【PIC单片机】-- 中断、定时器相关知识

00 写在前面

该系列的文章，源自于担任过PIC单片机课程的助教，主要向学弟们讲解了几节实验课的内容。在此记录上课的一些知识。

本系列文章主要介绍的内容：

实验1–介绍和基本I/O–按钮和LED（学习嵌入式的第一步就是点一个灯，就像学习编程语言的第一步都是写一个“hello world”代码）

实验2–MPLAB+PICkit 3+LCD+I/O（这次主要是介绍液晶显示屏的使用，很多时候我们系统的调试都需要用到，比如做一个测温系统，那我们就可以通过液晶显示屏，显示传感器采集的数值，然后再通过软件来做进一步的处理）

实验3–ADC（这个是模数转化实验，就是之前模数电学习那些知识的一个综合运用）

实验4–串行通信–UART

实验5–串行通信–I2C

实验6–计时器和中断（这一部分也是很重要的知识点，在很多的嵌入式系统中都会用到，比如用单片机再加几个传感器就可以搭出智能车，智能车就会用到计时器、中断这些内容）

01 中断相关知识

中断很好理解，我们举个例子，比如你正在写作业，突然肚子不舒服，那你就会先去上厕所，然后回来再继续写作业。所以肚子不舒服就给你大脑发出一个信号，从而先把肚子不舒服这件事解决了，然后再回到刚才没写完的那道题，继续写下去。这个就是一整个中断的过程。

在我们PIC单片机中是什么样的呢？之前我们讲过，单片机开始执行程序就是从Main函数开始执行的，当发生中断的时候，发生中断的这个点我们把它称之为断点，计算机会把断点信息存入堆栈，接着程序跳到ISR中断服务程序中执行，中断服务程序执行完，就跳回到原本断点中继续接着执行主程序。

中断服务程序在代码里面就是这个：

不知道大家还有没有印象，之前我们学习ADC转换、串口通信，我会跟大家说，我们这次的实验是不需要用到中断的。因为我们可以通过某个寄存器的位，来判断ADC是否转换结束、数据是否通过串口通信传输完毕。 而其实我们 也是可以用中断的方法 ，也就是ADC转换结束、数据通过串口通信传输完毕，就会产生相应中断。然后我们在中断服务程序中就可以写后续的操作代码。

有一个点：就是中断服务程序执行时间要尽可能少，这样可以减少主程序的延时时间。

接下来我们来看一下PIC内部有哪些中断？

1、PIC单片机内部可以有15种中断，每个中断都是有2个输入的与门来表示。这两输入分别为中断标志位、中断使能位。然后左边这几个是外设中断，中间这几个是内部中断。另外还有一个总中断，就是只有总中断使能了，中断才会产生。

2、那些这些中断标志位、中断使能位都是放在寄存器里。比如我们晚点要讲的定时器0，定时器0的中断标志位和中断使能位就放在INTCON寄存器中。

3、接下来我们讲讲中断标志位和中断使能位有什么作用。中断使能位，就直接从字面来理解，只有使能了，相应的中断才会被使用到。比如我们之前ADC模块，当ADC转换结束后，如果ADIE没有使能，那它就不会产生ADC中断。

而中断标志位，也直接从字面来理解，比如我们让ADIE使能了，那么当ADC转换结束后就会让ADIF置位。就是等于1。

当中断发生的时候，CPU就会检测FLAG标志，看看是产生哪种中断，然后进行相应的处理。

那CPU检测FLAG标志位的时候，是不是可以有不同的顺序，那顺序在前面就是优先级比较高的。举个例子，比如ADC和定时器0同时发生中断，那我要先处理哪一个，就是看CPU先检测那个FLAG，先检测到的那个就先进行处理，也就是优先级比较高。

02 定时器相关知识

03 定时器相关寄存器

TMR0:8位累加计数器，这个刚刚咱们讲过，就是用来存放累加的值。

ITCON:这个寄存器很好理解

GIE：总中断控制使能位

比如，咱们要使用定时器中断，那就让TMR0IE、TMR0IF置位。

OPTION_REG:

前面这两位不用管RBPU、INTEDG

PS2、PS1、PS0这三位是用来设置预分频

PSA这一位主要是用来选择预分频是用来分配给定时器，还是分配给看门狗

T0CS：TMR0时钟源选择位

T0SE：TMR0 时钟源触发沿选择位

TMR0寄存器，这个寄存器是8位的，那每当经过一个时钟周期FOSC/4 = 1us，TMR0的值就会加1，因为它是八位的，所以总共256us就会加满。加满的时候，就像我们刚刚中断讲的那样，如果GIE和TMR0IE都使能，就会产生中断，TMR0IF标志位就会置位。

预分频设置为8，那预分频是什么意思，就是本来我们一个时钟周期1us，TMR0寄存器的值就是加1，但是预分频设置为8之后，就是要经过8个时钟周期，TMR0寄存器的值才会加1，也就是1x8=8us才会加1。这样要经过256x8=2048us定时器0才会溢出，产生中断。

04 定时器相关电路

05 定时器补充

1、你们实验六可能会用到定时器1，定时器1与定时器0的差别我们刚刚看过就是，那个存放那个计数值的是多少位，定时器0是八位的，而定时器1是16位，但是每个寄存器只能存8位，所以需要有两个寄存器来存放这16位数。

那我们打开芯片手册，看看与定时器1相关的寄存器。

2、比如我们要定时50ms，那我们需要怎么设置寄存器；

65536-50000 = 15536；

15536/256 = 60 化成二进制 0011 1100

15536%256 =176 化成二进制 1011 0000

3、If Fosc = 20Mhz, what is the maximum interrupt period possible with Timer0?

1/(20/4)256256 = 13,107.2 us