MCS系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)及定時(shí)器計(jì)數(shù)器

第三章ＭCＳ-5１系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器3。1中斷的概念

?眾所周知，CPU的工作速度愈來愈快，CＰU啟動(dòng)外部設(shè)備輸入／輸出一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)只需要微秒級甚至更短的時(shí)間，而低速的外設(shè)工作速度一般在毫秒級,若CＰU和外部設(shè)備是串行工作的，則ＣPＵ就浪費(fèi)了很多時(shí)間去等待外設(shè)，其效率大大降低.若沒有中斷技術(shù),CPU難于為多個(gè)設(shè)備服務(wù)，對故障的處理能力也極差。為了解決這些問題，在計(jì)算機(jī)中引入了中斷技術(shù)，目前全部的計(jì)算機(jī)都有中斷處理的能力.??３．1．1中斷的基本概念及相關(guān)術(shù)語??中斷是ＣＰU在執(zhí)行現(xiàn)行程序的過程中,發(fā)生隨機(jī)大事和特殊懇求時(shí)，使CPＵ中止現(xiàn)行程序的執(zhí)行，而轉(zhuǎn)去執(zhí)行隨機(jī)大事或特殊懇求的處理程序，待處理完畢后，再返回被中止的程序連續(xù)執(zhí)行的過程。實(shí)現(xiàn)中斷的硬件規(guī)律和實(shí)現(xiàn)中斷功能的指令統(tǒng)稱為中斷系統(tǒng).引起中斷的大事稱為中斷源,實(shí)現(xiàn)中斷功能的處理程序稱為中斷服務(wù)程序.中斷的響應(yīng)過程如圖3。1所示,（a)為單級中斷,(b）為兩級中斷嵌套.?

對于中斷系統(tǒng)來說，引起中斷的大事稱為中斷源；由中斷源向ＣＰU所發(fā)出的懇求中斷的信號(hào)稱為中斷懇求信號(hào);CPU中止現(xiàn)行程序執(zhí)行的位置稱為中斷斷點(diǎn)；中斷斷點(diǎn)處的程序位置稱為中斷現(xiàn)場;由中斷服務(wù)程序返回到原來程序的過程稱為中斷返回；CPＵ接受中斷懇求而中止現(xiàn)行程序,轉(zhuǎn)去為中斷源服務(wù)稱為中斷響應(yīng).??在中斷系統(tǒng)中，對中斷斷點(diǎn)的保護(hù)是CPU在響應(yīng)中斷時(shí)自動(dòng)完成的，中斷服務(wù)完成時(shí)執(zhí)行中斷返回指令而得到恢復(fù)；對于中斷斷點(diǎn)處其他數(shù)據(jù)的保護(hù)與恢復(fù)是通過在中斷服務(wù)程序中采納堆棧操作指令PUＳH及ＰOP來實(shí)現(xiàn)的，這種操作通常稱為保護(hù)現(xiàn)場與恢復(fù)現(xiàn)場。

?3。１.2中斷的作用??中斷系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有很重要的作用,利用中斷可以實(shí)現(xiàn)以下功能：??（1）分時(shí)操作。利用中斷系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)ＣPU和多臺(tái)外設(shè)并行工作，能對多道程序分時(shí)操作，以及實(shí)現(xiàn)多機(jī)系統(tǒng)中各機(jī)間的聯(lián)系,提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作效率。??(２）實(shí)時(shí)處理。利用中斷系統(tǒng)可以對生產(chǎn)過程的隨機(jī)信息準(zhǔn)時(shí)采集和處理,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)掌握,提高計(jì)算機(jī)掌握系統(tǒng)的靈敏性。?（3)故障處理。利用中斷系統(tǒng)可以監(jiān)視現(xiàn)行程序的程序性錯(cuò)誤(如運(yùn)算溢出、地址錯(cuò)等)和系統(tǒng)故障(如電源掉電、I/Ｏ總線奇偶錯(cuò)誤等)，實(shí)現(xiàn)故障診斷和故障的自行處理,提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的故障處理能力。??３．１．３中斷源??通常，計(jì)算機(jī)的中斷源有下列幾種：??(1）一般輸入/輸出設(shè)備.當(dāng)外設(shè)籌備就緒時(shí)可以向CPＵ發(fā)出中斷懇求，從而實(shí)現(xiàn)外設(shè)與ＣＰU的通信。如鍵盤、打印機(jī)等.??(2)實(shí)時(shí)時(shí)鐘或計(jì)數(shù)信號(hào)。如定時(shí)時(shí)間或計(jì)數(shù)次數(shù)一到，則向CPＵ發(fā)出中斷懇求,要求ＣPU予以處理0??（3）故障源.當(dāng)采樣或運(yùn)算結(jié)果消滅超出范圍或系統(tǒng)停電時(shí)，可以通過報(bào)警、掉電等信號(hào)向CPU發(fā)出中斷懇求,要求ＣPU加以處理。

?（4)為調(diào)試程序而設(shè)置的中斷源。為了便于掌握程序的調(diào)試,準(zhǔn)時(shí)檢查中間結(jié)果可以在程序中設(shè)置一些斷點(diǎn)或單步執(zhí)行等。?３．１。4中斷系統(tǒng)的基本功能??為了滿意系統(tǒng)中各種中斷懇求的要求，中斷系統(tǒng)應(yīng)該具備如下的基本功能:??(1）識(shí)別中斷源.在中斷系統(tǒng)中必須能夠正確識(shí)別各個(gè)中斷源,以便區(qū)分各個(gè)中斷懇求，從而為不同的中斷懇求服務(wù)。

?（２）能實(shí)現(xiàn)中斷響應(yīng)及中斷返回。當(dāng)ＣＰU收到中斷懇求申請后,能依據(jù)簡略情況決定是否響應(yīng)中斷，如果沒有更高級別的中斷懇求,則在執(zhí)行完當(dāng)前指令后響應(yīng)這一懇求。響應(yīng)過程應(yīng)包括:保護(hù)斷點(diǎn)、保護(hù)現(xiàn)場、執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序、恢復(fù)現(xiàn)場、恢復(fù)斷點(diǎn)等。當(dāng)中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后返回被中斷的程序連續(xù)執(zhí)行。

