定時(shí)器和中斷講述

1、1 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用 3 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用 n定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用場(chǎng)合計(jì)數(shù)器的應(yīng)用場(chǎng)合: 定時(shí)或延時(shí)控制、對(duì)外部事件的檢測(cè)、計(jì)定時(shí)或延時(shí)控制、對(duì)外部事件的檢測(cè)、計(jì) 數(shù)等數(shù)等； nMCS-51系列系列8031、8051單片機(jī)有單片機(jī)有兩個(gè)兩個(gè) 16位位定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（即計(jì)數(shù)器（即T0和和T1）；）； n8032、8052單片機(jī)有單片機(jī)有3個(gè)個(gè)16位定時(shí)器位定時(shí)器/計(jì)計(jì) 數(shù)器（即數(shù)器（即T0、 T1和和T2）；）； 4 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用 n所謂所謂計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器就是就是對(duì)外部輸入脈沖的計(jì)數(shù)對(duì)外部輸入脈沖的計(jì)數(shù)；

2、 n所謂所謂定時(shí)器定時(shí)器也是對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)完成的，也是對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)完成的， 計(jì)數(shù)的是計(jì)數(shù)的是MCS-51內(nèi)部產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)脈沖內(nèi)部產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)脈沖，通，通 過(guò)過(guò)計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)定時(shí)計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)定時(shí)。 n所以，定時(shí)器和計(jì)數(shù)器本質(zhì)上是一致的，所以，定時(shí)器和計(jì)數(shù)器本質(zhì)上是一致的， 在以后的敘述中將定時(shí)器在以后的敘述中將定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器籠統(tǒng)稱為籠統(tǒng)稱為 定時(shí)器定時(shí)器。 5 定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理 6 定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理 n組成：兩個(gè)組成：兩個(gè)16位的定時(shí)器位的定時(shí)器T0和和T1，以及他們的工作方式寄存器，以及他們的工作方式寄存器 TMOD和控制寄存器

3、和控制寄存器TCON等組成。內(nèi)部通過(guò)等組成。內(nèi)部通過(guò)總線總線與與CPU相連。相連。 n定時(shí)器定時(shí)器T0和和T1各由兩個(gè)各由兩個(gè)8位特殊功能寄存器位特殊功能寄存器TH0、TL0、TH1、 TL1構(gòu)成。構(gòu)成。 n工作方式寄存器工作方式寄存器TMOD：用于設(shè)置定時(shí)器的用于設(shè)置定時(shí)器的工作模式和工作方式工作模式和工作方式； n控制寄存器控制寄存器TCON：用于用于啟動(dòng)和停止啟動(dòng)和停止定時(shí)器的計(jì)數(shù)，并控制定時(shí)器定時(shí)器的計(jì)數(shù)，并控制定時(shí)器 的狀態(tài)；的狀態(tài)； n單片機(jī)復(fù)位時(shí)，兩個(gè)寄存器的所有位都被清單片機(jī)復(fù)位時(shí)，兩個(gè)寄存器的所有位都被清0。 8051定時(shí)器 定時(shí)器 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 7 定時(shí)器的結(jié)構(gòu)

4、及工作原理定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理 n兩個(gè)兩個(gè)可編程可編程的定時(shí)器的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1、T0。 n每個(gè)定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是一個(gè)每個(gè)定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是一個(gè)可編程的加法計(jì)數(shù)器可編程的加法計(jì)數(shù)器， 由編程來(lái)設(shè)置它工作在定時(shí)狀態(tài)還是計(jì)數(shù)狀態(tài)。由編程來(lái)設(shè)置它工作在定時(shí)狀態(tài)還是計(jì)數(shù)狀態(tài)。 兩種工作模式兩種工作模式: (1) 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器工作模式工作模式 就是對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。就是對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自相應(yīng)的外部輸入計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自相應(yīng)的外部輸入引腳引腳T0T0 （P3.4)P3.4)或或T1(P3.5)T1(P3.5)。當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生由。當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生由1 1至至0 0的的負(fù)跳變負(fù)跳

5、變( (下降沿下降沿) )時(shí)，時(shí)， 計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（TH0TH0，TL0TL0或或TH1TH1，TL1TL1）的值增）的值增1 1。計(jì)數(shù)的最高頻率一般為。計(jì)數(shù)的最高頻率一般為 振蕩頻率的振蕩頻率的1/241/24。Why? (2) 定時(shí)器定時(shí)器工作模式工作模式 也是通過(guò)計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)的。也是通過(guò)計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)的。計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自內(nèi)部時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自內(nèi)部時(shí)鐘脈沖，每個(gè)機(jī)器周期每個(gè)機(jī)器周期 計(jì)數(shù)值增計(jì)數(shù)值增1 1，每個(gè)機(jī)器周期，每個(gè)機(jī)器周期=12=12個(gè)振蕩周期，因此計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻個(gè)振蕩周期，因此計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻 率的率的1/121/12。所以。所以定時(shí)時(shí)間定時(shí)時(shí)間= =計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值機(jī)器周期機(jī)器周期。 4種

