中斷及定時(shí)器

1、 定時(shí)與中斷定時(shí)與中斷v 中斷概念中斷概念v 單片機(jī)中斷的應(yīng)用單片機(jī)中斷的應(yīng)用v 單片機(jī)的定時(shí)器應(yīng)用單片機(jī)的定時(shí)器應(yīng)用中斷與定時(shí)器中斷與定時(shí)器單片機(jī)的中斷系統(tǒng)一、中斷的概念 CPU在處理某一事件A時(shí)，發(fā)生了另一事件B請(qǐng)求CPU迅速去處理（中斷產(chǎn)生）； CPU暫時(shí)中斷當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)去處理事件B（中斷響應(yīng)和中斷服務(wù)）； 待CPU將事件B處理完畢后，再回到原來事件A中斷的地方繼續(xù)處理事件A（中斷返回），這一過程稱為中斷。MCS-51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)執(zhí)行主程序主程序繼續(xù)執(zhí)行主程序斷點(diǎn)中斷請(qǐng)求中斷響應(yīng)執(zhí)行中斷處理程序中斷返回引起CPU中斷的根源叫做中斷源。中斷源向CPU的請(qǐng)求，叫做中斷請(qǐng)求。CUP暫

2、時(shí)中斷原來的事件A，轉(zhuǎn)去處理事件B。對(duì)事件B處理完畢后，再回到原來被中斷的地方（即斷點(diǎn)），稱為中斷返回。實(shí)現(xiàn)上述中斷功能的部件稱為中斷系統(tǒng)（中斷機(jī)構(gòu)）。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)中斷技術(shù)不僅解決了快速主機(jī)與慢速I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送問題，而且還具有如下優(yōu)點(diǎn)：v 分時(shí)操作。CPU可以分時(shí)為多個(gè)I/O設(shè)備服務(wù)，提高了計(jì)算機(jī)的利用率；v 實(shí)時(shí)響應(yīng)。CPU能夠及時(shí)處理應(yīng)用系統(tǒng)的隨機(jī)事件，系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性大大增強(qiáng)；v 可靠性高。CPU具有處理設(shè)備故障及掉電等突發(fā)性事件能力。從而使系統(tǒng)的可靠性提高。8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 8051的中斷系統(tǒng)有5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)，可實(shí)現(xiàn)二級(jí)中斷嵌套。v當(dāng)中斷源滿足條件產(chǎn)生

3、中斷請(qǐng)求時(shí)，中斷請(qǐng)求標(biāo)記志位會(huì)置當(dāng)中斷源滿足條件產(chǎn)生中斷請(qǐng)求時(shí)，中斷請(qǐng)求標(biāo)記志位會(huì)置1。向。向CPU申請(qǐng)中斷。申請(qǐng)中斷。vCPU響應(yīng)中斷時(shí)，響應(yīng)中斷時(shí)，TCON的中斷請(qǐng)求標(biāo)記位由硬件自動(dòng)清除的中斷請(qǐng)求標(biāo)記位由硬件自動(dòng)清除; SCON則須為軟件清零。則須為軟件清零。中斷源與標(biāo)記位關(guān)系中斷源與標(biāo)記位關(guān)系8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖IT0外部中斷0（INT0）觸發(fā)方式選擇位，由軟件設(shè)置。1、低電平觸發(fā)方式，INT0（P3.2）引腳上低電平可引起中斷。2、下降沿觸發(fā)方式，INT0（P3.2）引腳上電平由高變低負(fù)跳變可引起中斷。中斷允許控制位在中斷允許控制位在IE特殊功能寄存器上的分布特殊功

4、能寄存器上的分布EA EA 中斷使能，相當(dāng)于控制所有中斷的中斷使能，相當(dāng)于控制所有中斷的 “總開關(guān)總開關(guān)”- - 保留保留ES ES 串行口中斷使能串行口中斷使能ET1 T1ET1 T1中斷使能中斷使能EX1 EX1 外部中斷外部中斷1 1使能使能ET0 T0ET0 T0中斷使能中斷使能EX0 EX0 外部中斷外部中斷0 0使能使能中斷優(yōu)先級(jí)控制位在中斷優(yōu)先級(jí)控制位在IP特殊功能寄存器上的分布特殊功能寄存器上的分布 默認(rèn)優(yōu)先級(jí)默認(rèn)優(yōu)先級(jí)PX0 PX0 外部中斷外部中斷0 0優(yōu)先優(yōu)先 高高PT0 T0PT0 T0中斷優(yōu)先中斷優(yōu)先PX1 PX1 外部中斷外部中斷1 1優(yōu)先優(yōu)先PT1 T1PT1 T

