1、第5章 單片機(jī)的中斷與定時系統(tǒng),學(xué)習(xí)目標(biāo),掌握中斷系統(tǒng)的基本概念 掌握中斷系統(tǒng)使用的相關(guān)寄存器 掌握中斷系統(tǒng)的編程方法及應(yīng)用 掌握計數(shù)/定時的基本概念 掌握計數(shù)/定時使用的相關(guān)寄存器 掌握計數(shù)/定時器的編程方法及應(yīng)用,主要內(nèi)容,5.1 中斷系統(tǒng) 5.1.1 中斷的基本概念 5.1.2 中斷源及中斷請求 5.1.3 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5.1.4 中斷控制 5.1.5 中斷處理過程 5.1.6 中斷系統(tǒng)的應(yīng)用 5.2 定時/計數(shù)器接口 5.2.1 定時/計數(shù)器的主要特性 5.2.2 定時/計數(shù)器T0、T1的結(jié)構(gòu) 5.2.3 定時/計數(shù)器的控制寄存器 5.2.4 定時/計數(shù)器的工作方式 5.2.5 定時

2、/計數(shù)器的初始化編程及應(yīng)用 5.3 中斷及定時系統(tǒng)綜合應(yīng)用,與上對比，單片機(jī)中也有同樣的問題。CPU正在執(zhí)行原程序，突然，被意外事情打斷，轉(zhuǎn)去執(zhí)行新程序。CPU執(zhí)行新程序結(jié)束后，又回到原程序中繼續(xù)執(zhí)行。這樣的過程就叫 。,什么叫中斷？ 舉例：課堂教學(xué)中，當(dāng)老師正在按備課教案給同學(xué)們講課 時，課堂中任何一個同學(xué)都可能突然間提出問題，老師暫停正在講授的課程內(nèi)容，解答同學(xué)的問題，問題解決后，老師接著剛才的內(nèi)容繼續(xù)講授課程。這樣一個過程實質(zhì)上就是一個中斷過程。,5.1 51的中斷系統(tǒng) 5.1.1 中斷的概念,5.1 51的中斷系統(tǒng),5.1.1 中斷的概念 老師按教案講課是“主程序”；提問同學(xué)是“中斷源

3、”；提問打斷老師正常授課過程可稱為“中斷請求”；老師認(rèn)為有必要馬上回答這個問題，可稱為是“中斷允許”；暫停正在講授的課程內(nèi)容解答同學(xué)的疑問，可稱為“中斷響應(yīng)”；解答疑問的過程可稱為“中斷處理”；解答完疑問繼續(xù)講授課程內(nèi)容可稱之為“中斷返回”。,單片機(jī)實現(xiàn)上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng),采用中斷方式，CPU將只在外部設(shè)備提出請求時才中斷正在執(zhí)行的任務(wù)，來執(zhí)行外部設(shè)備請求任務(wù)，這樣極大地提升了CPU的使用效率。,5.1.2 中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 80C51單片機(jī)的中斷源共有5個，其中2個為外部中斷源、2個定時中斷源和1個串行中斷源。,1、2個外部中斷源 外部中斷是由外部事件引起的中斷，分別由引腳P3.2

4、和P3.3 引入外部中斷請求有兩種信號方式 ，可通過設(shè)置控制位ITX（X=0，1）進(jìn)行定義。,2、 2個定時中斷源 定時中斷是為單片機(jī)的計數(shù)/定時器設(shè)置的中斷。當(dāng)定時器Tx對單片機(jī)內(nèi)部定時脈沖或?qū)ν獠坑嫈?shù)脈沖進(jìn)行計數(shù)發(fā)生溢出時，置位TFx，并向CPU申請中斷。 3、 1個串行中斷 串行中斷是為串行數(shù)據(jù)傳送的需要而設(shè)置的中斷。當(dāng)串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時置位RI或當(dāng)串行口發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)時置位TI，向CPU申請中斷。,5.1.3 中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 80C51的中斷系統(tǒng)有5個中斷源，2個優(yōu)先級，可實現(xiàn)二級中斷嵌套 。,IT0 外部中斷0觸發(fā)方式控制位。 當(dāng)IT0=0時，為電平觸發(fā)方式。 當(dāng)IT0=