?(3）能實(shí)現(xiàn)中斷優(yōu)先權(quán)排隊(duì)。如果在系統(tǒng)中有多個(gè)中斷源，可能會(huì)消滅兩個(gè)或多個(gè)中斷源同時(shí)向CPＵ提出中斷懇求的情況,這樣就必必要求設(shè)計(jì)者事先依據(jù)輕重緩急，給每個(gè)中斷源確定一個(gè)中斷級別，即優(yōu)先權(quán).當(dāng)多個(gè)中斷源同時(shí)發(fā)出中斷懇求時(shí)，CPU能找到優(yōu)先權(quán)級別最高的中斷源，并優(yōu)先響應(yīng)它的中斷懇求；在優(yōu)先權(quán)級別最高的中斷處理完了以后,再響應(yīng)級別較低的中斷源。??（４）能實(shí)現(xiàn)中斷嵌套.當(dāng)CPＵ響應(yīng)某一中斷的懇求，在進(jìn)行中斷處理時(shí)，若有優(yōu)先權(quán)級別更高的中斷源發(fā)出中斷懇求,CPU要能中斷正在進(jìn)行的中斷服務(wù)程序,保留這個(gè)程序的斷點(diǎn)和現(xiàn)場,而響應(yīng)高優(yōu)先權(quán)的中斷,在高優(yōu)先權(quán)處理完以后，再連續(xù)執(zhí)行被中斷的中斷服務(wù)程序，即形成中斷嵌套，如圖3。１（b）所示.而當(dāng)發(fā)出新的中斷懇求的中斷源的優(yōu)先權(quán)與正在處理的中斷源同級或更低時(shí),則CＰU就可以不響應(yīng)這個(gè)中斷懇求,直至正在處理的中斷服務(wù)程序執(zhí)行完以后才去處理新的中斷申請。??3。2MCS-51系列單片機(jī)的中斷系統(tǒng)??ＭCS-５１系列單片機(jī)中不同型號(hào)芯片的中斷源數(shù)量是不同的,最基本的805１單片機(jī)有5個(gè)中斷源,分別是ＩＮＴO(shè)、INT１、TO、Tl.中斷源分為兩個(gè)中斷優(yōu)先權(quán)級別,可以實(shí)現(xiàn)兩級中斷服務(wù)程序嵌套.每一個(gè)中斷源可以編程為高優(yōu)先權(quán)級別或低優(yōu)先權(quán)級別中斷，允許或禁止向ＣPＵ懇求中斷。MCS－5１列單片機(jī)基本的HYPＥRLIＮK"http://xb．ｇｘsｄｘ／ｊisuａｎji/ｊpkｃ/ｊｘｎｒ/cｈａpter３/ｆlaｓｈ/ｔu32。sｗf”\t＂_blank”中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖３．2所示。圖3.２ＭCＳ一51系列單片機(jī)80５1的中斷系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖?由圖３。2可知，全部的中斷源都要產(chǎn)生相應(yīng)的中斷懇求標(biāo)志,這些標(biāo)志分別放在特殊功能寄存器TCON和SCＯN的相關(guān)位.每一個(gè)中斷源的懇求信號(hào)需經(jīng)過中斷允許IＥ和中斷優(yōu)先權(quán)選擇ＩP的掌握才能夠得到單片機(jī)的響應(yīng)。??3.2.１中斷源與中斷懇求??由圖3。２可以看出,MCS－5１系列單片機(jī)有5個(gè)中斷源，它們是:外部中斷INＴO(shè)（P3.２)、IＮTI(P３。３）；定時(shí)器肼數(shù)器T0、Tl溢出中斷；串行口的發(fā)送(TXD）和接收（RXＤ）中斷源(只占１個(gè)中斷源)。外部中斷的中斷懇求標(biāo)志位和T0、Tl的溢出中斷懇求標(biāo)志位鎖存在定時(shí)器／計(jì)數(shù)器掌握寄存器TCON中，而串行口對應(yīng)的中斷懇求標(biāo)志位鎖存在串行口掌握寄存器SＣOＮ中。??１.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器掌握寄存器TCON

?TCON為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器掌握寄存器，其字節(jié)映像地址為88H，可位尋址，它除了掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、Tl的溢出中斷外，還掌握著兩個(gè)外部中斷源的觸發(fā)方式和鎖存兩個(gè)外部中斷源的中斷懇求標(biāo)志。其格式如下:TFlＴRｌTF0TROIＥlＩＴlIEＯＩT0?TＣＯN寄存器各位的含義如下:?ＩT０:外部中斷ＩNTO的中斷觸發(fā)方式選擇位。?當(dāng)ＩＴ０位清為0時(shí),外部中斷ＩＮTO為電平觸發(fā)方式。在這種觸發(fā)方式中,ＣPU在每一個(gè)機(jī)器周期的$5P2采樣IＮＴO(shè)(Ｐ3.２)引腳的輸入電平,當(dāng)采樣到低電平常,置ＩNT0的中懇求標(biāo)志位為1，采樣到高電平清IE0位為０。在采納電平觸發(fā)方式時(shí)，外部中斷源（輸入到ＩＮＴO(shè)，即P3。2引腳）上的必須保持低電平有效,直到該中斷被CPU響應(yīng)，同時(shí)在該中斷服務(wù)程序執(zhí)行結(jié)束之前，外部中斷源的有效信號(hào)必須被清除,否則將產(chǎn)生另一次中斷.為了保證CＰU能正確采樣電平狀態(tài),要求外部中斷源ＩNＴO(shè)有效的低電平信號(hào)至少要維持一個(gè)機(jī)器周期以上。

當(dāng)IT０位置為1時(shí)，外部中[新IＮ－T０為邊沿觸發(fā)方式。在這種觸發(fā)方式中，CPＵ在每個(gè)機(jī)器周期的$5P２采樣IＮＴO(shè)（P3．2)引腳上的輸入電平。如果在相繼的兩個(gè)機(jī)器周期，一個(gè)周期采樣到INＴＯ為高電平,而接著的下一個(gè)周期采樣到低電平,則置IＮTO的中斷懇求標(biāo)志位IE0為1，即當(dāng)IE0位為l時(shí)，表示外部中斷IＮＴO(shè)正在向CPＵ懇求中斷，直到該中斷被ＣPU響應(yīng)時(shí)，才由硬件自動(dòng)將IＥ0位清為0。由于ＣPU在每一個(gè)機(jī)器周期采樣一次外部中斷源輸入引腳的電平狀態(tài),因此采納邊沿觸發(fā)方式時(shí)，外部中斷源輸入的高電平信號(hào)和低電平信號(hào)時(shí)間必須保持在一個(gè)機(jī)器周期以上，才能保證CPU檢測到此信號(hào)由高到低的負(fù)跳變。

?IE0:外部中斷:IＮＴ0的中斷懇求標(biāo)志位。當(dāng)ＩＥ0位為0時(shí)，表示外部中斷源INT0沒有向CＰU懇求中斷；當(dāng)IE0位為ｌ時(shí)，表示外部中斷IＮTＯ正在向ＣPＵ懇求中斷，且當(dāng)CPＵ響應(yīng)該中斷時(shí)由硬件自動(dòng)對IE0進(jìn)行清0。