5、1中斷優(yōu)先中斷優(yōu)先PS PS 串行口中斷優(yōu)先串行口中斷優(yōu)先 低低- - 保留保留#include unsigned char a;sbit key=P34;void main()key=0;EA=1;EX0=1;IT0=0;a=0 xf0; /11110000while(1)P1=a;void ext0() interrupt 0 a=0 x0f;v在在8051單片機(jī)中有兩個(gè)定時(shí)器單片機(jī)中有兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器,分別稱為分別稱為定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0和和定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1。下面采用：下面采用：T/C0:表示定時(shí)器表示定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0T/C1:表示定時(shí)器表示定時(shí)器/計(jì)數(shù)

6、器計(jì)數(shù)器1T0:表示定時(shí)器表示定時(shí)器0T1:表示定時(shí)器表示定時(shí)器1C0:表示計(jì)數(shù)器表示計(jì)數(shù)器0C1:表示計(jì)數(shù)器表示計(jì)數(shù)器1v如果是對(duì)內(nèi)部振蕩源如果是對(duì)內(nèi)部振蕩源12分頻的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)（即對(duì)每個(gè)機(jī)器分頻的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)（即對(duì)每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)），它是周期計(jì)數(shù)），它是定時(shí)器（定時(shí)器（T0,T1）。v如果是對(duì)單片機(jī)引腳如果是對(duì)單片機(jī)引腳T0（P3.4）或）或T1(P3.5)輸入的外部脈沖信號(hào)輸入的外部脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則它是進(jìn)行計(jì)數(shù)，則它是計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(C0,C1)。定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的概念計(jì)數(shù)器的概念定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(T/C)(T/C)的結(jié)構(gòu)圖的結(jié)構(gòu)圖 一、定時(shí)一、定時(shí)/計(jì)數(shù)器的結(jié)

7、構(gòu)計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu) ：1、由兩個(gè)、由兩個(gè)加加1計(jì)數(shù)寄存器計(jì)數(shù)寄存器(由高由高8位和低位和低8位兩個(gè)寄存器組成，共位兩個(gè)寄存器組成，共16位位)，分別對(duì)應(yīng)，分別對(duì)應(yīng) T/C0和和T/C1.2、TMOD是定時(shí)是定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能。計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能。3、TCON是控制寄存器，控制是控制寄存器，控制T0、T1的啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志的啟動(dòng)和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。加加1計(jì)數(shù)寄存器計(jì)數(shù)寄存器輸入的計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來源：輸入的計(jì)數(shù)脈沖有兩個(gè)來源：1、一個(gè)是由系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)、一個(gè)是由系統(tǒng)的時(shí)鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來；分頻后送來；2、一個(gè)是從

8、、一個(gè)是從單片機(jī)引腳單片機(jī)引腳T0（P3.4）或）或T1(P3.5)輸入的外部脈沖源。輸入的外部脈沖源。每來一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加每來一個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器加1，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全，當(dāng)加到計(jì)數(shù)器為全1時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零；時(shí)，再輸入一個(gè)脈沖就使計(jì)數(shù)器回零；且計(jì)數(shù)器的溢出使且計(jì)數(shù)器的溢出使TCON中中TF0或或TF1置置1，向，向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求（定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）。計(jì)數(shù)器中斷允許時(shí)）。如果定時(shí)如果定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)模式，則表示定時(shí)時(shí)間已到；計(jì)數(shù)器工作于定時(shí)模式，則表示定時(shí)時(shí)間已到；如果工作于計(jì)數(shù)模式，則表示計(jì)數(shù)值已滿。如果工作于計(jì)數(shù)模式，則表示計(jì)數(shù)值已滿?？梢?，由溢出

9、時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加可見，由溢出時(shí)計(jì)數(shù)器的值減去計(jì)數(shù)初值才是加1計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。 二、控制寄存器二、控制寄存器TCON TCON的低的低4位用于控制外部中斷，已在前面介紹。位用于控制外部中斷，已在前面介紹。TCON的高的高4位用于控制位用于控制定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。其格式如下：計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)和中斷申請(qǐng)。其格式如下：vTF1（TCON.7）：）：T/C1溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位。T/C1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)置自動(dòng)置TF1為為1。CPU響應(yīng)中斷后響應(yīng)中斷后TF1由硬件自動(dòng)清由硬件自動(dòng)清0。T/C1工作時(shí)，工作時(shí)，CPU可隨時(shí)查詢可隨

10、時(shí)查詢TF1的狀態(tài)。所以，的狀態(tài)。所以，TF1可用作查詢測(cè)試的標(biāo)志。可用作查詢測(cè)試的標(biāo)志。TF1也可以用軟也可以用軟件置件置1或或 清清0，同硬件置，同硬件置1或清或清0的效果一樣。的效果一樣。vTR1（TCON.6）：）：T/C1運(yùn)行控制位。運(yùn)行控制位。TR1置置1時(shí)，時(shí)，T/C1開始工作；開始工作；TR1置置0時(shí)，時(shí)，T/C1停止工作。停止工作。TR1由軟件置由軟件置1或清或清0。所以，用軟件可控制定。所以，用軟件可控制定時(shí)時(shí)/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)與停止。vTF0（TCON.5）：）：T/C0溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，其功能與溢出中斷請(qǐng)求標(biāo)志位，其功能與TF1類同。類同。vTR0（T