6、工作方式種工作方式 (方式方式0-方式方式3) 。 8 定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理 n當(dāng)控制信號(hào)當(dāng)控制信號(hào) 定時(shí)器工作在定時(shí)器工作在定時(shí)方式定時(shí)方式；加；加1計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖f 進(jìn)行計(jì)數(shù)，每來(lái)一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器加進(jìn)行計(jì)數(shù)，每來(lái)一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器加1，直到計(jì)時(shí)器計(jì)滿溢出；，直到計(jì)時(shí)器計(jì)滿溢出； 因?yàn)橐驗(yàn)?，即一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的周期就是一個(gè)機(jī)器周期；計(jì)數(shù)，即一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖的周期就是一個(gè)機(jī)器周期；計(jì)數(shù) 器計(jì)數(shù)的是機(jī)器周期脈沖個(gè)數(shù)。從而實(shí)現(xiàn)定時(shí)。器計(jì)數(shù)的是機(jī)器周期脈沖個(gè)數(shù)。從而實(shí)現(xiàn)定時(shí)。 n當(dāng)控制信號(hào)當(dāng)控制信號(hào) 定時(shí)器工作在定時(shí)器工作在計(jì)數(shù)方式計(jì)數(shù)方式；加；加1計(jì)數(shù)器對(duì)來(lái)自輸計(jì)數(shù)器對(duì)來(lái)

7、自輸 入引腳入引腳T0(P3.4)和和T1(P3.5)的外信號(hào)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，每來(lái)一個(gè)的外信號(hào)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，每來(lái)一個(gè) 脈沖，計(jì)數(shù)器加脈沖，計(jì)數(shù)器加1，直到計(jì)時(shí)器計(jì)滿溢出；，直到計(jì)時(shí)器計(jì)滿溢出； Tx THxTFxTLx TRx INTx 定時(shí)定時(shí) 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 0 f 0 /12ff 控制信號(hào)控制信號(hào)K “1 1”啟動(dòng)，計(jì)數(shù)器運(yùn)行；啟動(dòng)，計(jì)數(shù)器運(yùn)行； “0 0”停止，計(jì)數(shù)器停止；停止，計(jì)數(shù)器停止； 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器原理框圖計(jì)數(shù)器原理框圖 加加1 1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 0 /12ff 1C/T= 9 n控制信號(hào)控制信號(hào)K K可以控制計(jì)數(shù)器的可以控制計(jì)數(shù)器的“啟動(dòng)啟動(dòng)”和和“停止停止”， TCON（8

8、8H） K = TRx(INTx+GATE) 10 n振蕩周期：是振蕩脈沖的周期，也成為 “拍”，用P表示。就是晶體振蕩器的周期， 或外部振蕩脈沖的周期。是MCS-51單片機(jī)的 最小時(shí)序單位。 P1P2 S1 振蕩周期振蕩周期 時(shí)鐘周期時(shí)鐘周期 機(jī)器周期機(jī)器周期機(jī)器周期機(jī)器周期 指令周期指令周期 XTAL2 (OSC) S2S3S4S5S6S1S2 S4 S5S3S6 P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2 n時(shí)鐘周期：是振蕩源信號(hào)經(jīng)二分頻后形成的時(shí) 鐘脈沖信號(hào)，用S表示。每個(gè)時(shí)鐘周期分成P1、 P2兩個(gè)節(jié)拍，又被稱為一個(gè)狀態(tài)。是MCS-51

9、單片機(jī)的最基本的時(shí)序單位。 n機(jī)器周期：通常將完成一個(gè)基本操作所需的時(shí)間稱 為機(jī)器周期，由6個(gè)狀態(tài)（12拍）組成，所以一個(gè) 機(jī)器周期可以依次表示為S1P1、S2P2S6P1、 S6P2。通常算術(shù)邏輯操作發(fā)生在節(jié)拍P1期間，而內(nèi) 部寄存器到寄存器的傳送發(fā)生在節(jié)拍P2期間。 n指令周期：是指CPU執(zhí)行一條指令所需要的 時(shí)間。是MCS-51單片機(jī)的最大的時(shí)序單位， 由若干個(gè)振蕩周期組成。一個(gè)指令周期通常 含有14個(gè)機(jī)器周期，MCS-51典型的指令周 期為一個(gè)機(jī)器周期。 振蕩周期、振蕩周期、時(shí)鐘周期時(shí)鐘周期、機(jī)器周期機(jī)器周期和和指令周期指令周期 11 定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理 n在

10、每個(gè)機(jī)器周期的在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2S5P2期間采樣檢測(cè)引腳輸入電平期間采樣檢測(cè)引腳輸入電平。 n若前一個(gè)機(jī)器周期采樣值為若前一個(gè)機(jī)器周期采樣值為“1 1”，后一個(gè)機(jī)器周期采樣值，后一個(gè)機(jī)器周期采樣值 為為“0 0”，則計(jì)數(shù)器加，則計(jì)數(shù)器加1 1。 n新的計(jì)數(shù)值在檢測(cè)到輸入引腳電平發(fā)生新的計(jì)數(shù)值在檢測(cè)到輸入引腳電平發(fā)生“1 1”到到“0 0”的負(fù)的負(fù) 跳變（下降沿）后，于下一個(gè)機(jī)器周期的跳變（下降沿）后，于下一個(gè)機(jī)器周期的S3P1S3P1期間裝入計(jì)期間裝入計(jì) 數(shù)器中數(shù)器中。 n由于由于CPUCPU需要兩個(gè)機(jī)器周期來(lái)識(shí)別一個(gè)需要兩個(gè)機(jī)器周期來(lái)識(shí)別一個(gè)“1 1”到到“0 0”的跳變的跳變 信號(hào)，