1Ｔ1：外部中斷INＴＯ的中斷觸發(fā)方式選擇位。功能與ＩＴo相同。?ＩEl：外部中斷INTO的中斷懇求標(biāo)志位。功能與IE0相l(xiāng)司。?ＴR0：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T０的啟動(dòng)標(biāo)志位。當(dāng)TR0位為０時(shí),不允許T0計(jì)數(shù)工作；當(dāng)TRO位為ｌ時(shí)，允許Ｔ0定時(shí)或計(jì)數(shù)工作.?TＦ０：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Ｔ0的溢出中斷懇求標(biāo)志位。在定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0被允許計(jì)數(shù)后，從初值開頭加l計(jì)數(shù)，當(dāng)產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出時(shí)由硬件自動(dòng)將TF0位置為1,通過ＴF0位向ＣＰU申請中斷,始終保持到ＣPU響應(yīng)該中斷后才由硬件自動(dòng)將ＴＦ0位清為0。當(dāng)TF0位為0時(shí)，表示T0未計(jì)數(shù)或計(jì)數(shù)未產(chǎn)生溢出。當(dāng)T0工作在不允許中斷時(shí)，ＴＦ０標(biāo)志可供程序查詢.?ＴＲl:定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Tl的啟動(dòng)標(biāo)志位.功能與ＴR0相ｌ司。

TFl：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Ｔl的溢出中斷懇求標(biāo)志位。功能與TF0相I司。??２。串行口掌握寄存器SC,ＯN?

’ＳCOＮ為串口掌握寄存器,其字節(jié)映像地址為９８H，也可以進(jìn)行位尋址。串口的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)中斷懇求標(biāo)志位（R1、TI）被鎖存在串口掌握寄存器ＳＣON中,其格式如下：SM０SMlＳM2REＮTB8RＢ8TIＲI??SCＯＮ寄存器各位的含義如下：??R1：串口接收中斷懇求標(biāo)志位.當(dāng)串行以肯定方式接收數(shù)據(jù)時(shí)，每接收完一幀數(shù)據(jù)，由硬件自動(dòng)將Ｒl位置為1.而Rｌ位的清０必須由用戶用指令來完成。?Ｔ1：串l3發(fā)送中斷懇求標(biāo)志位。當(dāng)串口以肯定方式發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí),每發(fā)送完一幀數(shù)據(jù),由硬件自動(dòng)將Tｌ位置為ｌ。而Tl位的清０也必須由用戶用指令來完成。??注意：在中斷系統(tǒng)中，將串行口的接收中斷Rｌ和發(fā)送中斷Ｔl經(jīng)規(guī)律或運(yùn)算后作為內(nèi)部的一個(gè)中斷源。當(dāng)ＣPU響應(yīng)串口的中斷懇求時(shí)，CPU并不清楚是由接收中斷產(chǎn)生的中斷懇求還是由發(fā)送中斷產(chǎn)生的中斷懇求,所以用戶在編寫串口的中斷服務(wù)程序時(shí)，在程序中必須識(shí)別是ＲI還是Ｔl產(chǎn)生的中斷懇求,從而執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。??SＣON其他位的功能和作用與串行通信有關(guān)，將在第6章中介紹。?在上述的特殊功能寄存器中的全部中斷懇求標(biāo)志位，都可以由軟件加以掌握，即用軟件置位或清0。當(dāng)某位置位時(shí)，就相當(dāng)于該位對應(yīng)的中斷源向CPＵ發(fā)出中斷懇求，如果清。就撤銷中斷懇求。??3。2.2中斷允許掌握?

在計(jì)算機(jī)中斷系統(tǒng)中有兩種不同類型的中斷：一類為非屏蔽中斷,另一類為可屏蔽中斷。對于非屏蔽中斷,用戶不能用軟件方法加以禁止，一旦有中斷懇求,CPU就必須予以響應(yīng)。而對于可屏蔽中斷,用戶則可以通過軟件方法來掌握它們是否允許ＣPU去響應(yīng)。允許ＣPU響應(yīng)某一個(gè)中斷懇求稱為中斷開放（或中斷允許），不允許CＰU響應(yīng)某一個(gè)中斷懇求稱為中斷屏蔽（或中斷禁止）.?ＭCS一51系列單片機(jī)的5個(gè)中斷源都是可屏蔽中斷。由圖3．2可知,ＣＰU對中斷源的中斷開放或中斷屏蔽的掌握是通過中斷允許掌握寄存器IE來實(shí)現(xiàn)的。IE的字節(jié)映像地址為０A8H，既可以按字節(jié)尋址，也可以按位尋址。當(dāng)單片機(jī)復(fù)位時(shí),ＩE被清為0。?通過對IＥ的各位的置１或清0操作，實(shí)現(xiàn)開放或屏蔽某個(gè)中斷,也可以通過對EＡ位的清O來屏蔽全部的中斷源。IＥ的格式如下。EA－——-——－——ESET1ＥX1ETＯEX0

?IE寄存器各位的含義為：?EA：總中斷允許掌握位。當(dāng)EA位為0時(shí),屏蔽全部的中斷；當(dāng)ＥＡ位為l時(shí)，開放全部的中斷。

ES：串口中斷允許掌握位.當(dāng)ES位為0時(shí),屏蔽串口中斷；當(dāng)EＳ位為l且EA位也為1時(shí)，開放串口中斷。?ETｌ：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Tl的中斷允許掌握位.當(dāng)EＴl位為０時(shí),屏蔽Tl的溢出中斷;當(dāng)ETｌ位為l且EA位也為1時(shí),開放Ｔl的溢出中斷。?EXl：ＩＮT１的中斷允許掌握位。當(dāng)EＸｌ位為０時(shí),屏蔽INTl；當(dāng)ＥXｌ位為l且ＥA位也為１時(shí)，開放麗.?ET0：定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T0的中斷允許掌握位。功能與EＴl相同。?EX0：ＩNＴ０的中斷允許掌握位。功能與ＥＸl相同。比如要開放INＴl和Tl的溢出中斷，屏蔽其他中斷，則對應(yīng)的中斷允許掌握字為：l0００11008,即８ＣＨ。只要將這個(gè)結(jié)果送人IＥ中，中斷系統(tǒng)就按所設(shè)置的結(jié)果來管理這些中斷源.形成這個(gè)掌握結(jié)果的方法可以對IE按字節(jié)操作,也可以按位操作。??按字節(jié)操作形式按位操作形式?SETＢＥXｌ

MOVIE，#８ＣHSＥTBETl?SEＴＢEA?思考題3.1：如果要開放外部中斷0和串口的中斷,而屏蔽其他中斷的掌握字是什么？如何來實(shí)現(xiàn)這個(gè)掌握結(jié)果呢???3.2.3中斷優(yōu)先權(quán)管理??在中斷系統(tǒng)中，要使某一個(gè)中斷被優(yōu)先響應(yīng)的話，就要依靠中斷優(yōu)先權(quán)掌握。MＣＳ-５１系列單片機(jī)對全部中斷設(shè)置了兩個(gè)優(yōu)先權(quán),每一個(gè)中斷懇求源都可以編程設(shè)置為高優(yōu)先權(quán)中斷或低優(yōu)先權(quán)中斷，從而實(shí)現(xiàn)二級中斷嵌套。為了實(shí)現(xiàn)對中斷優(yōu)先權(quán)的管理，在MCS一51內(nèi)部供應(yīng)了一個(gè)中斷優(yōu)先級寄存器ＩP，其字節(jié)地址為０８8H，既可以按字節(jié)形式訪問,又可以按位的形式訪問。其格式如下：?———－－—－--——－－-－－

