【86.1 定時中斷應用的四大關鍵詞。】
本節主要內容有四大個關鍵詞:1ms,互斥量,volatile,switch。
(1)1ms。把定時中斷設置為1ms中斷一次,幾乎是單片機界公認的“標配”。這個1 ms是系統時間的節拍來源,有了1ms“標配”意識,你的程序在不同單片機平臺上移植的時候會得心應手運用自如。
(2) 互斥量。“主函數”與“定時中斷函數”,本質上是兩個獨立進程在不斷切換并行運行,兩個進程之間不斷切換,就會涉及到數據的安全保護,數據的安全保護主要是針對多字節的變量,比如int類型(2個字節),long類型(4個字節)。但是單字節的char變量不用額外保護,因為“字節”是變量中的最小單位(在不考慮“位”的情況下),這里的“最小單位不可分”就像“原子是最小單位不可分”一樣,因此也有很多前輩把“互斥量”稱為“原子鎖”。為什么要用互斥量?因為,在多個線程同時訪問同一個全局變量的時候,如果雙方都是“讀操作”,則不會出現問題,但是,如果雙方都是“既有寫操作也有讀操作”的情況下,比如,我在主函數里正在修改(寫操作)一個unsigned int類型的變量,unsigned int類型的變量占用2個字節,在更改數據的時候至少需要2條指令,當我剛執行完第1條指令還沒來得及執行第2指令的時候,突然來了一個定時中斷,并且在定時中斷函數里也對這個變量進行了修改(寫操作)并且還進行了讀取判斷操作,這個瞬間就可能給程序帶來了隱患。話說回來,互斥量到底有沒有必要,其實還是有點爭議的,我曾經為這個問題糾結過很久,畢竟,如果不用互斥量,這么微觀的隱患到底存不存在,目前很難做一個“讓故障重現”的實驗去證明,最后,我是本著“寧可信其有不可信其無”的態度,把互斥量應用在了我的工作中。
(3) volatile。volatile是一個前綴的修飾關鍵詞,也是用來保護主函數與中斷函數共用的全局變量的,只不過,volatile是針對C編譯器的,預防“C編譯器在優化代碼的時候誤傷一些重要的共享數據”,就像預防殺毒軟件用力過猛把一些合法軟件當作病毒而誤殺。加了volatile修飾的全局變量,就能提醒C編譯器不要對這類特殊變量擅作主張去優化。
(4) switch。switch是“非阻塞程序框架”的核心語句,在以switch為核心的框架下,進行不同步驟之間的程序跳轉,是做大型裸機程序的常態。
【86.2 主函數與定時中斷函數的程序框架。】
主函數與定時中斷函數之間相互配合,主函數負責做什么,中斷函數負責做什么,對于初學者來說可能是一頭霧水,但是對于像我這種在單片機界深耕多年即將修煉成精的工程師來說,我心中是有很清晰的模板和套路的,這種模板和套路是經過多年沉淀下來的經驗。比如,定時中斷函數盡量放一些精簡的計時器代碼,一般不調用函數,但是“輸入IO口的消抖動”(按鍵掃描)以及“蜂鳴器鳴叫”這兩類特殊函數我是喜歡破例放在定時中斷函數里調用的。定時中斷如何產生時間,這個時間如何跟主函數關聯起來,請看下面的框架代碼:
volatile unsigned char vGu8TimeFlag=0; //互斥量變量標志
volatile unsigned int vGu16TimeCnt=0; //計時器變量
void main()
{
vGu8TimeFlag=0; //在“寫操作”vGu16TimeCnt全局變量之前,互斥量vGu8TimeFlag的“加鎖”
vGu16TimeCnt=1000; //全局變量的賦值,就是“寫操作”
vGu8TimeFlag=1; //互斥量vGu8TimeFlag的“解鎖”。同時也起到“啟動計時器”的開關作用
while(1) //主循環
{
if(0==vGu16TimeCnt) //時間變量為0則表示時間到了
{
...在這里執行具體的功能代碼
}
}
}
void T0\_time() interrupt 1 //每1ms中斷一次的定時中斷函數
{
if(1==vGu8TimeFlag&&vGu16TimeCnt>0) //判斷vGu8TimeFlag是否等于1,就是互斥量的判斷。
{
vGu16TimeCnt--; //“自減一”的操作
}
}
分析:上述代碼中,vGu8TimeFlag是一箭雙雕,既起到互斥量的作用,也起到了計數器vGu16TimeCnt開始計時的啟動開關作用。
【86.3 練習例程。】
現在根據上述程序框架,編寫一個LED燈閃爍的程序。

圖86.3.1 灌入式驅動8個LED
\#include "REG52.H"
\#define BLINK\_TIME 500 //時間是500ms