5、1時，為邊沿觸發(fā)方式（下降沿有效）。 IE0 外部中斷0中斷請求標(biāo)志位。 IT1 外部中斷1觸發(fā)方式控制位。 IE1 外部中斷1中斷請求標(biāo)志位。 TF0 定時/計數(shù)器T0溢出中斷請求標(biāo)志位。 TF1 定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標(biāo)志位。,1 TCON定時器與外部中斷控制寄存器,5.1.4 中斷控制,利用中斷請求標(biāo)志位來通知CPU 中斷請求！,2、SCON的中斷標(biāo)志,RI（SCON.0），串行口接收中斷標(biāo)志位。當(dāng)允許串行口接收數(shù)據(jù)時，每接收完一個串行幀，由硬件置位RI。但是，RI必須由軟件清除。 TI（SCON.1），串行口發(fā)送中斷標(biāo)志位。當(dāng)CPU將一個發(fā)送數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時，就啟動了發(fā)

6、送過程。每發(fā)送完一個串行幀，由硬件置位TI。CPU響應(yīng)中斷時，不能自動清除TI，TI必須由軟件清除。,3.中斷允許控制 CPU對中斷系統(tǒng)所有中斷以及某個中斷源的開放和屏蔽是由中斷允許寄存器IE控制的。,EX0(IE.0)，外部中斷0允許位； ET0(IE.1)，定時/計數(shù)器T0中斷允許位； EX1(IE.2)，外部中斷1允許位； ET1(IE.3)，定時/計數(shù)器T1中斷允許位； ES（IE.4)，串行口中斷允許位； EA (IE.7)， CPU中斷允許（總允許）位。,若為“1”，開關(guān)接通，允許 例如 SETB EA 若為“0”，開關(guān)斷開，不允許 例如 CLR IE.7,為什么要有中斷優(yōu)先級？,

7、CPU同一時間只能響應(yīng)一個中斷請求。若同時來了兩個或兩個以上中斷請求，就必須有先有后。 ！,為此將5個中斷源分成高級、低級兩個級別，高級優(yōu)先，由IP控制。,4. 中斷優(yōu)先級控制 51單片機(jī)有兩個中斷優(yōu)先級，即可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套。每個中斷源的中斷優(yōu)先級都是由中斷優(yōu)先級寄存器IP中的相應(yīng)位的狀態(tài)來規(guī)定的 。,PX0（IP.0），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位； PT0（IP.1），定時/計數(shù)器T0優(yōu)先級設(shè)定位； PX1（IP.2），外部中斷0優(yōu)先級設(shè)定位； PT1（IP.3），定時/計數(shù)器T1優(yōu)先級設(shè)定位； PS （IP.4），串行口優(yōu)先級設(shè)定位。,該位是“1”時，為高級優(yōu)先級 該位是“ 0”時，為低

8、級優(yōu)先級,當(dāng)CPU正在執(zhí)行某個中斷服務(wù)程序時，如果發(fā)生更高一級的中斷源請求中斷，CPU可以“中斷”正在執(zhí)行的低優(yōu)先級中斷,轉(zhuǎn)而響應(yīng)更高一級的中斷，這就是中斷嵌套。中斷優(yōu)先級是為中斷嵌套服務(wù)的。,5.中斷優(yōu)先級控制原則和控制邏輯,中斷嵌套,51單片機(jī)的中斷優(yōu)先級有三條原則：,CPU同時接收到幾個中斷時，首先響應(yīng)優(yōu)先級別最高的中斷請求。 正在進(jìn)行的中斷過程不能被新的同級或低優(yōu)先級的中斷請求所中斷。 正在進(jìn)行的低優(yōu)先級中斷服務(wù)，能被高優(yōu)先級中斷請求所中斷。,為了實現(xiàn)上述后兩條原則，中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有兩個用戶不能尋址的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器。其中一個置1，表示正在響應(yīng)高優(yōu)先級的中斷，它將阻斷后來所有的中斷請求