PS?ＰTｌ?ＰXl?PT0?ＰXＯ???ＩP寄存器各位的含義如下：?PＸ0、ＰT0、PＸl、PＴl和PＳ分別為INＴO(shè)、ＴＯ、INＴ1、Tｌ和串口中斷優(yōu)先級掌握位.當(dāng)相應(yīng)的位為０時(shí)，所對應(yīng)的中斷源定義為低優(yōu)先級，相反則定義為高優(yōu)先級.?比如要將T０定義為高優(yōu)先級，使ＣPU優(yōu)先響應(yīng)其中斷，其他中斷均定義為低優(yōu)先級，對應(yīng)的優(yōu)先級掌握字為O0００00108，即02H。只要將這個(gè)掌握字送人IＰ中，CPU就優(yōu)先響應(yīng)TＯ產(chǎn)生的溢出中斷，并將其他中斷按低優(yōu)先級中斷處理。簡略操作形式如下:

按字節(jié)操作形式按位操作形式??MOVIP,＃０２HSETBPT0?

在同一個(gè)優(yōu)先級中，各中斷源的優(yōu)先級別由一個(gè)內(nèi)部的硬件查詢序列來決定，所以在同級的中斷中按硬件查詢序列也確定了一個(gè)自然優(yōu)先級，其從高到低的優(yōu)先級排列如下：

INTO—TO—ＩNＴ１—Ｔl－－串口（RI、TＩ)

按中斷優(yōu)先權(quán)設(shè)置后,響應(yīng)中斷的基本原則是：?．若多個(gè)中斷懇求同時(shí)有效,ＣPU優(yōu)先響應(yīng)優(yōu)先權(quán)最高的中斷懇求。?．同級的中斷或更低級的中斷不能中斷CPU正在響應(yīng)的中斷過程。

．低優(yōu)先權(quán)的中斷響應(yīng)過程可以被高優(yōu)先權(quán)的中斷懇求所中斷，ＣPU會(huì)臨時(shí)中止當(dāng)前低優(yōu)先權(quán)的中斷過程，而優(yōu)先響應(yīng)高優(yōu)先權(quán)中斷。等到高優(yōu)先權(quán)中斷響應(yīng)結(jié)束后再連續(xù)響應(yīng)原低優(yōu)先權(quán)的中斷過程，形成中斷的嵌套。為了實(shí)現(xiàn)上述功能和基本原則,在MＣＳ．５1系列單片機(jī)中斷系統(tǒng)的內(nèi)部設(shè)置了兩個(gè)不行尋址的優(yōu)先級觸發(fā)器,一個(gè)是指出CPＵ是否正在響應(yīng)高優(yōu)先權(quán)中斷的高優(yōu)先級觸發(fā)器,另一個(gè)是指出CＰＵ是否正在響應(yīng)低優(yōu)先權(quán)中斷的低優(yōu)先級觸發(fā)器。當(dāng)高優(yōu)先級觸發(fā)器狀態(tài)為l時(shí)，屏蔽全部的中斷懇求;當(dāng)?shù)蛢?yōu)先級觸發(fā)器狀態(tài)為1時(shí)，屏蔽全部同級的中斷懇求而允許高優(yōu)先權(quán)中斷的中斷懇求。?MＣS一5１系列單片機(jī)復(fù)位后，特殊功能寄存器ＩE、IP的內(nèi)容均為0，由用戶的初始化程序?qū)E、IP進(jìn)行初始化,開放或屏蔽某些中斷并設(shè)置它們的優(yōu)先權(quán)。??３．2．4中斷響應(yīng)?

單片機(jī)一旦工作，并由用戶對各中斷源進(jìn)行使能和優(yōu)先權(quán)初始化編程后，ＭCS—51系列單片機(jī)的CPU在每個(gè)機(jī)器周期挨次檢查每一個(gè)中斷源。那么,在什么情況下CPＵ可以準(zhǔn)時(shí)響應(yīng)某一個(gè)中斷懇求呢？若ＣPU響應(yīng)某一個(gè)中斷懇求,它又是如何工作的呢？?1。中斷響應(yīng)條件?單片機(jī)的CPU在每個(gè)機(jī)器周期的最后一個(gè)狀態(tài)周期采樣并按優(yōu)先權(quán)設(shè)置的結(jié)果處理全部被開放中斷源的中斷懇求。一個(gè)中斷源的懇求要得到響應(yīng),必須滿意肯定的條件.?（１）CPU正在處理相同的或更高優(yōu)先權(quán)的中斷懇求。這種情況下只有當(dāng)前中斷響應(yīng)結(jié)?束后才可能響應(yīng)另一個(gè)中斷懇求。?（2）現(xiàn)行的機(jī)器周期不是當(dāng)前所執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期。此時(shí)只有在當(dāng)前指令執(zhí)行結(jié)束周期的下一個(gè)機(jī)器周期才可能響應(yīng)中斷懇求.?(3)正在執(zhí)行的指令是中斷返回指令（ＲＥTＩ)或者是對IE、ＩP的寫操作指令.在這種情況下，只有在這些指令執(zhí)行結(jié)束并至少再執(zhí)行一條其他指令后才可能響應(yīng)中斷懇求.如果上述條件中有一個(gè)存在，CPU將自動(dòng)丟棄對中斷查詢的結(jié)果；若一個(gè)條件也不存在,則將在緊接著的下一個(gè)機(jī)器周期執(zhí)行中斷查詢的結(jié)果,響應(yīng)相應(yīng)的中斷懇求。