11、所以最高的計(jì)數(shù)頻率為振蕩周期的信號(hào)，所以最高的計(jì)數(shù)頻率為振蕩周期的1/241/24。 P1P2 S1 振蕩周期振蕩周期 狀態(tài)周期狀態(tài)周期 機(jī)器周期機(jī)器周期 機(jī)器周期機(jī)器周期 指令周期指令周期 XTAL2 (OSC) S2S3S4S5S6S1S2 S4 S5S3S6 P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P1P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2P2 12 定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理 n定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器對(duì)輸入信號(hào)的要求計(jì)數(shù)器對(duì)輸入信號(hào)的要求 1.外部計(jì)數(shù)脈沖的最高頻率為系統(tǒng)振蕩器頻率的外部計(jì)數(shù)脈沖的最高頻率為系統(tǒng)振蕩器頻率的1/24，例如例如 選用選用12MHz頻率的晶

12、體，則可輸入頻率的晶體，則可輸入500KHz的外部脈沖。的外部脈沖。 2.輸入信號(hào)的高、低電平至少要分別保持一個(gè)機(jī)器周期。輸入信號(hào)的高、低電平至少要分別保持一個(gè)機(jī)器周期。 如圖所示，圖中如圖所示，圖中Tcy為機(jī)器周期。為機(jī)器周期。 13 n可編程定時(shí)器的工作方式、啟動(dòng)、停止、溢出標(biāo)可編程定時(shí)器的工作方式、啟動(dòng)、停止、溢出標(biāo) 志、計(jì)數(shù)器等都是志、計(jì)數(shù)器等都是可編程可編程的的通過(guò)設(shè)置寄存器通過(guò)設(shè)置寄存器 TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1和和TL1 實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。 n當(dāng)設(shè)置了定時(shí)器的工作方式并啟動(dòng)定時(shí)器工作后，當(dāng)設(shè)置了定時(shí)器的工作方式并啟動(dòng)定時(shí)器工作后， 定時(shí)器就按被設(shè)定好的工作方式獨(dú)立工作

13、，定時(shí)器就按被設(shè)定好的工作方式獨(dú)立工作，不再不再 占用占用CPU，只有在計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出時(shí)才向，只有在計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出時(shí)才向CPU申申 請(qǐng)中斷，占用請(qǐng)中斷，占用CPU。 n由此可見(jiàn)，定時(shí)器是單片機(jī)中工作效率高且應(yīng)用由此可見(jiàn)，定時(shí)器是單片機(jī)中工作效率高且應(yīng)用 靈活的部件。靈活的部件。 定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理 14 定時(shí)器的定時(shí)器的TMOD和和TCON寄存器寄存器 15 定時(shí)器的定時(shí)器的TMOD和和TCON寄存器寄存器 n8051單片機(jī)定時(shí)器主要有幾個(gè)特殊功能寄存器組單片機(jī)定時(shí)器主要有幾個(gè)特殊功能寄存器組 成：成：TMOD,TCON,TH0,TL0,TH1,TL1。 nTMOD：

14、設(shè)置定時(shí)器的工作方式；：設(shè)置定時(shí)器的工作方式； nTCON：控制定時(shí)器的啟動(dòng)和停止；：控制定時(shí)器的啟動(dòng)和停止； nTH0和和TL0 ：存放定時(shí)器：存放定時(shí)器T0的的初值或計(jì)數(shù)結(jié)果初值或計(jì)數(shù)結(jié)果； TH0存放高存放高8位，位，TL0 存放低存放低8位；位； nTH1和和TL1 ：存放定時(shí)器：存放定時(shí)器T1的的初值或計(jì)數(shù)結(jié)果初值或計(jì)數(shù)結(jié)果； TH1存放高存放高8位，位，TL1 存放低存放低8位；位； 16 工作方式控制寄存器工作方式控制寄存器TMOD 8位分為兩組，高位分為兩組，高4位控制位控制T1，低，低4位控制位控制T0。 (1) GATE 門(mén)控位門(mén)控位 0: 以以TRX (X=0,1) 來(lái)啟