9、；另一個置1，表示正在響應(yīng)低優(yōu)先級中斷，它將阻斷后來所有的低優(yōu)先級中斷請求。,同一級中的5個中斷源的優(yōu)先順序是：,5.1.5 單片機(jī)中斷處理過程,1單片機(jī)的響應(yīng)條件 有中斷源發(fā)出中斷請求。 中斷總允許位EA=1。 中斷源對應(yīng)的中斷允許位為1。 在滿足以上條件的基礎(chǔ)上，若有下列任何一種情況存在，中斷響應(yīng)都會受到阻斷。 CPU正在執(zhí)行一個同級或高優(yōu)先級的中斷服務(wù)程序。 正在執(zhí)行的指令尚未執(zhí)行完。 正在執(zhí)行中斷返回指令 RETI或者對專用寄存器IE、 IP進(jìn)行讀/寫的指令。,將相應(yīng)的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1（以阻斷后來的同級或低級的中斷請求）。 執(zhí)行一條硬件LCALL指令，即把程序計數(shù)器PC的內(nèi)容壓入堆

10、棧保存，再將相應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址送入PC。 中斷處理執(zhí)行中斷服務(wù)程序。,2.中斷響應(yīng)過程,中斷響應(yīng)過程的前兩步是由中斷系統(tǒng)內(nèi)部自動完成的，而中斷服務(wù)程序則要由用戶編寫程序來完成。,2單片機(jī)的響應(yīng)過程 中斷處理就是執(zhí)行中斷服務(wù)程序，從中斷入口地址開始執(zhí)行，直到返回指令(RETI)為止。此過程一般包括三部分內(nèi)容： （1）保護(hù)現(xiàn)場 （2）處理中斷源的請求 （3）恢復(fù)現(xiàn)場,3. 中斷返回,中斷返回通過執(zhí)行中斷返回指令RETI來實現(xiàn)，具體功能是： 將相應(yīng)中斷優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器清0，通知中斷系統(tǒng)，中斷服務(wù)程序已執(zhí)行完畢。 將中斷響應(yīng)時壓入堆棧保存的斷點地址從棧頂彈出送回PC，CPU從原來中斷的地方繼

11、續(xù)執(zhí)行程序；,注意，不能用RET指令代替RETI指令。在中斷服務(wù)程序中PUSH指令與POP指令必須成對使用，否則不能正確返回斷點 。,響應(yīng)過程：（假設(shè)已使某中斷請求標(biāo)志置1） （1）先使相應(yīng)優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1； （2）執(zhí)行一個硬件子程序的調(diào)用， 1）硬件清零相應(yīng)中斷請求標(biāo)志（TI、RI除外） 2）將當(dāng)前PC內(nèi)容壓入堆棧保護(hù)斷點； 3）將中斷服務(wù)子程序入口地址送PC轉(zhuǎn)移。,返回過程：（RETI執(zhí)行后） （1）使相應(yīng)優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器清0。 （2）從堆棧中彈出棧頂?shù)膬蓚€字節(jié)內(nèi)容送PC恢復(fù)斷點。 （3）CPU接著中斷處繼續(xù)執(zhí)行原程序。,4中斷請求的撤除 CPU響應(yīng)某中斷請求后，在中斷返回前，應(yīng)該 撤

12、消該中斷請求，否則會引起另一次中斷。不同中斷 源中斷請求的撤除方法是不一樣的。 定時器溢出中斷請求的撤除 硬件會自動清除中斷請求標(biāo)志TF0或TFl。 串行口中斷的撤除 硬件不能清除中斷請求標(biāo)志TI和RI，要由軟件來清除相 應(yīng)的標(biāo)志。 外部中斷的撤除 外部中斷為電平觸發(fā)方式時，CPU響應(yīng)中斷后，硬件會自 動清除中斷請求標(biāo)志IE0或IEl，但由于加到或引腳的外部中斷 請求信號并未撤除，中斷請求標(biāo)志IE0或IEl會再次被置1，所 以在CPU響應(yīng)中斷后應(yīng)立即撤除或引腳上的低電平。,5.1.6 中斷系統(tǒng)的應(yīng)用,中斷系統(tǒng)示意圖,1中斷初始化 設(shè)置堆棧指針SP 定義中斷優(yōu)先級 定義外中斷觸發(fā)方式 開放中斷