?2。中斷響應(yīng)過程

?如果某一個(gè)中斷被開放,且中斷懇求符合響應(yīng)條件，ＣＰU會(huì)準(zhǔn)時(shí)響應(yīng)該中斷懇求,并按下列過程進(jìn)行處理:?（1)置相應(yīng)的優(yōu)先級觸發(fā)器狀態(tài)為1，指明白CＰU正在響應(yīng)的中斷優(yōu)先權(quán)的級別，并通過它屏蔽全部同級或更低級的中斷懇求,允許更高級的中斷懇求.?（２）執(zhí)行一條硬件子程序調(diào)用，清相應(yīng)的中斷懇求標(biāo)志位為0（R1、Ｔｌ和電平觸發(fā)的外部中斷除外）。?(３）保護(hù)斷點(diǎn)。即將被中斷程序的斷點(diǎn)位置（Ｐｃ的值）壓人堆棧保存起來.?(4）將被響應(yīng)的中斷源的中斷服務(wù)程序入口地址送程序計(jì)數(shù)器PＣ.各中斷源的中斷服務(wù)程序入口地址的安排情況如表ｌ．４所示。?（5）執(zhí)行相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。當(dāng)ＣPU執(zhí)行完中斷服務(wù)程序中的中斷返回指令后,清相應(yīng)的優(yōu)先級觸發(fā)器為0,然后恢復(fù)斷點(diǎn)，即將保存在堆棧中的程序計(jì)數(shù)器ＰC的值再彈給ＰC，使CＰＵ再連續(xù)執(zhí)行原來被中斷的程序。??3。中斷響應(yīng)的時(shí)間在ＭCＳ。5１系列單片機(jī)中的外部中斷懇求信號(hào)在每一個(gè)機(jī)器周期的第５個(gè)狀態(tài)周期的第２個(gè)時(shí)鐘脈沖被采樣并鎖存到相應(yīng)的中斷懇求標(biāo)志中,這個(gè)狀態(tài)等到下一個(gè)機(jī)器周期才被查詢。如果中斷被開放，并符合響應(yīng)條件，CＰU接著執(zhí)行一個(gè)硬件子程序調(diào)用指令以轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口，該調(diào)用指令需要2個(gè)機(jī)器周期,所以從外部產(chǎn)生中斷懇求到CPU開頭執(zhí)行中斷服務(wù)程序的第l條指令之間,最少需要３個(gè)完整的機(jī)器周期。如果中斷懇求被阻止,則需要更長的時(shí)間。如果已經(jīng)在處理同級或更高級中斷，額外的等待取決于中斷服務(wù)程序的處理過程.如果正處理的指令沒有執(zhí)行到最后的機(jī)器周期,即使是需要時(shí)間最長的乘法或除法指令,所需的額外等待時(shí)間不會(huì)超過3個(gè)機(jī)器周期；如果是ＣPＵ正在執(zhí)行中斷返回指令ＲETl或?qū)Γ蒃、IP的寫操作指令,加上另外一條指令的執(zhí)行時(shí)間,額外的等待時(shí)間不會(huì)多于5個(gè)機(jī)器周期。所以在單一中斷系統(tǒng)中，外部中斷響應(yīng)時(shí)間總是在3～8個(gè)機(jī)器周期。

?3.2.５外部中斷應(yīng)用舉例.??如圖3。３所示，Pl口輸出掌握８只發(fā)光二極管，實(shí)現(xiàn)８位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器,對INT0上消滅的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。??在圖３.3中,由與非門構(gòu)成去抖動(dòng)電路,S開關(guān)每動(dòng)作一次,就輸出一個(gè)脈沖去單片機(jī)的INT0引腳上，讓ＩＮT0工作于邊沿觸發(fā)方式,每按一次開關(guān)S,就產(chǎn)生一次中斷，在中斷服務(wù)程序中計(jì)一次數(shù),并把計(jì)數(shù)結(jié)果從Pｌ口輸出，顯示在發(fā)光二極管上.?程序清單如下:??OＲG0000H??SＴAＲT：ＡＪMPＭＡIN?ORＧ00０3H

AJＭPＥXIＮT0?MＡIN：SETB?

在上例中，由于主程序和中斷服務(wù)程序都很簡潔，所以在中斷服務(wù)程序中沒有支配現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù),如果在中斷服務(wù)程序中使用的寄存器和存儲(chǔ)單元與主程序有沖突時(shí),必須進(jìn)行現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)。??思考題３—２：MCS一51單片機(jī)只有兩個(gè)外部中斷，如果需要單片機(jī)處理兩個(gè)以上的外部中斷,該怎樣進(jìn)行呢？??３.3ＭGＳ－51系列單片機(jī)的定時(shí)器／計(jì)數(shù)器??各種型號(hào)的單片機(jī),不管其功能強(qiáng)弱都供應(yīng)有定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，由于定時(shí)器/計(jì)數(shù)器面對掌握領(lǐng)域的單片機(jī)系統(tǒng)是一項(xiàng)極為重要的功能。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)以下功能：?

(１)定時(shí)操作：產(chǎn)生定時(shí)中斷,實(shí)現(xiàn)定時(shí)采樣輸入信號(hào)，定時(shí)掃描鍵盤、顯示器等操作。?（2)測量外部脈沖信號(hào):對脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)或測量脈沖信號(hào)的周期等。?(3)定時(shí)輸出：定時(shí)觸發(fā)輸入引腳的電平，使輸出脈沖的寬度、占空比、周期達(dá)到預(yù)定值,其精度不受程序狀態(tài)的影響。?(4)監(jiān)視系統(tǒng)正常工作：一旦系統(tǒng)工作特別時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生復(fù)位,重新啟動(dòng)系統(tǒng)正常工作。?ＭCS-51系列單片機(jī)的5１子系列有兩個(gè)l6位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、Ｔｌ，而５2子系列有３個(gè)1６位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T0、Ｔl、T2。本書只學(xué)習(xí)T０、Tl的應(yīng)用。

?3.3.1定時(shí)器／計(jì)數(shù)器仰、Tl的結(jié)構(gòu)??8051單片機(jī)內(nèi)部有兩個(gè)l6位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0和定時(shí)器／計(jì)數(shù)器Tl。它們都具有定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，可用于定時(shí)或延時(shí)掌握、對外部大事檢測、計(jì)數(shù)等，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖３．4所示.?

１．定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T0、Ｔl的資源?

由圖3.4知,定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Ｔ0、Ｔl主要由存放計(jì)數(shù)初值和經(jīng)過值的兩對８位寄存器(ＴH0、TL０和TＨl、TLl），方式寄存器TMＯD和掌握寄存器ＴＣON組成。其中ＴH0、TL0專門用于存放定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的計(jì)數(shù)初值和經(jīng)過值；TＨｌ、TLl用于存放定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Tｌ的計(jì)數(shù)初值和經(jīng)過值;TＭOＤ用于設(shè)置T0、Ｔl的工作方式;TCON中的TＲ0、TＲl用于掌握Ｔ0、Tl的運(yùn)行;P３.4、P3．5引腳用于輸入在計(jì)數(shù)器方式下的外部計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)。

?定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T０、Ｔl用做定時(shí)器時(shí)，對機(jī)器周期進(jìn)行計(jì)數(shù),每經(jīng)過一個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加1,直到計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出。由于一個(gè)機(jī)器周期由l2個(gè)時(shí)鐘周期組成，所以計(jì)數(shù)頻率為時(shí)鐘頻率的１/1２。所以定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間不僅與計(jì)數(shù)器的初值即計(jì)數(shù)長度有關(guān)，而且還與系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率大小有關(guān)。圖3.４定時(shí)器/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)框圖?定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Ｔ０、Tl用做計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)器對來自輸入引腳Tｏ（Ｐ３。４)和Tl(P3．５）的外部信號(hào)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器對外部脈沖信號(hào)的占空比沒有格外的要求，但必須保證輸入的高電平和低電平信號(hào)至少應(yīng)維持一個(gè)完整的機(jī)器周期。??2．定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T0、Tl的方式寄存器TＭOD

