单片机的定时与中断系统

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1、3.1定时器/计数器3.1.1单片机定时器/计数器的结构1.定时器/计数器的组成结构MCS-51单片机内部有两个定时器/计数器(TO和T1)。它们都是16位的加法计数器，可用于定时控制和对外部事件的计数。当用于定时操作时，实际上就是通过计数器对单片机内部时钟电路产生的固定周期脉冲信号进行加法计数；当用于计数操作时，实际上就是对外部事件产生的脉冲信号进行加法计数。可见，不管是定时操作还是计数操作，都要由16位加法计数器完成。如果计数器事先设置的初始状态不同，那么从开始计数到计满溢出为止所用的时间也就不同。因此，使用TO

2、或T1时要为其设置初始值，可通过软件完成。定时器/计数器TO由两个8位的特殊功能寄存器(TH0禾口TL0)组成，T1由TH1和TL1组成。定时、计数功能是通过两个特殊功能寄存器(TMOD和TCON)控制的。如果定时器/计数器TO和T1相当于两台电视机，那么特殊功能寄存器TMOD、TCON就相当于电视机上的控制按钮。因此，掌握TMOD、TCON的功能是用好TO、T1的关键。图3.1MCS-51定时器/计数器逻辑结构图2.定时器/计数器的方式寄存器和控制寄存器1)定时器/计数器的方式寄存器定时器/计数器的方式寄存器(TM

3、OD)用于控制TO和T1的操作方式，其字节地址为89H,是一个8位的特殊功能寄存器。使用时分为高4位和低4位两部分，其中高4位控制T1,低4位控制TO。各位的含义如图3.2所示。图3.2TMOD的各位含义(1)GATE：门控位。用于控制TO或T1的启动。当GATE=0时，计数器的启动不受外部引脚信号INTO或INT1控制，只受特殊功能寄存器TCON中的启动位TRO或TR1控制；当GATE=1时，计数器的启动不仅受TR0或TR1控制，还要受外部引脚信号INTO或INT1控制。⑵C/T：定时器或计数器功能选择位。当C/T

4、=l时，作为计数器实现对外部脉冲计数：当C/T=0时，作为定时器实现定时控制。(3)Ml和M0：工作方式选择位。定时器/计数器有4种工作方式，可通过Ml、M0的二进制组合取值选择不同的工作方式。对应关系见表3-1。表3T定时器工作方式的选择M1MO工作方式说明0()方式()T()或T1是13位定时器/计数器01方式1T0或T1是16位定时器/计数器10方式2是常数自动重装的8位定时器/计数器1I方式3被拆为两个8位定时器/计数器，仅适用于T02)定时器/计数器的控制寄存器定时器/计数器的控制寄存器(TCON)用于控制

5、定时器/计数器TO或T1的运行，是一个8位的特殊功能寄存器，其字节地址为88H。低4位与中断有关，这里只介绍高4位。高4位中的高两位控制T1,低两位控制T0。(1)TF1：定时器/计数器T1的溢岀标志位。当T1计满溢出时，系统自动将此位置1,并向CPU发出中断申请。当CPU响应中断时，由硬件自动将该位清0。⑵TR1：定时器/计数器T1的运行控制位。用于控制T1的启动和停止.当TMOD的门控位GATE=0时，仅通过TR1置1就可以启动T1计数；当门控位GATE=1时，需要TR1置1并且INT1为高电平，只有这两个信号同

6、时存在才能启动T1计数°⑶TFO：定时器/计数器TO的溢出标志位。其功能与T1相同。⑷TR0：定时器/计数器TO的运行控制位。其功能与T1相同。1.1.2定时器/计数器的工作方式通过对TMOD的学习可知，Ml、M0的不同取值可以决定定时器/计数器的工作方式。TO具有方式0、方式1、方式2和方式3四种工作方式；T1具有方式0、方式1和方式2三种工作方式。下面对各种工作方式进行说明。1.方式0当M1MO=()()时，定时器/计数器工作在方式0下。方式0下的定时器/计数器是13位定时器/计数器。以TO为例，TH0和TLO本

7、身都是8位寄存器，但当工作在方式()下时，TLO只用低5位，高3位未用。其逻辑结构如图3.4所示。在图中，TL0的低5位计满溢出时，将向TH0进位，当TH0计满溢出时，则将向TCON的TFO位进位，将该中断溢出标志位置I。从图3.4可以看出，T0是作为定时器还是作为计数器由C/T决定。当C/T=O时，多路开关与分频器相连，T0对振荡器12分频后的信号进行加法计数，即对机器周期进行计数。计一个脉冲需要一个机器周期，则其定时时间为：定时时间=(213-T0初值)x机器周期当C/T=l时，多路开关与T0引脚相连，对来自T0

8、引脚的外部脉冲信号进行加法计数。门控位GATE=0时，或门输出A点恒为1,INTO无效，此时与门输出B点只受TR0控制。即TRO=1时，控制开关闭合，启动计数器；TR0=0时，控制开关断开，计数器停止计数。门控位GATE=1时，或门输出A点是1还是0取决于INTO的值。当INTO=1且TRO=1时，与门输出B点才为1,控制开关闭合，启动计数器计