15、動(dòng)定時(shí)器來(lái)啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器運(yùn)行。計(jì)數(shù)器運(yùn)行。 1: 用外中斷引腳用外中斷引腳 (INT0*或或INT1*) 上的高電平和上的高電平和 TRX來(lái)啟來(lái)啟動(dòng)定時(shí)器動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器運(yùn)行。計(jì)數(shù)器運(yùn)行。 (2) M1、M0 工作方式選擇位工作方式選擇位 M1 M0 工工 作作 方方 式式 0 0 方式方式0，13位定時(shí)器位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 0 1方式方式1，16位定時(shí)器位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器。 1 0 方式方式2，8位常數(shù)自動(dòng)重新裝載位常數(shù)自動(dòng)重新裝載 1 1 方式方式3，僅適用于，僅適用于T0， T0分成兩個(gè)分成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器，位計(jì)數(shù)器，T1停止計(jì)數(shù)。停止計(jì)數(shù)。 (3) C/T* 計(jì)數(shù)器模式

16、和定時(shí)器模式選擇位計(jì)數(shù)器模式和定時(shí)器模式選擇位 0: 定時(shí)器模式。定時(shí)器模式。 1: 計(jì)數(shù)器模式。計(jì)數(shù)器模式。 (4) TMOD無(wú)位地址，不能位尋址。無(wú)位地址，不能位尋址。 (5) 復(fù)位時(shí)，復(fù)位時(shí)，TMOD所有位均為所有位均為“0”。 17 低低4位與外部中斷有關(guān)，后面介紹。高位與外部中斷有關(guān)，后面介紹。高4位的功能如下位的功能如下: (1) TF1、TF0 計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位 定時(shí)器定時(shí)器T0或或T1計(jì)數(shù)溢出時(shí)，由硬件計(jì)數(shù)溢出時(shí)，由硬件自動(dòng)自動(dòng)將此位將此位置置“1”； TFx可以由程序查詢，也是定時(shí)中斷的請(qǐng)求源；可以由程序查詢，也是定時(shí)中斷的請(qǐng)求源； (2) TR1、TR0 計(jì)數(shù)運(yùn)

17、行控制位計(jì)數(shù)運(yùn)行控制位 TRx=1: 啟動(dòng)定時(shí)器啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作計(jì)數(shù)器工作 TRx=0: 停止定時(shí)器停止定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作計(jì)數(shù)器工作 控制寄存器控制寄存器TCON 18 19 定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的初始化計(jì)數(shù)器的初始化 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是可編程的，但在進(jìn)行定計(jì)數(shù)器是可編程的，但在進(jìn)行定 時(shí)或計(jì)數(shù)之前要對(duì)程序進(jìn)行時(shí)或計(jì)數(shù)之前要對(duì)程序進(jìn)行初始化初始化，具體步驟如下：，具體步驟如下： （1）對(duì)）對(duì)TMOD賦值，以賦值，以確定確定定時(shí)器的定時(shí)器的工作模式工作模式； （2）置置定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器初值初值，直接將初值寫(xiě)入寄存器的，直接將初值寫(xiě)入寄存器的TH0、 T

18、L0或或TH1、TL1； （3）根據(jù)需要，對(duì)）根據(jù)需要，對(duì)IE置初值，開(kāi)放定時(shí)器中斷；置初值，開(kāi)放定時(shí)器中斷； （4）對(duì)）對(duì)TCON寄存器中的寄存器中的TR0或或TR1置位置位，啟動(dòng)定時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 器，置位以后，計(jì)數(shù)器即按規(guī)定的工作模式和初值進(jìn)行計(jì)器，置位以后，計(jì)數(shù)器即按規(guī)定的工作模式和初值進(jìn)行計(jì) 數(shù)或開(kāi)始定時(shí)。數(shù)或開(kāi)始定時(shí)。 20 定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器的初始化計(jì)數(shù)器的初始化 初值計(jì)算初值計(jì)算： 設(shè)計(jì)數(shù)器的最大值為設(shè)計(jì)數(shù)器的最大值為M，則置入的初值，則置入的初值X為：為： 計(jì)數(shù)方式：計(jì)數(shù)方式：X=M-計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值 定時(shí)方式：由定時(shí)方式：由(M-X)T=定時(shí)值定時(shí)值,得得X=M-定時(shí)值

19、定時(shí)值/T T為計(jì)數(shù)周期，是單片機(jī)的機(jī)器周期。為計(jì)數(shù)周期，是單片機(jī)的機(jī)器周期。 （模式（模式0: M為為213，模式，模式1: M為為216，模式，模式2和和3: M為為28） 例如：機(jī)器周期為例如：機(jī)器周期為1s 1s 時(shí)，時(shí)， 若工作在模式若工作在模式0 0，則最大定時(shí)值為，則最大定時(shí)值為:2:213 13 1s =8.192ms1s =8.192ms 若工作在模式若工作在模式1,1,則最大定時(shí)值為則最大定時(shí)值為: : 2 216 16 1s =65.536ms1s =65.536ms 21 定時(shí)器的工作方式定時(shí)器的工作方式 22 nMCS-51的定時(shí)器的定時(shí)器T0有有4種工作方式：種工作