?特殊功能寄存器TMOD為T0、Tl的工作方式寄存器，其格式如下:TMOD的低4位為T0的方式字段，高４位為Ｔｌ的方式字段，它們的含義是完全相同的.?M１M０:T0/Tl的工作方式選擇位,其對應(yīng)關(guān)系如表３.1所示.?表３.1T0/Ｔ1工作方式選擇位的意義M１M2工作方式功能說明００方式０13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式0１方式116位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式１0方式2自動(dòng)再裝入的8位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器工作方式１１方式3Ｔ0:分為兩個(gè)８位定時(shí)器肘數(shù)器，Tl：停止計(jì)數(shù)

C／T:定時(shí)器或計(jì)數(shù)器方式選擇位。當(dāng)C/T位為０時(shí)，選擇定時(shí)器方式。在定時(shí)器方式中,以時(shí)鐘信號(hào)的l2分頻信號(hào)作為計(jì)數(shù)信號(hào)，也就是每一個(gè)機(jī)器周期定時(shí)器加1。當(dāng)系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)頻率確定后,定時(shí)器從初值開頭加１，到定時(shí)器溢出所需要的時(shí)間是固定的，所以稱為定時(shí)器方式。??當(dāng)C/T位置為１時(shí),選擇計(jì)數(shù)器方式。在計(jì)數(shù)器方式中，對外部引腳(T０為P3．４，Tl為Ｐ３。5)上的輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。?GATE：Ｔ0/Ｔl的門控位。當(dāng)GATE位為０時(shí),定時(shí)器肼數(shù)器Ｔ０、Tl的運(yùn)行僅受TR０、ＴＲl的掌握,不受外部引腳電平的狀態(tài)的影響。當(dāng)GＡTE位置為l時(shí),定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T０、Tl的運(yùn)行不僅受TR0、TＲl的掌握，而且還受到外部引腳電平狀態(tài)的掌握（INT0掌握Ｔ0,IＮT1掌握Tl）.即只有當(dāng)INT0（IＮTl）引腳為高電平且TRO（TＲｌ）位為l時(shí)才啟動(dòng)TO（T1）計(jì)數(shù)，當(dāng)INＴO(shè)（ＩNTｌ）引腳為低電平或TR0(TＲl)位為0時(shí)均使T０（Ｔ1)停止計(jì)數(shù)。?TＭＯD的字節(jié)映像地址為8９H,只能按字節(jié)形式操作，不能進(jìn)行位尋址。復(fù)位時(shí)TMOD全部位均清為０。

比如，要使T０以方式2實(shí)現(xiàn)定時(shí)，Tl以方式１進(jìn)行計(jì)數(shù),且均與外部引腳電平無關(guān)的方式掌握字為01010０1０８，即5２Ｈ;若與外部引腳電平狀態(tài)有關(guān)時(shí)的方式掌握字為ｌl011010B。即0DＡH。３.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、Ｔl的掌握寄存器TCON特殊功能寄存器TCON的高4位存放定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、Tl的運(yùn)行掌握位和計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位，低4位存放外部中斷的觸發(fā)方式掌握位和鎖存外部中斷的懇求標(biāo)志位。其格式如下：TＦｌTR1TF０TR0IE1IＴ1IＥ０IＴ０各位的功能和作用已在3。2.1節(jié)中介紹了,在此不再重復(fù).

?3．3．2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T０、Tl的工作方式

?定時(shí)器/計(jì)數(shù)器ＴＯ有４種工作方式,而定時(shí)器/計(jì)數(shù)器Tl只有3種工作方式.不同的工作方式其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有所不同,功能上也有差別。??1.方式０??方式0為１3位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式，HYPERLIＮK"ｈｔtp：／/xb．gxsdxy。ｃn/jｉｓuａnji／jpｋc/jxnr/chａｐｔｅｒ３／fｌasｈ／tu3５%２0。swf"\t"＿ｂｌank"方式0的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3。5所示。

方式0由TL0／ＴLl的低5位和ＴＨ0/TＨl的8位組成。當(dāng)TＬ0／TＬl的低5位產(chǎn)生溢出進(jìn)位時(shí)向TH０/THｌ進(jìn)位，ＴH０/TＨl計(jì)數(shù)溢出時(shí)置溢出中斷懇求標(biāo)志位TF0/TＦl為１,向CＰU懇求中斷。

由圖３.５可知,在方式0的Ｔ0/Tl計(jì)數(shù)脈沖掌握電路中，有一個(gè)方式電子開關(guān)和允許計(jì)數(shù)掌握電子開關(guān)。當(dāng)C／Ｔ位為０時(shí),方式電子開關(guān)與上面接通,以時(shí)鐘頻率的l２分頻信號(hào)作為T0／Tｌ的計(jì)數(shù)信號(hào);當(dāng)C／Ｔ位為l時(shí)，方式電子開關(guān)與下面接通，此時(shí)以ＴＯ(Ｐ3．4)/Tｌ（P３.５）引腳上的輸入脈沖作為T０/Ｔl的計(jì)數(shù)脈沖.當(dāng)GＡTE位為0時(shí),由TＲ0／ＴRl掌握定時(shí)器工作,當(dāng)GATE位為ｌ時(shí)，定時(shí)器不僅受TR0/TRl的掌握,而且還受IＮT０/ＩNＴ1引腳上的電平掌握。T0／Tｌ以方式0工作時(shí)定時(shí)／計(jì)數(shù)初值的計(jì)算方法如下：?當(dāng)T0/Tl以方式０定時(shí)時(shí)，假設(shè)時(shí)鐘頻率以fosc表示,定時(shí)初值以a表示,定時(shí)時(shí)間以t表示，那么三者關(guān)系為：

１２?ｔ＝---－-——－-－(2１3—a)??fosc

若給定定時(shí)時(shí)間的要求，定時(shí)初值ａ的大小為：?

12×213-t×fosｃ?a=--——-—-—－——-－—-－－-－--—－-?１2?比如fｏsc=12ＭHz,T0的定時(shí)時(shí)間t=5ｍs，則定時(shí)初值a為:?12×２13—５×1０－3×1２×１０6

a=－--—-－———-－－—-－-－－-－—－—－—=８1９2-５0０0=3192=110００１1１10０0Ｂ?12?因此，ＴL０的初值為l８H，TH０的初值為6３H,對T０的初始化的子程序?yàn)椋?INＴT0：ＭOＶTH0，＃６3H?ＭOVTＬ０.＃１８H

ＳＥTBＥA?SＥTＢET0?SＥTBＴRO?當(dāng)T0/Tl以方式0計(jì)數(shù)時(shí)，假設(shè)系統(tǒng)所需計(jì)取脈沖的個(gè)數(shù)以x表示，計(jì)數(shù)初值以a表示,則二者的關(guān)系為：?a＝2１3－x