13、安排好等待中斷或中斷發(fā)生前主程序 應(yīng)完成的操作內(nèi)容,5.1.6 中斷系統(tǒng)的應(yīng)用,2現(xiàn)場保護(hù)和現(xiàn)場恢復(fù) 將中斷時刻單片機(jī)中主要寄存器的數(shù)據(jù)或狀態(tài)送入堆棧中保存起來，這就是現(xiàn)場保護(hù)。中斷服務(wù)結(jié)束后，在返回主程序前，則需把保存的現(xiàn)場內(nèi)容從堆棧中彈出，以恢復(fù)那些寄存器的原有內(nèi)容，這就是現(xiàn)場恢復(fù)。 3中斷服務(wù)主程序 在中斷服務(wù)入口地址設(shè)置一條跳轉(zhuǎn)指令 轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序的實際入口處； 根據(jù)需要保護(hù)現(xiàn)場； 中斷源請求中斷服務(wù)要求的操作； 恢復(fù)現(xiàn)場。與保護(hù)現(xiàn)場相對應(yīng)，注意先進(jìn) 后出、后進(jìn)先出操作原則； 中斷返回，最后一條指令必須是RETI。,例5-1 出租車計價器計程方法是車輪每運(yùn)轉(zhuǎn) 一圈產(chǎn)生2個負(fù)脈沖，從

14、外中斷（P3.2）引 腳輸入，行駛里程為輪胎周長運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)， 設(shè)輪胎周長為2m，試實時計算出租車行駛 里程（單位米），數(shù)據(jù)由高字節(jié)到低字節(jié)依 次存放于32H、31H、30H。,分析：由32H、31H、30H三個字節(jié)存放計數(shù)結(jié)果，最大數(shù)值為224-1=16777215次，足以滿足出租車計程的使用。程序在初始化時，應(yīng)先將這些存放數(shù)據(jù)的內(nèi)存單元清零。另外，由于題目并未明確說明負(fù)脈沖的寬度，并且硬件上也沒有設(shè)計中斷請求撤除電路，所以應(yīng)該將外部中斷的觸發(fā)方式設(shè)置為下降沿脈沖觸發(fā)方式。 里程數(shù)決定了乘客的付費，必須準(zhǔn)確，所以應(yīng)將中斷優(yōu)先級設(shè)為最高。中斷服務(wù)程序主要任務(wù)是完成對32H、31H、30H三字節(jié)的加

15、1計數(shù)任務(wù)。主程序應(yīng)完成中斷初始化任務(wù)，如設(shè)置堆棧、設(shè)定中斷優(yōu)先級、開中斷、對內(nèi)存單元清零等。,經(jīng)過以上分析，讀者可以劃出程序設(shè)計的流程圖，匯編語言程序如下： ORG 0000H ;復(fù)位地址 LJMP START ;轉(zhuǎn)初始化 ORG 0003H ;中斷入口地址 LJMP EINT0 ;轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序 ORG 0030H ;定義主程序首地址 START: MOV SP,#60H ;置堆棧指針 SETB IT0 ;置邊沿觸發(fā)方式 MOV IP,#01H ;置高優(yōu)先級 MOV 30H,#0 ;里程計數(shù)器清0 MOV 31H,#0 ; MOV 32H,#0 ; MOV IE,#81H ;開中斷 LJM

16、P $ ;等待中斷,ORG 0200H ;中斷服務(wù)子程序首地址 EINT0:PUSH Acc ;保護(hù)現(xiàn)場 PUSH PSW ; MOV A,30H ;讀低8位計數(shù)器 ADD A,#1 ;低8位計數(shù)器加1m MOV 30H,A ;低8位保存在30H單元 CLR A ; ADDC A,31H ;中8位計數(shù)器加進(jìn)位 MOV 31H,A ;中8位計數(shù)保存在31H單元 CLR A ; ADDC A,32H ;高8位計數(shù)器加進(jìn)位 MOV 32H,A ;高8位計數(shù)保存在32H單元 POP PSW ;恢復(fù)現(xiàn)場 POP Acc ; RETI ;中斷返回 END,例5-2 如圖5-7所示按鍵電路對應(yīng)于教學(xué)實驗板上