sbit P0\_0=P0^0;
volatile unsigned char vGu8TimeFlag=0; //互斥量變量標志
volatile unsigned int vGu16TimeCnt=0; //計時器變量
unsigned char Gu8Step=0; //switch的切換步驟
void main()
{
TMOD=0x01; //設置定時器0為工作方式1
TH0=0xfc; //產生1ms中斷的TH0初始值
TL0=0x66; //產生1ms中斷的TL0初始值
EA=1; //開總中斷
ET0=1; //允許定時0的中斷
TR0=1; //啟動定時0的中斷
while(1) //主循環
{
switch(Gu8Step)
{
case 0:
if(0==vGu16TimeCnt) //時間到
{
P0\_0=0; //LED燈亮
vGu8TimeFlag=0; //互斥量“加鎖”
vGu16TimeCnt=BLINK\_TIME; //計時器的寫操作。設定計時的長度
vGu8TimeFlag=1; //互斥量“解鎖”,同時蘊含了計時器“啟動”的動作
Gu8Step=1; //切換到case 1這個步驟
}
break;
case 1:
if(0==vGu16TimeCnt) //時間到
{
P0\_0=1; //LED燈滅。
vGu8TimeFlag=0; //互斥量“加鎖”
vGu16TimeCnt=BLINK\_TIME; //計時器的寫操作。設定計時的長度
vGu8TimeFlag=1; //互斥量“解鎖”,同時蘊含了計時器“啟動”的動作
Gu8Step=0; //切換到case 0這個步驟,依次循環
}
break;
}
}
}
void T0\_time() interrupt 1 //定時器0的中斷函數,每1ms單片機自動執行一次此函數
{
if(1==vGu8TimeFlag&&vGu16TimeCnt>0) //判斷vGu8TimeFlag是否等于1,就是互斥量的判斷
{
vGu16TimeCnt--; //“自減一”的操作
}
TH0=0xfc; //重裝初值,不能忘
TL0=0x66; //重裝初值,不能忘
}
【86.4 解決閃爍出現不規則“非對稱感”現象的方法。】
上述例子,實驗現象應該是LED閃爍很有規則的每1s閃爍一次,但是也有一部分初學者可能會遇到閃爍出現不規則“非對稱感”的現象,這個問題的解決辦法如下:在Keil2的project下拉菜單下,選擇Options for Target選項,彈出的窗口中,切換到Target選項,在Memory Model選項中選擇small:variables in Data。

圖86.4.1 設置窗口
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- 第一節:我的價值觀
- 第二節:初學者的疑惑
- 第三節:單片機最重要的一個特性
- 第四節:平臺軟件和編譯器軟件的簡介
- 第五節:用Keil2軟件關閉,新建,打開一個工程的操作流程
- 第六節:把.c源代碼編譯成.hex機器碼的操作流程
- 第七節:本節預留
- 第八節:把.hex機器碼程序燒錄到單片機的操作流程
- 第九節:本節預留
- 第十節:程序從哪里開始,要到哪里去?
- 第十一節:一個在單片機上練習C語言的模板程序
- 第十二節:變量的定義和賦值
- 【TODO】第十三節:賦值語句的覆蓋性
- 【TODO】第十四節:二進制與字節單位,以及常用三種變量的取值范圍
- 【TODO】第十五節:二進制與十六進制
- 【TODO】第十六節:十進制與十六進制
- 【TODO】第十七節:加法運算的5種常用組合
- 【TODO】第十八節:連加、自加、自加簡寫、自加1
- 【TODO】第十九節:加法運算的溢出
- 【TODO】第二十節:隱藏中間變量為何物?
- 【TODO】第二十一節:減法運算的5種常用組合。
- 【TODO】第二十二節:連減、自減、自減簡寫、自減1
- 【TODO】第二十三節:減法溢出與假想借位
- 【TODO】第二十四節:借用unsigned long類型的中間變量可以減少溢出現象
- 【TODO】第二十五節:乘法運算中的5種常用組合
- 【TODO】第二十六節:連乘、自乘、自乘簡寫,溢出
- 【TODO】第二十七節:整除求商
- 【TODO】第二十八節:整除求余
- 【TODO】第二十九節:“先余后商”和“先商后余”提取數據某位,哪家強?