?2.方式１??方式l為16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式，HＹPERLINK”htｔｐ：／/ｘ/jisｕａnji/ｊpkc/jxnr／chａpter3/ｆｌａｓh/tu３６。ｓｗf"＼t”_blanｋ＂方式1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖３.6所示.?方式l由TＬ０／TLl的8位和TH0/TＨl的8位組成.當(dāng)TL0/ＴLl的8位產(chǎn)生溢出進(jìn)位時(shí)向ＴＨ0／ＴHｌ進(jìn)位,TＨ0／TＨl計(jì)數(shù)溢出時(shí)置溢出中斷懇求標(biāo)志位TＦ0／ＴFｌ為1，向CPU懇求中斷。圖3．6方式ｌ的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

由圖３.6可知,方式1的T０/Tｌ計(jì)數(shù)脈沖掌握電路與它們方式0的情況相像，僅僅是計(jì)數(shù)器的位數(shù)不同而已。

Ｔ0/Ｔl以方式1工作時(shí),定時(shí)/計(jì)數(shù)初值的計(jì)算方法如下：

當(dāng)Ｔ0/Tl以方式1定時(shí)時(shí),假設(shè)時(shí)鐘頻率以/?！薇硎?定時(shí)初值以.表示,定時(shí)時(shí)間以ｔ表示，那么三者關(guān)系為：??

1２?t=-——－－-—－—－(2１6—a）

foｓｃ??若給定定時(shí)時(shí)間的要求,定時(shí)初值a的大小為:?１2×2１6-t×fosc?a=－－—--—-—－-—－—－－-－－-－-——－?12

?比如ｆosc＝1２MHｚ，Tl的定時(shí)時(shí)間t=2０mｓ，則定時(shí)初值a為:

12×216－20×10—3×1２×1０6

a=－--—-－—－—-－－-－－-----——-－—=６５536－20000＝４５５３6=Ｂ1Ｅ0H?1２??因此TＬｌ的初值為0ＥＯＨ，ＴＨｌ的初值為０B1H,對Ｔl的初始化的子程序?yàn)椋?IＮＴTl:MOVＴHl，＃０Ｂ１H?ＭOVTLl,#０EOＨ

SETBＥA

SETＢETl

SEＴBＴＲl?當(dāng)T0/Tl以方式1計(jì)數(shù)時(shí),假設(shè)系統(tǒng)所需計(jì)取脈沖的個(gè)數(shù)以戈表示,計(jì)數(shù)初值以x表?示，則二者的關(guān)系為：?a＝2１6—ｘ?

3．方式2?

方式2為自動(dòng)恢復(fù)計(jì)數(shù)初值的8位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器工作方式.Ｔ0/Tl工作于方式０或方式１時(shí)，若需要重復(fù)計(jì)數(shù)，就需要用戶用指令重新填充初值；而方式2在計(jì)數(shù)器溢出時(shí)會(huì)自動(dòng)地裝入新的計(jì)數(shù)初值,開頭新一輪的計(jì)數(shù)。由于方式0或方式1是通過指令裝入計(jì)數(shù)初值的，而執(zhí)行指令需要時(shí)問，因此，在方式2的定時(shí)時(shí)間比較精準(zhǔn)。HYPEＲLＩNK”ｈｔｔp：//ｘｂ.gxsdxy．cn/jiｓuaｎji／ｊpｋc/jxnr／chaptｅr3/fｌash/tu３7％２0。sｗｆ＂\t＂_bｌank"方式２的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。

?

圖3。７方式2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

在方式2時(shí),TL０/TLl作為8位計(jì)數(shù)器,ＴＨ0／THl為自動(dòng)恢復(fù)初值的8位計(jì)數(shù)器.當(dāng)TＬ0/TLl計(jì)數(shù)發(fā)生溢出時(shí)，一方面置溢出中斷懇求標(biāo)志TＦ０／ＴＦl為1，向ＣＰU懇求中斷，同時(shí)又將T０／THｌ的內(nèi)容送入TL0/TLｌ，使T０／Tｌ從初值開頭重新加l計(jì)數(shù)。因此T0/Ｔl工作于方式2時(shí)，定時(shí)精度高,但定時(shí)時(shí)間范圍小。

由圖３.７可知，方式2的TＯ/Ｔ1計(jì)數(shù)掌握與方式０和方式1完全相同,不同之處在于當(dāng)CPU響應(yīng)T０/Tl的溢出中斷后會(huì)自動(dòng)將TH０/THl的內(nèi)容填充到ＴL0／TLl.?T０/Tl以方式2工作時(shí),定時(shí)/計(jì)數(shù)初值的計(jì)算方法如下：

當(dāng)T0/Tｌ以方式２定時(shí)時(shí),假設(shè)時(shí)鐘頻率以fosc表示，定時(shí)初值以a表示，那么三者關(guān)系為：

１2?t=--－－－——--—（2８－ａ）

fosc

若給定定時(shí)時(shí)間的要求,定時(shí)初值a的大小為：?１2×28-ｔ×ｆosc?a=—-－—－-－－—－-－－－--——-－—－－—?１2

?比如fｏsc＝１２MＨz，Tｌ的定時(shí)時(shí)間ｔ＝２0０×μｓ,則定時(shí)初值a為：?12×28－２０×1０—３×12×106

a=—－-－—---－－-——－——－—----——-=25６－200=56?１２??因此，TＬ０的初值為５6，TH0的初值為56,對T0的初始化的子程序?yàn)椋?

INTＴ０:ＭＯVTH０，#5６?MＯＶTＬ0，＃５６

ＳETBＥA

ＳEＴBET0?SＥTＢTR0

當(dāng)T0/Ｔｌ以方式0計(jì)數(shù)時(shí)，假設(shè)系統(tǒng)所需計(jì)取脈沖的個(gè)數(shù)以菇表示,計(jì)數(shù)初值以。表示,則二者的關(guān)系為:??a=２8—ｘ??４.方式3

方式3為兩個(gè)８位定時(shí)器肘數(shù)器工作方式，它只適用于定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T０,若將Tｌ設(shè)置為方式3,則Tl將停止計(jì)數(shù).ＨYＰERLＩＮＫ＂hｔtｐ：／／xｂ.ｇxsdxy。cｎ／jisuaｎji/ｊpkｃ／jxnr/chapteｒ3／ｆｌash/tu38％20％20。swf"＼t”_blａｎk"方式3內(nèi)部規(guī)律結(jié)構(gòu)如圖3。8所示。由圖3．8可知,方式3是將T0拆分為兩個(gè)８位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器。其中8位計(jì)數(shù)器TL0，使用原來Ｔ0的掌握位（C/Ｔ、GATE、ＴR０、IＮT０)形成一個(gè)８位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,它既可以定時(shí)（對時(shí)鐘頻率的ｌ2分頻信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)），也可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)；而8位計(jì)數(shù)器TＨ0,占用原來Tl的掌握位（ＴRｌ、ＴFl），它只能對內(nèi)部計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),其運(yùn)行僅受TRｌ位的掌握，而與外部引腳INTl的電平狀態(tài)無關(guān)。?定時(shí)器／計(jì)數(shù)器T0工作于方式３時(shí),定時(shí)器／計(jì)數(shù)器Tｌ仍可設(shè)置為方式0、方式1、方式２.但由于TRl、TＦl已被定時(shí)器TH0占用，此時(shí)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器僅由掌握位C/T設(shè)置其定時(shí)或計(jì)數(shù)方式,當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)滿發(fā)生溢出時(shí),只能將輸出送往串行口。在這種情況下,Tｌ一般用做串行口波特率發(fā)生器，或不需要中斷的場合.?方式3的兩個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)或計(jì)數(shù)初值的計(jì)算方法與方式２完全相同,不再重復(fù)。?

