直接尋址位為1則轉(zhuǎn)移，一個是直接尋址位不為1則轉(zhuǎn)移，這兩條指令，其匯編指令格式一個是JB bit,rel，一個是JNB bit,rel。這里的bit就是被操作的位的位地址編號，而rel這個東西說起來稍微復(fù)雜點，它的實質(zhì)，是程序接下來要執(zhí)行的命令的首地址，這個地址不是指數(shù)據(jù)存儲器的地址，而是程序存儲器的地址，這個首地址里面存儲的數(shù)據(jù)，單片機在運行時，是當作操作碼的。
“rel”其實只是個指令格式代號，在編程過程中，如果你知道這個首地址的地址值，你可以直接寫成這個地址，如果你不知道，你就在這個條件轉(zhuǎn)移語句中的條件成立后接下來要執(zhí)行的那條語句的前面加一個英文標號作為標記（別忘了標號后面必須得有冒號），然后你在編寫那條轉(zhuǎn)移語句時用這個標號代替rel就行了，編譯器在編譯時，會記住標號標記處該語句存在程序存儲器中的地址值，然后在編譯這條條件轉(zhuǎn)移語句時，將語句中的標號用這個地址值替換。
好了，接下來我們該怎么編程就很清楚了。
你看，其實我們并不需要死記硬背什么指令，你只需要清楚你想干什么，然后查指令表就行了，這樣的學(xué)習(xí)方法是不是很容易就能著手編程實踐？至于記住指令，實踐多了自然就記住了。所以說你只要懂了其原理，匯編不過是順手的事。

作者: 王秋冬 時間: 2023-4-1 19:09
謝謝樓主，有機會整理一下，俺次序從頭開始講解一下，在做成PDF文檔，時最好不過的了。

作者: hi等你 時間: 2023-4-14 09:05
俺天生愚昧，實在沒辦法通過計時器來計算波形需要的時間，我編程的時候只能用笨辦法

，例如，編寫紅外解碼，實在無法知道下一個低電平到達的時間，就反復(fù)執(zhí)行短時間的延時

程序，再讀取有沒有低電平，直到有低電平了，再看延時程序執(zhí)行了多少次。就知道了。

我智商太低的人實在不會算，就這樣死腦筋湊數(shù)

作者: nlming 時間: 2023-5-4 09:55

hi等你發(fā)表于 2023-4-14 09:05
俺天生愚昧，實在沒辦法通過計時器來計算波形需要的時間，我編程的時候只能用笨辦法

，例如，編寫紅外解 ...

牛X，一力降十會

作者: lxh2002 時間: 2023-11-12 08:41
贊，大贊，單片機基石文章

作者: ftdjbdsh 時間: 2024-3-2 10:14

慢慢思考發(fā)表于 2023-3-21 09:05
昨天忘了說在啟動計時器之后如何盯溢出標志位了。
這個問題，我們先不看書，而是自己先思考，把自己放 ...

樓主既分享了知識，又分享了學(xué)習(xí)方法，贊！

作者: 873383636 時間: 2024-4-20 12:14
好資料講的很明白

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