17、的脈沖產(chǎn)生電路，每按一次按鍵會在單片機(jī)引腳產(chǎn)生一個脈沖，使用C51編寫程序?qū)Π存I次數(shù)進(jìn)行計數(shù)。,脈沖產(chǎn)生電路,主要內(nèi)容,5.1 中斷系統(tǒng) 5.1.1 中斷的基本概念 5.1.2 中斷源及中斷請求 5.1.3 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5.1.4 中斷控制 5.1.5 中斷處理過程 5.1.6 中斷系統(tǒng)的應(yīng)用 5.2 定時/計數(shù)器接口 5.2.1 定時/計數(shù)器的主要特性 5.2.2 定時/計數(shù)器T0、T1的結(jié)構(gòu) 5.2.3 定時/計數(shù)器的控制寄存器 5.2.4 定時/計數(shù)器的工作方式 5.2.5 定時/計數(shù)器的初始化編程及應(yīng)用 5.3 中斷及定時系統(tǒng)綜合應(yīng)用,5.2 定時/計數(shù)器,在為學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容前，我們常

18、用軟件定時，軟件定時不占用硬件資源，但占用了CPU時間，降低了CPU的利用率。 實現(xiàn)定時功能，比較方便的辦法是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時/計數(shù)器。 定時/計數(shù)器是51系列單片機(jī)的重要功能模塊之一。在檢測、控制及智能儀器應(yīng)用中，常用定時器作時鐘，以實現(xiàn)定時檢測、定時控制。還可用定時器產(chǎn)生寬度預(yù)先設(shè)定的脈沖信號，以驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)一類的電器機(jī)械。計數(shù)器主要用于外部事件的計數(shù)。,5.2.1 定時/計數(shù)器的主要特性,51系列中51子系列有兩個16位的可編程定時/ 計數(shù)器，52子系列有三個。 每個定時/計數(shù)器既可以對系統(tǒng)時鐘計數(shù)實現(xiàn)定時，也可以對外部信號計數(shù)實現(xiàn)計數(shù)功能，通過編程設(shè)定初始值來實現(xiàn)。 每個定時/計數(shù)

19、器都有多種工作方式通過編程可設(shè)定工作于某種方式。 每一個定時/計數(shù)器定時計數(shù)時間到時產(chǎn)生溢出，使相應(yīng)的溢出位置位，溢出可通過查詢或中斷方式處理。,5.2.2 定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu),定時/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個寄存器組成。TMOD是定時/計數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的啟動和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。,5.2.3 定時/計數(shù)器的控制寄存器,80C51單片機(jī)定時/計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式；TCON用于控制其啟動和中斷申請。 1、工作方式寄存器TMOD 工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定

20、時/計數(shù)器的工作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下：,定時 / 計數(shù)器的四種工作模式,M1 M0 模式 說明 0 0 0 13位定時/計數(shù)器 高八位TH（7 0）+ 低五位TL（ 4 0） 0 1 1 16位定時/計數(shù)器 TH（7 0）+ TL（7 0） 1 0 2 8位計數(shù)初值自動重裝的定時/計數(shù)器 TL（7 0） TH（7 0） 1 1 3 T0運(yùn)行為兩個獨立的8位定時/計數(shù),而T1停止工作。,2、定時 / 計數(shù)器控制寄存器TCON,TCON,能否啟動定時 / 計數(shù)器工作與GATE有關(guān)，分兩種情況： GATE = 0 時，若TRi = 1，開啟Ti計數(shù)工作；(i = 0或1）

21、 若TRi = 0，停止Ti計數(shù)。 GATE = 1 時，若TRi = 1 且/INTi = 1時開啟Ti計數(shù)； 若TRi = 1 且/INTi = 0時不能開啟Ti計數(shù)。 若TRi = 0， 停止Ti計數(shù)。,C/T = 0 定時； C/T = 1 對外計數(shù)。定時：機(jī)器周期Tcy = 12 / fosc,波形等間隔，次數(shù)已定，時間確定 即對機(jī)器周期進(jìn)行計數(shù)。,左圖定時時間為 N*Tcy,N個機(jī)器周期,Tcy,計數(shù)：脈沖不等間隔。,每個下降沿計數(shù)一次 確認(rèn)一次負(fù)跳變需兩個機(jī)器周期， 所以，計數(shù)頻率最高為fosc / 24。,5.2.4 定時/計數(shù)器的工作方式 1、方式0 方式0為13位計數(shù)，由T