3．3。3定時(shí)器/計(jì)數(shù)器應(yīng)用舉例??MCＳ—５1系列單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器均是可編程的,在利用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器進(jìn)行定時(shí)或計(jì)數(shù)之前，必必要通過軟件對它們進(jìn)行初始化。初始化包括的內(nèi)容如下：?·依據(jù)實(shí)際需要確定工作方式,對方式寄存器TMＯＤ初始化。即依據(jù)實(shí)際的需要選擇工作方式，形成相應(yīng)的方式掌握字，在程序中將方式掌握字填充給TMOD.?·依據(jù)實(shí)際定時(shí)／計(jì)數(shù)的需要確定初值，進(jìn)行定時(shí)/計(jì)數(shù)初值的填充。

·依據(jù)需要開放相應(yīng)的中斷，即對中斷允許掌握寄存器ＩE進(jìn)行初始化.?·啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作,即依據(jù)需要對ＴCOＮ進(jìn)行初始化.?

例3。1利用Ｔ0產(chǎn)生lms的定時(shí),使Pｌ。0引腳輸入一個(gè)周期為2ｍs，占空比為1：1的方波信號(hào)（假定時(shí)鐘頻率f?！?12ＭHz）.??解：分析要形成周期為2mｓ的方波信號(hào),只要利用T0產(chǎn)生定時(shí),每隔1ｍs將Ｐｌ.0引腳狀態(tài)取反即可。

(１)確定工作方式：T0要實(shí)現(xiàn)lｍs的定時(shí)，方式０和方式1均可,在此選擇方式0；而在此例中沒有對Tｌ提出任何要求，所以TMＯD的高4位任意。因此方式掌握字為:0０００0０00Ｂ＝0０H.

(２）確定定時(shí)初值:?

圖３。9例3．1的掌握程序流程圖

例3．2采納定時(shí)器掌握Ｐｌ．0引腳輸出一個(gè)周期為2分鐘，占空比為1：１的方波信號(hào)(時(shí)鐘頻率為12MＨｚ)。?解：要形成周期為2分鐘的方波信號(hào),只要每隔l分鐘將Pl．０引腳的狀態(tài)取反即可。而T0/Ｔl無論是采納方式0、方式1或方式2，都不行能直接實(shí)現(xiàn)1分鐘的定時(shí)時(shí)間。對于這種長時(shí)間的定時(shí)，一般可以采納兩種方法:一種方法是采納定時(shí)器定時(shí)加軟件計(jì)數(shù)方法來實(shí)現(xiàn)長定時(shí)，這種方法省硬件資源。另一種方法是將兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器合用實(shí)現(xiàn)長定時(shí)方法,這種方法占用兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,其中一個(gè)作為定時(shí)器,另一個(gè)作為計(jì)數(shù)器，所以硬件資源占用多，而且要進(jìn)行外部連線。

下面采納定時(shí)器定時(shí)加軟件計(jì)數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)長定時(shí)功能.?假設(shè)用Tl定時(shí)50ms，軟件計(jì)數(shù)1２０0次，實(shí)現(xiàn)l分鐘定時(shí).為此用２０H單元作50ｍs計(jì)數(shù)單元,計(jì)滿20次為ls;２1Ｈ單元為秒計(jì)數(shù)單元,計(jì)滿6０次為l分鐘。?（1）方式掌握字：要實(shí)現(xiàn)50ms的定時(shí)只有Ｔl工作于方式1,所以方式掌握字為：00０1０000Ｂ=１0Ｈ.?（2)定時(shí)初值t??；圖3。１０例３。2的掌握程序流程圖

（3)程序流程圖如圖3.10所示,程序清單如下：??ORG００00H?LＪMPMAIN?ＯRG00１BH?LＪMＰINTTｌ?MAIN：MOVＳP,＃7０Ｈ;設(shè)置堆棧區(qū)?MＯVＴＭOD，＃10H；送方式掌握字?MＯVTＨl，#3CH;送定時(shí)初值?MOVTLl，＃０８０H?SETＢＥＡ開放Tl中斷?SETＢETｌ?ＥTBＴRl啟動(dòng)Tｌ開頭定時(shí)

ＭOV20H，＃20;秒單元賦初值

ＭＯV21Ｈ,＃60;分單元賦初值

ＳＪMP$；等待??INTTｌ：MOＶTＨｌ，＃3CＨ;重裝初值?MOＶTLl．＃０BＯＨ?DJＮZ２0H,N０；ｌs未到，轉(zhuǎn)NO?ＭOＶ20H，＃２0?DJNZ２１H，Ｎ0；１分鐘未到，轉(zhuǎn)ＮO?MOＶ21H，＃6０

CPLＰｌ．0?Ｎ0：REＴI?ＥNＤ?在上述兩個(gè)例子中，中斷服務(wù)程序都要進(jìn)行計(jì)數(shù)器初值重裝等操作.這樣在定時(shí)器溢動(dòng)身出中斷懇求到重裝完初值并在此基礎(chǔ)上重新開頭計(jì)數(shù)定時(shí)，總有肯定的時(shí)間間隔，造成定時(shí)時(shí)間多增加了若干微秒的時(shí)間。如果采納工作方式2,可避開重裝初值所造成的誤差，使定時(shí)器定時(shí)比較精確，但方式2的計(jì)數(shù)長度只有8位，定時(shí)時(shí)間較短.

前面兩個(gè)例子是定時(shí)器方式的應(yīng)用,比較起來，方式0沒有可取之處，如果要求定時(shí)時(shí)間長時(shí)，直接就使用方式l，而不會(huì)去考慮使用方式０。通過兩個(gè)例子,基本掌握了定時(shí)中斷該如何應(yīng)用，實(shí)際上定時(shí)器肼數(shù)器的中斷懇求標(biāo)志也可以供查詢使用，請看例3。３。?例3。3將Ｔ0對外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),每計(jì)滿100次后從Ｐｌ．0輸出寬度為1ms的高電平，如此循環(huán)下去(時(shí)鐘頻率為6MＨz）。?解：上述問題是T０交替工作于計(jì)數(shù)器方式和定時(shí)器方式，先計(jì)數(shù),計(jì)滿