20、方式： 即：即：方式方式0，方式，方式1，方式，方式2，方式，方式3。 nMCS-51的定時(shí)器的定時(shí)器T1有有3種工作方式：種工作方式： 即：即：方式方式0，方式，方式1，方式，方式2。 定時(shí)器的工作方式定時(shí)器的工作方式 23 M1、M0設(shè)置為設(shè)置為00 ，為，為13位位計(jì)數(shù)器，以計(jì)數(shù)器，以T1為例，為例， 其框圖如下其框圖如下: 定時(shí)器的工作方式定時(shí)器的工作方式方式方式0 計(jì)數(shù)脈 沖輸入 加1計(jì)數(shù)器 24 定時(shí)器的工作方式定時(shí)器的工作方式方式方式0 TH1 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 TL1 D4 D3 D2 D1 D0 n在這種方式下，在這種方式下，16位寄存器位

21、寄存器TH1和和TL1只用只用13位，位， 由由TH1的的8位和位和TL1的低的低5位組成。位組成。TL1的高的高3位不定。位不定。 n當(dāng)當(dāng)TL1的低的低5位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，向位計(jì)數(shù)溢出時(shí)，向TH1進(jìn)位。而進(jìn)位。而TH1計(jì)計(jì) 數(shù)溢出時(shí)，則向中斷標(biāo)志位數(shù)溢出時(shí)，則向中斷標(biāo)志位TF1進(jìn)位（即硬件將進(jìn)位（即硬件將TF1 置置1），并請(qǐng)求中斷。），并請(qǐng)求中斷。 n可通過(guò)查詢可通過(guò)查詢TF1是否置是否置“1”或考察中斷是否發(fā)生來(lái)或考察中斷是否發(fā)生來(lái) 判定定時(shí)器判定定時(shí)器T1的操作完成與否。的操作完成與否。 25 定時(shí)器的工作方式定時(shí)器的工作方式方式方式0 n當(dāng)當(dāng)C/T=0時(shí)，為時(shí)，為定時(shí)定時(shí)工作模式，開(kāi)關(guān)接

22、到振蕩器工作模式，開(kāi)關(guān)接到振蕩器 的的12分頻器輸出上，計(jì)數(shù)器對(duì)機(jī)器周期脈沖計(jì)數(shù)。分頻器輸出上，計(jì)數(shù)器對(duì)機(jī)器周期脈沖計(jì)數(shù)。 其定時(shí)時(shí)間為：其定時(shí)時(shí)間為： (213-初值初值)振蕩周期振蕩周期12 例如：若晶振頻率為例如：若晶振頻率為12MHz，則最長(zhǎng)的定時(shí)時(shí)間，則最長(zhǎng)的定時(shí)時(shí)間 為為(213-0)(1/12)12us=8.191ms n當(dāng)當(dāng)C/T=1時(shí)，為時(shí)，為計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)工作模式，開(kāi)關(guān)與外部引腳工作模式，開(kāi)關(guān)與外部引腳 T1(P3.5)接通，計(jì)數(shù)器對(duì)來(lái)自外部引腳的輸入脈接通，計(jì)數(shù)器對(duì)來(lái)自外部引腳的輸入脈 沖計(jì)數(shù)。當(dāng)外部信號(hào)發(fā)生負(fù)跳變時(shí)計(jì)數(shù)器加沖計(jì)數(shù)。當(dāng)外部信號(hào)發(fā)生負(fù)跳變時(shí)計(jì)數(shù)器加1。 26 定時(shí)

23、器的工作方式定時(shí)器的工作方式方式方式0 nGATE控制定時(shí)器控制定時(shí)器Tx(T1或或T0)的條件的條件： (1) 當(dāng)當(dāng)GATE=0時(shí)，時(shí)，“或門(mén)或門(mén)”輸出恒為輸出恒為1，“與門(mén)與門(mén)”的輸?shù)妮?出信號(hào)出信號(hào)K由由TRx決定決定(即此時(shí)即此時(shí)K=TRx)，定時(shí)器不受，定時(shí)器不受INTx 輸入電平的影響，由輸入電平的影響，由TRx直接控制定時(shí)器的啟動(dòng)和停止。直接控制定時(shí)器的啟動(dòng)和停止。 TRx=1；計(jì)數(shù)啟動(dòng)；計(jì)數(shù)啟動(dòng)； TRx=0；計(jì)數(shù)停止；計(jì)數(shù)停止； (2) 當(dāng)當(dāng)GATE=1時(shí)，時(shí)， “與門(mén)與門(mén)”的輸出信號(hào)的輸出信號(hào)K由由INTx輸入輸入 電平和電平和TRx位的狀態(tài)一起決定位的狀態(tài)一起決定(即此時(shí)

24、即此時(shí)K=TRxINTx)， 當(dāng)且僅當(dāng)當(dāng)且僅當(dāng)TRx=1且且INTx=1(高電平高電平)時(shí)，時(shí)，計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù)啟動(dòng)； 否則，計(jì)數(shù)停止否則，計(jì)數(shù)停止。 返回返回 27 M1、M0=01，為，為16位位的計(jì)數(shù)器，除位數(shù)外，其他與方式的計(jì)數(shù)器，除位數(shù)外，其他與方式0相同相同。 n其定時(shí)時(shí)間為：其定時(shí)時(shí)間為： (216-初值初值)振蕩周期振蕩周期12 例如：若晶振頻率為例如：若晶振頻率為12MHz，則最長(zhǎng)的定時(shí)時(shí)間為，則最長(zhǎng)的定時(shí)時(shí)間為 (216-0)(1/12)12us=65.536ms 定時(shí)器的工作方式定時(shí)器的工作方式方式方式1 28 M1、M0=10 ，為，為自動(dòng)恢復(fù)初值的自動(dòng)恢復(fù)初值的8位位計(jì)數(shù)

