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51单片机-按键、蜂鸣器、定时器模块及中断

news 2025/9/8 20:11:28

1.中断的基本概念

（1）概念

①中断：当中央处理器CPU正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件请求，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，再回到原理被中断的地方，继续原来的工作。
②中断嵌套：当CPU正在处理一个中断源请求的时候（执行相应的中断服务程序），发生了另外一个优先级比它还高的中断源请求。如果CPU能够暂停对原来中断源的服务程序，转而去处理优先级更高的中断请求源，处理完以后，再回到原低级中断服务程序。
③中断系统：实现中断的功能的部件。
④中断源：请示CPU中断的请求源。

（2）中断处理流程

①中断源发出中断请求
②内核检查是否响应中断以及该中断是否被屏蔽
③内核会检查中断的中断优先级
④保护现场
⑤执行中断服务函数
⑥恢复现场

（3）中断向量表

中断向量表：存储中断函数的入口地址的数组

（4）代码

#include <reg52.h>
#include "delay.h"
#include "digital.h"void init_enit(void)
{IE |= (1 << 7) | (1 << 0) | (1 << 2);P3 |= (1 << 2) | (1 << 3);TCON &= ~((1 << 0) | (1 << 2)); 
}int num = 0;void eint0_handler(void)    interrupt 0
{++num;if(num > 9999){num = 0;}
}void eint1_handler(void)    interrupt 2
{--num;if(num < 0){num = 9999;}}int main(void)
{init_enit();P2 = 0XFF;while(1){show_number(num);}	return 0;
}

2.定时器模块

（1）工作原理

51单片机的定时器本质上是一个自动递增的16位计数器。其核心原理是通过对内部机器周期脉冲（定时模式）或外部引脚信号（计数模式）进行计数，并在计数器从初值累加至溢出（65536）时，通过硬件置位溢出标志位。程序员可通过查询该标志位或配置中断的方式，来执行所需的定时或计数任务，之后重置初值使其循环工作。由于整个过程由硬件独立完成，无需CPU持续参与，从而实现了精确定时和高效率的并行处理。

（2）工作流程

（3）代码

#include <reg52.h>
#include "key.h"#define HZ400 64285
#define HZ200 63035unsigned short n = HZ200;void init_timer(void)
{TMOD &= ~(0XFF << 0);TMOD |= (1 << 0);TH0 = n >> 8;TL0 = n;IE |= (1 << 7) | (1 << 1);
}void timer0_handler(void)  interrupt 1
{  static int t = 0;++t;if(t >= 500){P2 ^= 0XFF;t = 0;}/*P2 ^= (1 << 1);TH0 = n >> 8;TL0 = n;*/
}int main(void)
{init_timer();init_key();P1 &= ~(0X0F << 0);while(1){int key;key = key_pressed();if(key == 1){n = HZ200;TCON |= (1 << 4);	}	else if(key == 5){n = HZ400;TCON |= (1 << 4);}else if(key == 0){TCON &= ~(1 << 4);}}return 0;
}

3.按键模块

#include "key.h"
#include <reg52.h>void init_key(void)
{P1 |= (0X0F << 4);P3 |= (1 << 5); 
}int key_pressed(void)
{static int ret = 0;if((P1 & (1 << 4)) == 0)								   {ret = 1;}else if((P3 & (1 << 5)) == 0){ret = 2;}return ret;
}

4.蜂鸣器模块

#include <reg52.h>
#include "key.h"#define HZ400 64285
#define HZ200 63035unsigned short n = HZ200;void init_timer(void)
{TMOD &= ~(0XFF << 0);TMOD |= (1 << 0);TH0 = n >> 8;TL0 = n;IE |= (1 << 7) | (1 << 1);
}void timer0_handler(void)  interrupt 1
{  /*static int t = 0;++t;if(t >= 500){P2 ^= 0XFF;t = 0;}*/ P2 ^= (1 << 1);TH0 = n >> 8;TL0 = n;
}int main(void)
{init_timer();init_key();P1 &= ~(0X0F << 0);while(1){int key;key = key_pressed();if(key == 1){n = HZ200;TCON |= (1 << 4);	}	else if(key == 5){n = HZ400;TCON |= (1 << 4);}else if(key == 0){TCON &= ~(1 << 4);}}return 0;
}

5.PWM

（1）基本概念

PWM，中文叫脉冲宽度调制。它是一种用数字信号来模拟模拟信号的有效技术。
核心思想： 通过快速开关数字信号，并改变一个周期内“开”（高电平）的时间比例，来控制输送到负载的平均功率。

（2）重要参数

参数	含义	影响
电压幅度	高电平的电压值	决定信号的驱动能力
频率	一秒钟内的周期数	决定控制的平滑度和稳定性，避免闪烁和噪音
占空比	高电平时间占周期的百分比	直接决定输出的平均电压/功率
分辨率	占空比可调节的精细程度	决定控制的精度和平滑度