定時(shí)器和中斷課件

第4章定時(shí)器和中斷定時(shí)器/計(jì)數(shù)器概述4.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式

4.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例

4.3中斷系統(tǒng)

4.44.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器概述4.1.1定時(shí)方法概述4.1.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理4.1.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式控制寄存器TMOD4.1.4定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON4.1.5定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化

1．軟件定時(shí)軟件定時(shí)是靠執(zhí)行一個(gè)循環(huán)程序以進(jìn)行時(shí)間延時(shí)。軟件定時(shí)要占用CPU。2．硬件定時(shí)對(duì)于定時(shí)時(shí)間較長的定時(shí)，常使用硬件定時(shí)完成。不占CPU時(shí)間。3．可編程定時(shí)器定時(shí)這種定時(shí)方法是通過對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖的計(jì)數(shù)來實(shí)現(xiàn)。4.1.1定時(shí)方法概述定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作原理

16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)加1計(jì)數(shù)器，其控制電路受軟件控制、切換。定時(shí)器工作前先裝入初值，利用送數(shù)指令將初值裝入TH0和TL0或TH1和TL1，高位數(shù)裝入TH0和TH1，低位數(shù)裝入TL0和TL1。當(dāng)發(fā)出啟動(dòng)命令后，裝初值寄存器開始計(jì)數(shù)，連續(xù)加1，每一個(gè)機(jī)器周期加1一次，加到滿值（各位全1）。若再加1，則溢出，同時(shí)將初值寄存器清零。4.1.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式控制寄存器TMODTMOD(89H)GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0T1T0M1,M0：工作方式定義位(定義4種方式):00：13位Timer——用它無益,不要記它！01：16位Timer——經(jīng)常用到10：可自動(dòng)重裝的8位Timer——經(jīng)常用到11：T0分為2個(gè)8位Timer；T1此時(shí)不工作——因?yàn)闆]有帶來甚麼好處，幾乎無用C/T：計(jì)數(shù)器/定時(shí)器選擇位=1外部事件計(jì)數(shù)器。對(duì)Tx引腳的負(fù)脈沖計(jì)數(shù)；=0片內(nèi)時(shí)鐘定時(shí)器。對(duì)機(jī)器周期脈沖計(jì)數(shù)

GATE門控位:Timer可由軟件與硬件兩者控制GATE=0——普通用法Timer的啟/停由軟件對(duì)TRx位寫“1”/“0”控制

GATE=1——門控用法Timer的啟/停由軟件對(duì)TRx位寫“1”/“0”和在INTx引腳上出現(xiàn)的信號(hào)的高/低共同控制注意：TMOD不能位尋址，只能由字節(jié)設(shè)置T/C的工作方式，低半字節(jié)設(shè)定T/C0，高半字節(jié)設(shè)定T/C1。選擇工作方式，即對(duì)TMOD賦初值。給定時(shí)器賦初值，即把初始常數(shù)裝入TH0TL0或TH1TL1。根據(jù)需要設(shè)置中斷控制字。啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器。設(shè)初值為X，最大計(jì)數(shù)值為M。初值X與機(jī)器周期T機(jī)及定時(shí)時(shí)間T的關(guān)系為 (M?X)T機(jī)=T

其中，T機(jī)=12個(gè)時(shí)鐘周期=12/fOSC

X=M－?T/T機(jī)4.1.5定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的初始化4.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式

方式013位計(jì)數(shù)方式當(dāng)TL1的低5位溢出時(shí)，向TH1進(jìn)位，而TH1溢出(回零)時(shí)向TF1標(biāo)志進(jìn)位（硬件置位TF1），并申請(qǐng)中斷。還可以通過查詢TF1是否置位來判斷TH1是否回零溢出。振蕩器12TLxTHx(5位)(8位)TFx申請(qǐng)中斷Tx端TRx位GATE位INTx端≥1&C/T=0C/T=1控制=1開關(guān)接通或門與門方式1一個(gè)16為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。方式1的結(jié)構(gòu)幾乎與方式0完全一樣，唯一的差別是：方式1中的TH1(TH0)和TL1（TL0）均是8位的，構(gòu)成16位計(jì)數(shù)器。

