第 5 章 定时 / 计数器与中断系统
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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. 返回本章首页. 5.1.1 定时/计数器结构. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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5.1 5.1 定时定时 // 计数器结构特点及控制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
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5.1.1 5.1.1 定时定时 // 计数器结构计数器结构定时 / 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 。
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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。
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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 )
GATE C/ T M1 0M GATE C/ T 1M 0M
T控 制 1 T控 制 0
89H
T 和 类同01M 0M
00
01
10
11
方 式0方式1方式2方式3方式
0
1
定时器模式计数器模式
0
1
I NT 与 无关0
0I NT 与 有关
图 5-5 定时器工作模式寄存器 TMOD
2 .定时器控制寄存器—TCON( 88H )
TCON
位地址
0DD1D2D3D4D5D6D7
I T0I E0I T11I ETR0TF0TR1TF1
88898A8B8C8D8E8F
见下一节
{ 00 T :停 计数01 T :启 计数
00 T :无 中断(硬件复位){1 T :有 溢出中断0
0 T :无 中断(硬件复位)
10 T :停 计数{
1 T :有 溢出中断
1 T :启 计数
{1
1
1
图 5-6 定时器工作模式寄存器 TCON 返回本节
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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 。
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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。
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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。
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5.2.3 5.2.3 中断控制中断控制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。
0 I NT :关 中断0
1 I NT :开 中断0
0 T :关 中断1 T :开 中断0
0
1 T :开 中断0 T :关 中断
0 I NT :关 中断1 I NT :开 中断
1
1
1
1
0 T :关 中断1 T :开 中断2
2
1:开所有中断0:关所有中断
1:开串行口中断0:关串行口中断
位地址I E EA
AF ADET
ACES
ABET
AAEX
A9ET
A8EX00112
图 5-9 中断允许寄存器 IE
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5.2.4 5.2.4 中断响应过程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。
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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。
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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
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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 应装 10000010B。 4 )启动定时器 T0 : SETBTR0
5 )设置软件计数器初值:(如使用 R7) 即 R7 应装 0AH
6 )动态停机: SJMP $
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主程序如下:MAIN:MOV TMOD, #01H ;设定 T0 为方式 1
MOV TH0, #3CH ;装入定时常数高 8 位MOV TL0, #0B0H ;装入定时常数低 8 位MOV IE, #82H ;开放 T0 中断SETB TR0 ;启动 T0
MOV R7, #0AH ;设置软件计数器SJMP $
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( 2 )中断服务程序任务: 1 )恢复 T0 常数; 2 )软件计数器减 1 ; 3 )判断软件计数器是否为 0 。为 0 时,改变 P1.0状态,并恢复软件计数器初值;不为 0 时中断返回。
程序如下:TOINT: MOV TL0, #0B0H ;恢复定时常
数MOV TH0, #3CH ;DJNZ R7, NEXT
CPL P1.0
MOV R7, #0AH
NEXT: RETI
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完整程序如下:ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH
AJMP TOINT
ORG 0030H
MAIN:MOV TMOD, #01H
MOV TH0, #3CH
MOV TL0, #0B0H
MOV IE, #82H
SETB TR0
MOV R7, #0AH
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SJMP $
TOINT: MOV TL0, #0B0H
MOV TH0, #3CH
DJNZ R7, NEXT
CPL P1.0
MOV R7, #0AH
NEXT: RETI
END
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