22、L0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時向TH0進(jìn)位，TH0溢出時，置位TCON中的TF0標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請求。,方式0 下T1、T0的等效邏輯結(jié)構(gòu),TLi (5位),THi (8位),TFi,中斷,04 07,計數(shù)寄存器TLi 低5位 + THi8位,計數(shù)初值計算的公式為： 定時器模式時有:Nt/ Tcy 定時器的初值還可以采用計數(shù)個數(shù)直接取補(bǔ)法獲得。 計數(shù)模式時，計數(shù)脈沖是T0引腳上的外部脈沖。,門控位GATE的作用： 當(dāng)GATE=0時，經(jīng)反相后使或門輸出為1，此時僅由TR0控制與門的開啟，與門輸出1時，控制開關(guān)接通，計數(shù)開始；當(dāng)GATE=1時，由外中斷引腳

23、信號控制或門的輸出，此時控制與門的開啟由外中斷引腳信號和TR0共同控制。當(dāng)TR0=1時，外中斷引腳信號引腳的高電平啟動計數(shù)，外中斷引腳信號引腳的低電平停止計數(shù)。這種方式常用來測量外中斷引腳上正脈沖的寬度。,2、方式1 方式1的計數(shù)位數(shù)是16位，由TL0作為低8位、TH0作為高8位，組成了16位加1計數(shù)器 。,計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為：,與模式0相似。 與模式0的區(qū)別：計數(shù)位數(shù)不同。,方式1 下T1、T0的等效邏輯結(jié)構(gòu),THi（高8位）+ TLi（低8位）,3、方式2 方式2為自動重裝初值的8位計數(shù)方式。,工作方式2特別適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器。,計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為：,與模式0

24、、1的區(qū)別：1）計數(shù)位數(shù)不同； 2）初值自動重裝。,方式2 下T1、T0的等效邏輯結(jié)構(gòu),4、方式3 方式3只適用于定時/計數(shù)器T0，定時器T1處于方式3時相當(dāng)于TR1=0，停止計數(shù)。,工作方式3將T0分成為兩個獨立的8位計數(shù)器TL0和TH0。 方式3適用于要求增加一個額外的8位定時器的應(yīng)用場合。,T0定時/計數(shù)，而T1停止計數(shù)，但可作波特率發(fā)生器。T0分成兩獨立定時/計數(shù)器TL0和TH0，。 TL0使用C/T、GATE、TR0、/INT0、TF0可作定時/計數(shù)。 TH0使用TR1、TF1控制。 因此，只能用于定時。,（a）TL0可作8位定時/計數(shù)器,（b）TH0只能作8位定時器,TR1,方式3

25、 下T1、T0的等效邏輯結(jié)構(gòu),方式3時，T1可設(shè)為模式0、1、2的定時/計數(shù)，用在任何不需要中斷控制的場合，典型應(yīng)用是用作串行通信的波特率發(fā)生器。,(a) T0模式3時T1模式0,(b) T0模式3時T1模式1,(c) T0模式3時T1模式2,5.2.5 定時/計數(shù)器的初始化編程及應(yīng)用,1、MCS-51單片機(jī)定時/計數(shù)器初始化編程步驟 根據(jù)要求選擇方式，確定方式控制字，寫入方式控制 寄存器TMOD。 根據(jù)要求計算定時/計數(shù)器的計數(shù)值，再由計數(shù)值求得 初值，寫入初值寄存器。 根據(jù)需要開放定時/計數(shù)器中斷（后面須編寫中斷服務(wù) 程序）。 設(shè)置定時/計數(shù)器控制寄存器TCON的值，啟動定時/計 數(shù)器開始

26、工作。 等待定時/計數(shù)的時間到，到則執(zhí)行中斷服務(wù)程序；如 用查詢處理，則編寫查詢程序判斷溢出標(biāo)志，溢出標(biāo) 志等于1，則進(jìn)行相應(yīng)處理。,2、編程前需確定的參數(shù)： （1）定時/計數(shù)器 T0、T1選擇其一， （2）工作方式 C /T及GATA， （3）計數(shù)初值 加1計數(shù)、16位。,計數(shù)用 ：初值X=MN；M=213=8192（模式0） M=216=65536（模式1） M=28=256 （模式2、模式式3） 定時用:初值X=MN =M t/Tcy（t為所要求的定時時間，Tcy為機(jī)器周期）,（4）工作模式 M1、M0,5.2.5 定時/計數(shù)器的初始化編程及應(yīng)用,（）計算計數(shù)初值 欲產(chǎn)生500s的等寬正