振蕩器12TLxTHx(8位)(8位)TFx申請(qǐng)中斷Tx端TRx位GATE位INTx端≥1&C/T=0C/T=1控制=1開關(guān)接通或門與門方式3振蕩器12TL0(8位)TF0申請(qǐng)中斷T0端TR0位GATE位INT0端≥1&C/T=0C/T=1控制=1開關(guān)接通或門與門TH0(8位)TF1申請(qǐng)中斷TR1位控制=1T0成為雙8位TimerT1不再有Timer功能TF1，TR1出借給TH0例如：若晶振頻率為6MHz，計(jì)算單片機(jī)的最小與最大定時(shí)時(shí)間分析：已知fosc

=6MHz則：（振蕩周期）1Tc=1/6MHz（機(jī)器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S粗略地說：Tmin2S16位定時(shí)器最大數(shù)值為：216=65536=0FFFFH+1故選擇方式1工作可以得到：

Tmax=655362=131072S＝131.072mS

4.3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用舉例例如：要求對(duì)T0產(chǎn)生100mS定時(shí)進(jìn)行初始化。(晶振=6MHz)分析：已知fosc

=6MHz則：（機(jī)器周期）1Tm=12Tc=12/6MHz=2S100mS÷2S=5000016位定時(shí)器最大數(shù)值為：216=65536(=0FFFFH+1)故選擇方式1工作可以滿足要求。計(jì)算初值：65536－50000=15536=3CB0H初始化：MOVTMOD，#01H;選T0方式1MOVTH0，#3CH;賦初值高8位MOVTL0，#0B0H;賦初值低8位SETBTR0;啟動(dòng)T0定時(shí)若需要定時(shí)器0產(chǎn)生中斷還應(yīng)當(dāng)寫如下語句：SETBET0;開T0中斷允許SETBEA;開總中斷允許以及相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。

ORG0000HAJMPMAINORG001BH；T1的中斷矢量CPLP1.0；中斷服務(wù)：P1.0取非RETI；中斷返回MAIN:MOVTMOD，#20HMOVTH0，#6MOVTL0，#6SETBET1SETBEASETBTR1HERE:AJMPHERE；原地等待中斷END利用GATE門控位測(cè)量從INT1引腳輸入的正脈沖寬度。確定工作方式（TMOD）＝10010000B＝90H；T/C1定時(shí)，方式1，GATE為1。計(jì)算初值由于被測(cè)正脈沖寬度未知，假設(shè)寬度＜=65.536ms，fosc＝12MHz，則：計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)：X＝65536（最大）定時(shí)初值：C＝65536-X＝65536-65536＝0，（TH1）＝00H，（TL1）＝00H。

ORG0000HSJMP0030HORG0030HMAIN：MOVTMOD，#90H ；置T1方式控制字MOVTL1，#00H ；MOVTH1，#00H ；T1從0開始計(jì)數(shù)JBP3.3,$ ；等低電平SETBTR1;T1允許計(jì)數(shù)JNBP3.3,$；等高電平JBP3.3,$；等低電平CLRTR1 ；停止計(jì)數(shù)4.4.1中斷有關(guān)的概念中斷就是利用軟硬件配合，根據(jù)某種需要斷開正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)向另一專門程序，結(jié)束后再返回到原斷開處繼續(xù)執(zhí)行被中止的程序，這個(gè)過程稱為中斷。中斷后轉(zhuǎn)向執(zhí)行的程序叫中斷服務(wù)或中斷處理程序。原程序被斷開的位置（地址）叫做斷點(diǎn)。發(fā)出中斷信號(hào)的設(shè)備稱為中斷源。中斷源要求中斷服務(wù)所發(fā)出的標(biāo)志信號(hào)稱為中斷請(qǐng)求或中斷申請(qǐng)。中斷源向CPU發(fā)出中斷申請(qǐng)，CPU經(jīng)過判斷認(rèn)為滿足條件，則對(duì)中斷源做出答復(fù)，叫中斷響應(yīng)。

