单片微型计算机原理及接口技术定时计数器与中断系统.ppt

第5章 定时/计数器与中断系统 5.1 定时/计数器结构特点及控制 5.2 中断系统结构及管理 5.3 定时/计数器及中断系统综合应 5.1 定时/计数器结构特点及控制 5.1.1 定时/计数器结构 5.1.2 定时/计数器工作方式 5.1.3 定时/计数器控制寄存器 5.1.4 定时/计数器常数的计算 5.1.1 定时/计数器结构 定时/计数器简称定时器，8031单片机有2个16位的定时/计数器：定时器0（T0）和定时器1（T1）。它们都有定时器或事件计数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件计数和检测等场合。 T0由2个特殊功能寄存器TH0和TL0构成，T1则由TH1和TL1构成。作计数器时，通过引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）对外部脉冲信号计数，当输入脉冲信号从1到0的负跳变时，计数器就自动加1。计数的最高频率一般为振荡频率的1/24。 5.1.2 定时/计数器工作方式 每个定时/计数器还有4种工作模式，也就是每个定时器可构成4种电路结构模式。 在模式0、1和2，T0和T1的工作模式相同，在模式3，两个定时器的模式不同。下面以T1为例，分述各种工作模式的特点和用法。 1．模式0 2．模式1 3．模式2 4．模式3 5.1.3 定时/计数器控制寄存器 定时器共有2个控制寄存器TMOD和TCON，由软件写入TMOD和TCON 两个8位寄存器，设置各个定时器的操作模式和控制功能。 1．工作模式控制寄存器—TMOD（89H） 2．定时器控制寄存器—TCON（88H） 5.1.4 定时/计数器常数的计算 1．计数器初值的计算 把计数器计满为零所需要的计数值设定为C，计数初值设定为TC，由此可得到公式： TC=M-C 式中，M为计数器模值，该值和计数器工作方式有关。在方式0时M为213；在方式1时M为216；在方式2和方式3时M为28。 2．定时器初值的计算 在定时器模式下，计数器由单片机主脉冲经12分频后计数。因此，定时器定时时间T的公式： T=（M-TC）T计数 上式也可写成：TC=M-T/ T计数 式中，M为模值，和定时器的工作方式有关；T计数是单片机振荡周期TCLK的12倍；TC为定时器的定时初值。 5.2 中断系统结构及管理 5.2.1 中断请求与控制 5.2.2 中断系统的结构 5.2.3 中断控制 5.2.4 中断响应过程 5.2.1 中断请求与控制 5.2.2 中断系统的结构 1．外部中断源 由P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。 由P3.3端口线引入，低电平或下降沿引起。 2．内部中断源（如图5-8所示） T0：定时/计数器0中断，由T0回零溢出引起。 T1：定时/计数器1中断，由T1回零溢出引起。 TI/RI：串行I/O中断，完成一帧字符发送/接收引起。 5.2.3 中断控制 1．中断允许寄存器IE（A8H） IE在特殊功能寄存器中，字节地址A8H，位地址分别是A8H～AFH。IE控制CPU对中断源总的开放或禁止以及每个中断源是否允许中断。其格式如图5-9所示。 2．中断优先寄存器IP（B8H） IP在特殊功能寄存器中，字节地址为B8H，位地址分别是B8H～BFH，IP用来锁存各中断源优先级的控制位，其格式如图5-10所示。 5.2.4 中断响应过程 单片机在每个机器周期的S5P2期间，顺序采样每个中断源，CPU在下一个机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断标志为1，将在再下一个机器周期S1期间按优先级进行中断处理。 中断得到响应后自动清除中断标志，由硬件将程序计数器PC内容压入堆栈保护，然后将对应的中断矢量装入程序计数器PC，使程序转向中断矢量地址单元中去执行相应的中断服务程序。 下列任何一种情况存在中断申请将被封锁： （1）CPU正在执行一个同级或高一级的中断服务程序。 （2）当前正在执行的那条指令还未执行完。 （3）当前正在执行的指令是RETI或对IE，IP寄存器进行读/写指令，执行这些指令后至少再执行一条指令才会响应中断。 5.3 定时/计数器及中断系统综合应用 【例5.2】设MCS-51单片机系统时钟频率ФCLK为6MHZ，请编出利用定时/计数器T0在P1.0引脚上产生周期为2秒，占空比为50%的方波信号的程序 （1）主程序 任务：1）T0工作方式的设定： 选择方式1（16位方式） （最大定时131ms） 2）定时常数的设定： TC=216-100ms/2μs =15536=3CB0H 即：TH0应装3CH，TL0应装B0H。 3）中断管理： 允许T0中断，开放总中断 即：IE应。 4）启动定时器T0： SETB TR0 5）设置软件计数器初值