25、器，等效框圖如計(jì)數(shù)器，等效框圖如 下下: TLx作為作為8位計(jì)數(shù)器，位計(jì)數(shù)器，THx作為重置初值的緩沖器。作為重置初值的緩沖器。 定時(shí)器的工作方式定時(shí)器的工作方式方式方式2 THx作為常數(shù)緩沖器作為常數(shù)緩沖器，當(dāng)，當(dāng)TLx計(jì)數(shù)溢出時(shí)，在置計(jì)數(shù)溢出時(shí)，在置“1”溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志 TFx的同時(shí)，還的同時(shí)，還自動(dòng)的將自動(dòng)的將THx中的初值送至中的初值送至TLx，使，使TLx從初值開(kāi)從初值開(kāi) 始重新計(jì)數(shù)。定時(shí)器始重新計(jì)數(shù)。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的方式計(jì)數(shù)器的方式2工作過(guò)程如圖工作過(guò)程如圖 (x=0, 1) 。 29 n優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 方式方式0 0和方式和方式1 1用于循環(huán)重復(fù)定時(shí)或計(jì)數(shù)用于循環(huán)重復(fù)定時(shí)或計(jì)數(shù)

26、時(shí)，在時(shí)，在每次計(jì)數(shù)器擠滿溢出后，計(jì)數(shù)器每次計(jì)數(shù)器擠滿溢出后，計(jì)數(shù)器 復(fù)復(fù)0 0。若要進(jìn)行新一輪的計(jì)數(shù)，就得重。若要進(jìn)行新一輪的計(jì)數(shù)，就得重 新裝入計(jì)數(shù)初值。這樣一來(lái)不僅造成新裝入計(jì)數(shù)初值。這樣一來(lái)不僅造成編編 程麻煩程麻煩，而且，而且影響定時(shí)精度影響定時(shí)精度。而方式。而方式2 2 具有初值自動(dòng)裝入的功能，避免了這個(gè)具有初值自動(dòng)裝入的功能，避免了這個(gè) 缺點(diǎn)，缺點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)可實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)。 n缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 只有只有8 8位計(jì)數(shù)器，定時(shí)時(shí)間短、計(jì)數(shù)范位計(jì)數(shù)器，定時(shí)時(shí)間短、計(jì)數(shù)范 圍小。圍小。其定時(shí)時(shí)間為：其定時(shí)時(shí)間為： (28-初值初值)振蕩周期振蕩周期12 若晶振頻率為若晶振頻率為12

27、MHz，則最長(zhǎng)的定時(shí)時(shí)間為，則最長(zhǎng)的定時(shí)時(shí)間為 (28-0)(1/12)12us=0.256ms 定時(shí)器的工作方式定時(shí)器的工作方式方式方式2 方式方式2工作過(guò)程圖工作過(guò)程圖 (x=0, 1) 。 30 只適用于定時(shí)器只適用于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0。T1不能工作在方式不能工作在方式3。 如果將如果將T1置為方式置為方式3，則相當(dāng)于，則相當(dāng)于TR1=0，停止計(jì)數(shù)，停止計(jì)數(shù) (此時(shí)此時(shí)T1 可用來(lái)作串行口波特率產(chǎn)生器可用來(lái)作串行口波特率產(chǎn)生器) 。 1. 工作方式工作方式3下的下的T0 T0在方式在方式3時(shí)被拆成兩個(gè)時(shí)被拆成兩個(gè)獨(dú)立的獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器：位計(jì)數(shù)器：TH0和和TL0。 n8位計(jì)數(shù)器位計(jì)

28、數(shù)器TL0使用使用T0的狀態(tài)控制位的狀態(tài)控制位C/T*、GATE、TR0、 INT0，它既可以工作在，它既可以工作在定時(shí)方式定時(shí)方式，也可以工作在，也可以工作在計(jì)數(shù)方式計(jì)數(shù)方式。 n8位定時(shí)器位定時(shí)器TH0被固定為一個(gè)被固定為一個(gè)8位定時(shí)器位定時(shí)器(不能作外部計(jì)數(shù)模不能作外部計(jì)數(shù)模 式式) ，并使用定時(shí)器，并使用定時(shí)器T1的狀態(tài)控制位的狀態(tài)控制位TR1，同時(shí)占用定時(shí)器，同時(shí)占用定時(shí)器 T1的中斷請(qǐng)求源的中斷請(qǐng)求源TF1。此時(shí)，定時(shí)器。此時(shí)，定時(shí)器TH0的啟動(dòng)或停止只受的啟動(dòng)或停止只受 TR1控制控制。 TR1=1時(shí)，啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)TH0的計(jì)數(shù)；的計(jì)數(shù)； TR1=0時(shí)，停止時(shí)，停止TH0的計(jì)數(shù)的計(jì)