27、方波脈沖，只需在P1.0端以250us為周期交替輸出高低電平即可實現(xiàn)，為此定時時間應(yīng)為250s。使用12MHz晶振，則一個機(jī)器周期為1s。方式0為13位計數(shù)結(jié)構(gòu)。設(shè)待求的計數(shù)初值為X，則N=213一X250s/ 1s=250 求解得：X=7942。二進(jìn)制數(shù)表示為1111100000110B。十六進(jìn)制表示，高8位為0F8H，低5位為06H。其中高8位放入TH1，即TH1=OF8H；低5位放入TL1，即TL106H。,例5-3 設(shè)單片機(jī)晶振頻率為12MHz,使用定時器1以方式0產(chǎn)生周期為500s的等寬正方波連續(xù)脈沖，并由P1.0輸出。以查詢方式完成。,1、 方式0的應(yīng)用,3、定時/計數(shù)器應(yīng)用舉例,

28、5.2.5 定時/計數(shù)器的初始化編程及應(yīng)用,（）TMOD寄存器初始化 為把定時器計數(shù)器1設(shè)定為方式0，則M1M0=00；為實現(xiàn)定時功能，應(yīng)使C=0。定時器計數(shù)器0不用，有關(guān)位設(shè)定為0。因此TMOD寄存器應(yīng)初始化為00H。 （）由定時器控制寄存器TCON中的TR1位控制定時的啟動和停止。 TR1=1啟動，TR1=0停止。,（）程序設(shè)計 MOV TMOD,#00H ;設(shè)置T1為工作方式0 MOVTH1,#0F8H ;設(shè)置計數(shù)初值 MOVTL1,#06H MOVIE,#00H ;禁止中斷 SETBTR1 ;啟動定時期 LOOP: JBC TF1,LOOP1 ;查詢計數(shù)溢出 AJMPLOOP LOOP

29、1: MOVTH1,#0F8H ;重置計數(shù)初值 MOVTL1,#06H CLRTF1 ;計數(shù)溢出標(biāo)志位清0 CPLP1.0 ;輸出取反 AJMPLOOP;重復(fù)循環(huán),2、方式1應(yīng)用 方式1與方式0基本相同,只是方式1改用了16 位計數(shù)器.要求定時周期較長時,13 位計數(shù)器不夠用,可改用16位計數(shù)器。,例5- 題目同例5-3，但以中斷方式完成。即單片機(jī)晶振頻率為6MHz，使用定時器1以工作方式1產(chǎn)生周期為500s的等寬連續(xù)正方波脈沖，并在P1.0端輸出。 （）計算計數(shù)初值 TH1=0FFHTL1=06H （）TMOD寄存器初始化 TMOD=10H,（）程序設(shè)計 ORG 0000H LJMPSTAR

30、 ORG 0013H ;定時器1中斷向量地址 LJMPT1INT ORG 0030H START： MOV TMOD,#10H ;定時器1工作方式1 MOV TH1, #0FFH ;設(shè)置計數(shù)初值 MOV TL1, #06H SETBEA ;開中斷 SETBET1 ;定時器1允許中斷 SETBTR1 ;定時開始 HERE: SJMP$ ;等待中斷 ORG 0100H T1INT: MOV TH1, #0FFH ;中斷程序 MOV TL1, #06H ;重新設(shè)置計數(shù)初值 CPL P1.0 ;輸出取反 RETI ;中斷返回 END,3、 方式2應(yīng)用 方式2是定時器自動重裝載的操作方式, 在這種方式下

31、,定時器0和1的工作是相同的, 它的工作過程與方式0、方式1基本相同,只不過在溢出的同時, 將8位二進(jìn)制初值自動重裝載,即在中斷服務(wù)子程序中, 不需要編程送初值,這里不再舉例。定時器 T1工作在方式2 時,可直接用作串行口波特率發(fā)生器,四、方式3的應(yīng)用 定時器T0工作在方式3時是2個8位定時器 /計數(shù)器。且TH0 借用了定時器 T1 的溢出中斷標(biāo)志TF1和運(yùn)行控制位TR1，可用作一個8位定時器。 例 假設(shè)有一個用戶系統(tǒng)中已使用了兩個外部中斷源, 并置定時器 T1 于方式 2, 作串行口波特率發(fā)生器用, 現(xiàn)要求再增加一個外部中斷源, 并由 P1.0 口輸出一個 5k Hz的方波（假設(shè)晶振頻率為