- 【TODO】第三十節:邏輯運算符的“與”運算
- 【TODO】第三十一節:邏輯運算符的“或”運算
- 【TODO】第三十二節:邏輯運算符的“異或”運算
- 【TODO】第三十三節:邏輯運算符的“按位取反”和“非”運算
- 【TODO】第三十四節:移位運算的左移
- 【TODO】第三十五節:移位運算的右移
- 【TODO】第三十六節:括號的強制功能---改變運算優先級
- 【TODO】第三十七節:單字節變量賦值給多字節變量的疑惑
- 【TODO】第三十八節:第二種解決“運算過程中意外溢出”的便捷方法
- 【TODO】第三十九節:if判斷語句以及常量變量的真假判斷
- 【TODO】第四十節:關系符的等于“==”和不等于“!=”
- 【TODO】第四十一節:關系符的大于“>”和大于等于“>=”
- 【TODO】第四十二節:關系符的小于“<”和小于等于“<=”
- 【TODO】第四十三節:關系符中的關系符:與“&&”,或“||”
- 【TODO】第四十四節:小括號改變判斷優先級
- 【TODO】第四十五節: 組合判斷if...else if...else
- 【TODO】第四十六節: 一維數組
- 【TODO】第四十七節: 二維數組
- 【TODO】第四十八節: while循環語句
- 【TODO】第四十九節: 循環語句do while和for
- 【TODO】第五十節: 循環體內的continue和break語句
- 【TODO】第五十一節: for和while的循環嵌套
- 【TODO】第五十二節: 支撐程序框架的switch語句
- 【TODO】第五十三節: 使用函數的三要素和執行順序
- 【TODO】第五十四節: 從全局變量和局部變量中感悟“棧”為何物
- 【TODO】第五十五節: 函數的作用和四種常見書寫類型
- 【TODO】第五十六節: return在函數中的作用以及四個容易被忽略的功能
- 【TODO】第五十七節: static的重要作用
- 【TODO】第五十八節: const(./book/或code)在定義數據時的作用
- 【TODO】第五十九節: 全局“一鍵替換”功能的#define
- 【TODO】第六十節: 指針在變量(./book/或常量)中的基礎知識
- 【TODO】第六十一節: 指針的中轉站作用,地址自加法,地址偏移法
- 【TODO】第六十二節: 指針,大小端,化整為零,化零為整
- 【TODO】第六十三節: 指針“化整為零”和“化零為整”的“靈活”應用
- 【TODO】第六十四節: 指針讓函數具備了多個相當于return的輸出口
- 【TODO】第六十五節: 指針作為數組在函數中的入口作用
- 【TODO】第六十六節: 指針作為數組在函數中的出口作用
- 【TODO】第六十七節: 指針作為數組在函數中既“入口”又“出口”的作用
- 【TODO】第六十八節: 為函數接口指針“定向”的const關鍵詞
- 【TODO】第六十九節: 宏函數sizeof(./book/)
- 【TODO】第七十節: “萬能數組”的結構體
- 【TODO】第七十一節: 結構體的內存和賦值
- 【TODO】第七十二節: 結構體的指針
- 【TODO】第七十三節: 結構體數據的傳輸存儲和還原
- 【TODO】第七十四節: 結構體指針在函數接口處的頻繁應用
- 【TODO】第七十五節: 指針的名義(例:一維指針操作二維數組)
- 【TODO】第七十六節: 二維數組的指針
- 【TODO】第七十七節: 指針唯一的“單向輸出”通道return
- 【TODO】第七十八節: typedef和#define和enum
- 【TODO】第七十九節: 各種變量常量的命名規范
- 【TODO】第八十節: 單片機IO口驅動LED
- 【TODO】第八十一節: 時間和速度的起源(指令周期和晶振頻率)
- 【TODO】第八十二節: Delay“阻塞”延時控制LED閃爍
- 【TODO】第八十三節: 累計主循環的“非阻塞”延時控制LED閃爍