TCON見定時(shí)部分。SCON：串行口控制寄存器SCON（低兩位與串行口中斷有關(guān)）(SCON

4.4.28051中斷標(biāo)志及控制寄存器TIR1(98H)RI,TI：串行口收/發(fā)數(shù)據(jù)申請(qǐng)中斷標(biāo)志位為1：申請(qǐng)中斷；為0：不申請(qǐng)中斷IE(A8H)EA—ET2ESET1EX1ET0EX0EX0/EX1/ET1/ET0/ES位：分別是INT0/1，Timer0/1，串行口的中斷允許控制位:=0時(shí)禁止中斷；=1時(shí)允許中斷。ET2：T2中斷允許控制位（僅52子系列有）=0時(shí)禁止中斷；=1時(shí)允許中斷。EA：總的中斷允許控制位（總開關(guān)）：=0時(shí)禁止全部中斷；=1時(shí)允許中斷。4.4.3中斷響應(yīng)的條件及響應(yīng)過程IE0EX0TF0IE1TF1TIESET1EX1ET0外部中斷請(qǐng)求0外部中斷請(qǐng)求1內(nèi)部定時(shí)器0內(nèi)部定時(shí)器1內(nèi)部串行口TRRIIE寄存器EA位IP寄存器各單路開關(guān)總開關(guān)中斷源標(biāo)志位查詢機(jī)構(gòu)高中斷級(jí)中斷請(qǐng)求低中斷級(jí)中斷請(qǐng)求中斷入口中斷源標(biāo)志位INT0INT1中斷入口中斷源標(biāo)志位中斷響應(yīng)條件在中斷源提出了中斷申請(qǐng)且CPU此前已經(jīng)允許中斷的前提下，還須滿足以下三個(gè)條件:沒有同級(jí)的中斷或更高級(jí)別的中斷正在處理；正在執(zhí)行的指令必須執(zhí)行完最后1個(gè)機(jī)器周期；若正在執(zhí)行RETI，或正在訪問IE或IP寄存器,須執(zhí)行完上述指令和下一條指令以后方能響應(yīng)中斷。中斷處理過程外部中斷(INT0,INT1)申請(qǐng)過程：在CPU已經(jīng)開放了外部中斷允許的前提下：在INT0/INT1引腳輸入一個(gè)負(fù)脈沖或低電平，TCON寄存器中的IE0/IE1標(biāo)志位自動(dòng)變“1”，檢測(cè)到IE0/IE1變“1”后,將產(chǎn)生指令：LCALL0003H(/0013H)執(zhí)行中斷服務(wù)程序,并將IE0/IE1標(biāo)志位自動(dòng)清“0”,以備下次申請(qǐng)。中斷請(qǐng)求的撤除CPU響應(yīng)某中斷請(qǐng)求后，在中斷返回前，應(yīng)撤除相應(yīng)的中斷請(qǐng)求，否則會(huì)引起下一次中斷。對(duì)于T0、T1和邊沿激活的外中斷，CPU響應(yīng)中斷后，內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)會(huì)自動(dòng)清除，無須其他措施。對(duì)于串行口和由低電平觸發(fā)的外部中斷，CPU響應(yīng)后，必須通過軟件清除中斷請(qǐng)求。4.4.4中斷程序設(shè)計(jì)思想中斷程序設(shè)計(jì)的基本任務(wù)

（1）設(shè)置中斷允許控制寄存器IE，允許相應(yīng)中斷源中斷。（2）設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP，選擇分配所使用中斷源的優(yōu)先級(jí)。（3）若是外部中斷源，還要設(shè)置中斷請(qǐng)求觸發(fā)方式IT1或IT0，決定采用邊沿觸發(fā)方式還是電平觸發(fā)方式。（4）編寫中斷服務(wù)程序，處理中斷請(qǐng)求。注意：前3條一般放在初始化主程序中。采用中斷時(shí)主程序結(jié)構(gòu)

由于各中斷入口地址是固定的，而程序又必須先從主程序起始地址0000H執(zhí)行，所以在0000H起始地址的幾個(gè)字節(jié)中，要用無條件轉(zhuǎn)移指令，跳轉(zhuǎn)到主程序；另外，各種中斷入口地址之間依次只差8個(gè)字節(jié)，一般在中斷進(jìn)入后，利用一條無條件轉(zhuǎn)移指令，把中斷服務(wù)程序調(diào)轉(zhuǎn)到遠(yuǎn)離其他中斷入口的適當(dāng)?shù)刂?。中斷舉例已知:(B)=01h,要求采用邊沿觸發(fā),低優(yōu)先級(jí)。此例的實(shí)際意義：在INT1引腳接一個(gè)按鈕開關(guān)到地，每按一下按鈕就申請(qǐng)一次中斷，中斷服務(wù)則是：依次點(diǎn)亮八盞燈中的一盞。INT1300ORG0000HLJMPMAINORG0013H;中斷矢量LJMPINTMAIN：SETBEA;開總中斷允許“開關(guān)”