29、數(shù) 定時(shí)器的工作方式定時(shí)器的工作方式方式方式3 31 各引腳與各引腳與T0的邏輯關(guān)系如圖所示的邏輯關(guān)系如圖所示: 32 2. T0工作在方式工作在方式3下下T1的各種工作方式的各種工作方式 注意：當(dāng)注意：當(dāng)T0處于方式處于方式3時(shí)，時(shí)， T1仍可設(shè)置為方式仍可設(shè)置為方式0、方式、方式1和方式和方式2。 n當(dāng)時(shí)由于當(dāng)時(shí)由于TR1、TF1和和T1的中斷源都已被定時(shí)器的中斷源都已被定時(shí)器T0(中的中的TH0)占占 用，所以定時(shí)器用，所以定時(shí)器T1 僅有控制位僅有控制位C/T來(lái)決定其工作在定時(shí)方式或來(lái)決定其工作在定時(shí)方式或 計(jì)數(shù)方式。計(jì)數(shù)方式。 n當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出時(shí)，不能置位當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出時(shí)，不能置

30、位“TF1”，而只能將輸出送往串，而只能將輸出送往串 口。所以，此時(shí)定時(shí)器口。所以，此時(shí)定時(shí)器T1一般用作串口的波特率發(fā)生器，或不需一般用作串口的波特率發(fā)生器，或不需 要中斷的場(chǎng)合。要中斷的場(chǎng)合。 (1) T1工作在方式工作在方式0 33 (2) T1工作在方式工作在方式1 (3) T1工作在方式工作在方式2 34 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用 定時(shí)器的編程和應(yīng)用定時(shí)器的編程和應(yīng)用 35 定時(shí)器的編程和應(yīng)用定時(shí)器的編程和應(yīng)用 n編程說(shuō)明編程說(shuō)明 MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器是可編程的，但在進(jìn)行定時(shí)或計(jì)數(shù)之前要對(duì)程單片機(jī)的定時(shí)器是可編程的，但在進(jìn)行定時(shí)或計(jì)數(shù)之前要對(duì)程 序進(jìn)行序進(jìn)行初

31、始化初始化，具體步驟如下：，具體步驟如下： （1）確定工作方式字：對(duì)）確定工作方式字：對(duì)TMOD寄存器正確賦值；寄存器正確賦值； （2）確定定時(shí)初值：計(jì)算初值，直接將初值寫(xiě)入寄存器的）確定定時(shí)初值：計(jì)算初值，直接將初值寫(xiě)入寄存器的TH0、TL0或或 TH1、TL1； 初值計(jì)算初值計(jì)算： 設(shè)計(jì)數(shù)器的最大值為設(shè)計(jì)數(shù)器的最大值為M，則置入的初值，則置入的初值X為：為： 計(jì)數(shù)方式：計(jì)數(shù)方式：X=M-計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值 定時(shí)方式：由定時(shí)方式：由(M-X)T=定時(shí)值定時(shí)值,得得X=M-定時(shí)值定時(shí)值/T T為計(jì)數(shù)周期，是單片機(jī)的機(jī)器周期。為計(jì)數(shù)周期，是單片機(jī)的機(jī)器周期。 （模式（模式0 M為為213，模式，模式1

32、 M為為216，模式，模式2和和3 M為為28） （3）根據(jù)需要，對(duì)）根據(jù)需要，對(duì)IE置初值，開(kāi)放定時(shí)器中斷；置初值，開(kāi)放定時(shí)器中斷； （4）啟動(dòng)定時(shí)）啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，對(duì)計(jì)數(shù)器，對(duì)TCON寄存器中的寄存器中的TR0或或TR1置位，置位以置位，置位以 后，計(jì)數(shù)器即按規(guī)定的工作模式和初值進(jìn)行計(jì)數(shù)或開(kāi)始定時(shí)。后，計(jì)數(shù)器即按規(guī)定的工作模式和初值進(jìn)行計(jì)數(shù)或開(kāi)始定時(shí)。 中斷及其應(yīng)用中斷及其應(yīng)用 37 5.1 中斷的概念中斷的概念 執(zhí)行主執(zhí)行主 程序程序 主程序主程序 繼續(xù)執(zhí)行繼續(xù)執(zhí)行 主程序主程序 斷點(diǎn)斷點(diǎn) 中斷中斷 請(qǐng)求請(qǐng)求 中斷響中斷響 應(yīng)應(yīng) 執(zhí)行執(zhí)行 中斷中斷 處理處理 程序程序 中斷返回中斷返回