32、6 MHz）。,在不增加其它硬件開銷時, 可把定時器/計數(shù)器T0置于工作方式3,利用外部引腳T0端作附加的外部中斷輸入端, 把TL0預(yù)置為0FFH,這樣在T0端出現(xiàn)由1至0的負(fù)跳變時,TL0立即溢出,申請中斷,相當(dāng)于邊沿激活的外部中斷源。 在方式3下,TH0總是作8位定時器用,可以靠它來控制由P1.0輸出的5kHz方波。 由P1.0輸出5kHz的方波,即每隔100s（周期為200s）使P1.0的電平發(fā)生一次變化。則TH0中的初始值X=MN=256100/2=206。（機(jī)器周期為2 s ） 下面是有關(guān)的程序。,MOV TL0, 0FFH MOV TH0, 206 MOV TL1, BAUD;BA

33、UD根據(jù)波特率要求設(shè)置常數(shù) MOV TH1, BAUD ;置T0工作方式3TL0工作于計數(shù)器方式 MOV TMOD, 27H ;啟動定時器 T0、 T1,置外部中斷 0 和 1為邊沿激活方式 MOV TCON, 55H MOV IE, 9FH ; 開放全部中斷,TL0 溢出中斷服務(wù)程序(由000BH單元轉(zhuǎn)來）: TL0INT: MOV TL0, 0FFH RETI TH0 溢出中斷服務(wù)程序(由001BH轉(zhuǎn)來): TH0INT: MOV TH0, 206 CPL P1.0 RETI 此處串行口中斷服務(wù)程序、 外中斷0和外中斷1的中斷服務(wù)程序沒有列出。,主要內(nèi)容,5.1 中斷系統(tǒng) 5.1.1 中斷

34、的基本概念 5.1.2 中斷源及中斷請求 5.1.3 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 5.1.4 中斷控制 5.1.5 中斷處理過程 5.1.6 中斷系統(tǒng)的應(yīng)用 5.2 定時/計數(shù)器接口 5.2.1 定時/計數(shù)器的主要特性 5.2.2 定時/計數(shù)器T0、T1的結(jié)構(gòu) 5.2.3 定時/計數(shù)器的控制寄存器 5.2.4 定時/計數(shù)器的工作方式 5.2.5 定時/計數(shù)器的初始化編程及應(yīng)用 5.3 中斷及定時系統(tǒng)綜合應(yīng)用,5.3 中斷及定時系統(tǒng)綜合應(yīng)用,例5-10 用圖3-12的顯示電路，使用C51編程語言編寫程序?qū)?現(xiàn)對按鍵的計數(shù)，并將計數(shù)的結(jié)果實時顯示在數(shù)碼管上。要 求只顯示有效的位，無效位不顯示。,分析：在本例中，

35、要求所顯示的內(nèi)容不再是固定的，而是動態(tài)變化的。由于按鍵脈沖的寬度是隨機(jī)的，為了確保準(zhǔn)確捕獲按鍵的次數(shù)，需要將外部中斷設(shè)置成下降沿觸發(fā)的方式 。 編寫程序時，需要定一個數(shù)組作為顯示緩沖區(qū)。 題目要求“只顯示有效的位，無效位不顯示”，因此還沒有有效數(shù)據(jù)的高位應(yīng)該不予顯示。但是在顯示緩沖區(qū)中會存在高位無效位和低位有效位都為“0”的情況(如：10，100，1000等)，因此在顯示程序讀取顯示緩沖區(qū)時，應(yīng)先從高位向低位讀取，高位的0都對應(yīng)取熄滅代碼，一旦讀到非0的數(shù)字即意味著后面的所有0都應(yīng)該取0對應(yīng)的顯示代碼而顯示“0”。,5.3 中斷及定時系統(tǒng)綜合應(yīng)用,根據(jù)分析，可以畫出程序的流程圖如下：,C51程序代碼如下： /*/ /*功能說明： */ /*對外部中斷0進(jìn)行計數(shù)，并將計數(shù)結(jié)果實時顯示在LED數(shù) 碼管上 */ /*/ #include #define uchar unsigned char #define INITVALUE_RCAP2H (65536-2000)/256) #define INITVALUE_RCAP2L (65536-200