- 【TODO】第八十四節: 中斷與中斷函數
- 【TODO】第八十五節: 定時中斷的寄存器配置
- 【TODO】第八十六節: 定時中斷的“非阻塞”延時控制LED閃爍
- 【TODO】第八十七節: 一個定時中斷產生N個軟件定時器
- 【TODO】第八十八節: 兩大核心框架理論(四區一線,switch外加定時中斷)
- 【TODO】第八十九節: 跑馬燈的三種境界
- 【TODO】第九十節: 多任務并行處理兩路跑馬燈
- 【TODO】第九十一節: 蜂鳴器的“非阻塞”驅動
- 【TODO】第九十二節: 獨立按鍵的四大要素(自鎖,消抖,非阻塞,清零式濾波)
- 【TODO】第九十三節: 獨立按鍵鼠標式的單擊與雙擊
- 【TODO】第九十四節: 兩個獨立按鍵構成的組合按鍵
- 【TODO】第九十五節: 兩個獨立按鍵的“電腦鍵盤式”組合按鍵
- 【TODO】第九十六節: 獨立按鍵“一鍵兩用”的短按與長按
- 【TODO】第九十七節: 獨立按鍵按住不松手的連續均勻觸發
- 【TODO】第九十八節: 獨立按鍵按住不松手的“先加速后勻速”的觸發
- 【TODO】第九十九節: “行列掃描式”矩陣按鍵的單個觸發(原始版)
- 【TODO】第一百節: “行列掃描式”矩陣按鍵的單個觸發(優化版)
- 【TODO】第一百零一節: 矩陣按鍵鼠標式的單擊與雙擊
- 【TODO】第一百零二節: 兩個“任意行輸入”矩陣按鍵的“有序”組合觸發
- 【TODO】第一百零三節: 兩個“任意行輸入”矩陣按鍵的“無序”組合觸發
- 【TODO】第一百零四節: 矩陣按鍵“一鍵兩用”的短按與長按
- 【TODO】第一百零五節: 矩陣按鍵按住不松手的連續均勻觸發
- 【TODO】第一百零六節: 矩陣按鍵按住不松手的“先加速后勻速”觸發
- 【TODO】第一百零七節: 開關感應器的識別與軟件濾波
- 【TODO】第一百零八節: 按鍵控制跑馬燈的啟動和暫停和停止
- 【TODO】第一百零九節: 按鍵控制跑馬燈的方向
- 【TODO】第一百一十節: 按鍵控制跑馬燈的速度
- 第一百一十一節: 工業自動化設備的開關信號的運動控制
- 【TODO】第一百一十二節: 數碼管顯示的基礎知識
- 【TODO】第一百一十三節: 動態掃描的數碼管顯示數字
- 【TODO】第一百一十四節: 動態掃描的數碼管顯示小數點
- 【TODO】第一百一十五節: 按鍵控制數碼管的秒表
- 【TODO】第一百一十六節: 按鍵控制數碼管的倒計時
- 【TODO】第一百一十七節: 按鍵切換數碼管窗口來設置參數
- 【TODO】第一百一十八節: 按鍵讓某位數碼管閃爍跳動來設置參數
- 【TODO】第一百一十九節: 一個完整的人機界面的程序框架的脈絡
- 【TODO】第一百二十節: 按鍵切換窗口切換局部來設置參數
- 【TODO】第一百二十一節: 可調參數的數碼管倒計時
- 【TODO】第一百二十二節: 利用定時中斷做的“時分秒”數顯時鐘
- 【TODO】第一百二十三節: 一種能省去一個lock自鎖變量的按鍵驅動程序
- 【TODO】第一百二十四節: 數顯儀表盤顯示“速度、方向、計數器”的跑馬燈
- 【TODO】第一百二十五節: “雙線”的肢體接觸通信
- 【TODO】第一百二十六節: “單線”的肢體接觸通信
- 【TODO】第一百二十七節: 單片機串口接收數據的機制
- 【TODO】第一百二十八節: 接收“固定協議”的串口程序框架
- 【TODO】第一百二十九節: 接收帶“動態密匙”與“累加和”校驗數據的串口程序框架
- 【TODO】第一百三十節: 接收帶“動態密匙”與“異或”校驗數據的串口程序框架
- 【TODO】第一百三十一節: 靈活切換各種不同大小“接收內存”的串口程序框架
- 【TODO】第一百三十二節:“轉發、透傳、多種協議并存”的雙緩存串口程序框架
- 【TODO】第一百三十三節:常用的三種串口發送函數
- 【TODO】第一百三十四節:“應用層半雙工”雙機串口通訊的程序框架