33、 定義：當(dāng)定義：當(dāng)CPU正在執(zhí)行程正在執(zhí)行程 序時(shí)序時(shí), 外部發(fā)生了某一隨外部發(fā)生了某一隨 機(jī)事件請(qǐng)求機(jī)事件請(qǐng)求CPU迅速處迅速處 理。理。CPU暫時(shí)中止執(zhí)行暫時(shí)中止執(zhí)行 的程序的程序, 轉(zhuǎn)去處理所發(fā)生轉(zhuǎn)去處理所發(fā)生 的事件，中斷處理完畢的事件，中斷處理完畢, 再回到原來(lái)被中止的斷再回到原來(lái)被中止的斷 點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行原程序，這點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行原程序，這 個(gè)過(guò)程叫中斷。個(gè)過(guò)程叫中斷。 用途：中斷常用于用途：中斷常用于I/O處理，處理， 故障處理。故障處理。 38 39 40 41 MCS-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 42 中斷請(qǐng)求源中斷請(qǐng)求源 MCS-51中斷系統(tǒng)有中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷請(qǐng)求源：個(gè)中斷請(qǐng)

34、求源： /INT0-外部中斷外部中斷0請(qǐng)求，低電平有效。通過(guò)請(qǐng)求，低電平有效。通過(guò)P3.2引腳引腳 輸入。輸入。 /INT1 -外部中斷外部中斷1請(qǐng)求，低電平有效。通過(guò)請(qǐng)求，低電平有效。通過(guò)P3.3引腳引腳 輸入。輸入。 T0 -定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0溢出中斷請(qǐng)求。溢出中斷請(qǐng)求。 T1 -定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1溢出中斷請(qǐng)求。溢出中斷請(qǐng)求。 TX/RX -串行口中斷請(qǐng)求。當(dāng)串行口完成一幀數(shù)據(jù)的串行口中斷請(qǐng)求。當(dāng)串行口完成一幀數(shù)據(jù)的 發(fā)送或接收時(shí)，便請(qǐng)求中斷。發(fā)送或接收時(shí)，便請(qǐng)求中斷。 43 44 45 46 47 48 49 50 TI RI 99H98H 51 52 53 54 5

35、5 中斷控制中斷控制 中斷允許寄存器中斷允許寄存器IE 56 IE 中的位含義中的位含義 全部中斷源中斷允許全部中斷源中斷允許/屏蔽控制位屏蔽控制位 EA = 0 總中斷屏蔽有效總中斷屏蔽有效 EA = 1 總中斷允許有效總中斷允許有效 EA = 1時(shí)時(shí)，各中斷源中斷允許，各中斷源中斷允許/屏蔽控制位屏蔽控制位 EX0（EX1）= 0，/INT0 （/INT1）中斷屏蔽）中斷屏蔽 EX0（EX1）= 1，/INT0 （/INT1）中斷允許）中斷允許 ET0（ET1）= 0，T0 （T1）中斷屏蔽）中斷屏蔽 ET0（ET1）= 1，T0 （T1）中斷允許）中斷允許 ES = 0，串行口中斷屏蔽，

36、串行口中斷屏蔽 ES = 1，串行口中斷允許，串行口中斷允許 EAEX0ET0EX1ET1ES 7 0 57 IE 中的位操作舉例中的位操作舉例 對(duì)外部對(duì)外部 /INT0 開(kāi)中斷（中斷允許）開(kāi)中斷（中斷允許） 對(duì)外部對(duì)外部 /INT1 關(guān)中斷（中斷屏蔽）關(guān)中斷（中斷屏蔽） 字節(jié)操作：字節(jié)操作：MOV IE，#1XXXXXX1B MOV 0A8H，#1XXXXXX1B 位操作：位操作： SETB EA SETB EX0 SETB 0AFH SETB 0A8H 字節(jié)操作：字節(jié)操作：MOV IE，#XXXXXXX0B MOV IE，#0XXXXXXXB 位操作：位操作： CLR EX0 CLR EA

37、 注注: 系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，IE = 00H，即均中斷屏蔽，即均中斷屏蔽 58 b7b6b5b4b3b2b1b0 PS PT1 PX1 PT0 PX0 BFHBEHBDHBCHBBHBAHB9HB8H 位位 符號(hào)符號(hào) 位地址位地址 IP 的字節(jié)地址的字節(jié)地址 B8H IP 的位地址的位地址 B8H BFH IP 的控制位的控制位 PX0、PX1 PT0、PT1 PS 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP 59 IP 中的位含義中的位含義 中斷源與位的關(guān)系中斷源與位的關(guān)系 PX0 /INT0 中斷優(yōu)先級(jí)控制位中斷優(yōu)先級(jí)控制位 PX1 /INT1 中斷優(yōu)先級(jí)控制位中斷優(yōu)先級(jí)控制位 PT0 T0 中斷優(yōu)先級(jí)控制位中斷優(yōu)先級(jí)控制位 PT1 T1 中斷優(yōu)先級(jí)控制位中斷優(yōu)先級(jí)控制位 PS 串口中斷優(yōu)先級(jí)控制位串口中斷優(yōu)先級(jí)控制位 優(yōu)先級(jí)判別優(yōu)先級(jí)判別 位置位置 1 高級(jí)別中斷高級(jí)別中斷 位清位清 0 低級(jí)別中斷低級(jí)別中斷 60 高優(yōu)先級(jí)中斷可以中斷低優(yōu)先級(jí)中斷。高優(yōu)先級(jí)中斷可以中斷低優(yōu)先級(jí)中