11、CON.4）：）：T/C0運(yùn)行控制位，其功能與運(yùn)行控制位，其功能與TR1類同類同。三、工作方式寄存器三、工作方式寄存器TMOD工作方式寄存器工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時(shí)用于設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作方式，低四位用于計(jì)數(shù)器的工作方式，低四位用于T/C0，高四位用于高四位用于T/C1。其格式如下：。其格式如下：GATE：門控位。：門控位。GATE0時(shí)，只要使時(shí)，只要使TCON中的中的TR0或或TR1為為1，就可以啟動(dòng)定時(shí)，就可以啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(T/C)工作。工作。(其中：其中：TR0對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)T/C0；TR1對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)T/C1)GATA1時(shí)，要滿足兩個(gè)條件，才能啟動(dòng)定時(shí)時(shí)，要滿足兩個(gè)條件，才

12、能啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(T/C)工作：工作：1. 使使TR0或或TR1為為1。2. 同時(shí)外部中斷引腳同時(shí)外部中斷引腳INT0/1也為高電平時(shí)。也為高電平時(shí)。(INT0對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)T/C0；INT1對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)T/C1) :定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)模式選擇位。計(jì)數(shù)模式選擇位。 0為定時(shí)模式；為定時(shí)模式； =1為計(jì)數(shù)模式。為計(jì)數(shù)模式。C/TC/TC/TM1M0：工作方式設(shè)置位。定時(shí)：工作方式設(shè)置位。定時(shí)/計(jì)數(shù)器有四種工作方式，由計(jì)數(shù)器有四種工作方式，由M1M0進(jìn)行設(shè)置。進(jìn)行設(shè)置。方式方式1：常用的：常用的16位定時(shí)器位定時(shí)器/定數(shù)器。（主要講：方式定數(shù)器。（主要講：方式1定時(shí)器模式）定時(shí)器模式）方式方式2：主要用

13、在串口波特率發(fā)生器。：主要用在串口波特率發(fā)生器。方式方式0和方式和方式3：幾乎不用。：幾乎不用。 四、方式四、方式1 （定時(shí)器（定時(shí)器0模式）模式）方式方式1的計(jì)數(shù)位數(shù)是的計(jì)數(shù)位數(shù)是16位，由位，由TL0作為低作為低8位、位、TH0作為作為高高8位，組成了位，組成了16位加位加1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 。16位定時(shí)器位定時(shí)器0裝初值的計(jì)算公式：裝初值的計(jì)算公式：假設(shè)要計(jì)的個(gè)數(shù)是假設(shè)要計(jì)的個(gè)數(shù)是n，TH0=(65536-n)/256TL0=(65536-n)%256 8051的基本時(shí)序周期的基本時(shí)序周期v 振蕩周期：為單片機(jī)提供振蕩源的周期（是指振蕩源的振蕩周期：為單片機(jī)提供振蕩源的周期（是指振蕩源的兩個(gè)

14、相鄰?fù)较蚍逯抵g的時(shí)間）兩個(gè)相鄰?fù)较蚍逯抵g的時(shí)間）v 機(jī)器周期：機(jī)器周期：1個(gè)機(jī)器周期等于個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期個(gè)振蕩周期若：若：fosc=12M,則則8051的各周期參數(shù)如下：的各周期參數(shù)如下：振蕩周期振蕩周期=1/12 us;機(jī)器周期機(jī)器周期=1us;初始化程序應(yīng)完成如下工作：初始化程序應(yīng)完成如下工作：1、對(duì)、對(duì)TMOD賦值，以確定賦值，以確定T0和和T1的工作方式。的工作方式。2、計(jì)算初值、計(jì)算初值,并將其寫入并將其寫入TH0、TL0或或TH1、TL1。3、使、使TR0或或TR1置位，啟動(dòng)定時(shí)置位，啟動(dòng)定時(shí)/計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器定時(shí)或計(jì)數(shù)。4、中斷方式時(shí)，則對(duì)、中斷方式時(shí)，則對(duì)IE賦值，開放中斷。賦值，開放中斷。定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例 1、利用定時(shí)利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T1從從P1.0輸出周期為輸出周期為1s的方波，讓的方波，讓 發(fā)光二極管以發(fā)光二極管以1HZ閃爍，設(shè)晶振頻率為閃爍，設(shè)晶振頻率為12MHz