Vmt6 单片机内部资源及编程.ppt

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1、第6章 单片机内部资源及编程,课件制作：高惠芳,中断是一项重要的计算机技术，这一技术在我们的日常生活中也同样存在，请看例子：任务1：学习 任务2：接电话 如果你是学生,那学习肯定是重点,也就把它当作是（主任务），而接电话呢是（次要任务）。如果你用中断的话,也就是允许中断的话,等到电话响,再去接电话也不迟,可是如果你不用中断的话,要接电话怎么办呢,就是一整天一直守侯在电话旁边,一直在看有没有电话来,这样其实你浪费了大部分不必要的时间,而如果用中断的话,释放出了大部分的时间来学习,就不用守在电话边上了.,6.1.1 中断概述,6.1 中断系统,任务分解 你在看书电话铃响了你在书上做了个记号，走到电

2、话旁你拿起电话和对方通话 通话结束，挂上电话，回到书桌旁从做记号的地方继续读书。,你在看书（任务1）电话铃（中断源）响了（中断请求）你听见铃声(中断控制)在书上做了个记号（断点保护），走到电话旁（中断响应）你拿起电话和对方通话（任务2）通话结束，挂上电话，回到书桌旁（中断返回）从作记号的地方继续读书（恢复断点，继续执行主程序）。,中断：CPU在运行程序过程中会出现数据输入、数据输出或 特殊情况处理等其它的事情，CPU只能采用停下正在 进行的任务去处理另一个任务，这种方法称为中断。,中断技术实质上就是一种资源共享技术，使多项任务共享CPU,单片机的中断服务流程,中断技术的实际应用：,实现CPU与

3、外部设备的速度配合。,实现实时控制。所谓实时控制，就是被控对象可以随时 向CPU发出请求，要求及时处理，以确保对象保持在最 佳状态。,实现故障的及时处理。借助中断技术可以对单片机系统 运行中的某些故障（如断电故障、运算出错等）及时发 现，并迅速处理。,实现人机对话。单片机系统运行中需要通过键盘、按钮 等来进行人工干预。,6.1.2 中断源,中断源：向CPU发出中断请求的来源,3类5个中断源：,1、外部中断源,外部中断是由外部信号引起的,2个中断源,外部中断“0”：中断信号由引脚 引入,外部中断“1”：中断信号由引脚 引入,外部中断请求有两种信号方式,电平方式,脉冲方式,电平方式的中断请求：低电

4、平有效，单片机在中断请求引入端 或 上采样到有效的低电平时，就激活外部中断,脉冲方式的中断请求：脉冲的后沿负跳有效，CPU在两个相邻机器周期对中断请求引入端进行的采样中，如前一次为高电平，后一次为低电平，即为有效中断请求,2、定时/计数器中断源,定时/计数器中断：为满足定时或计数的需要而设置的,两个定时中断,定时器/计数器0中断,定时器/计数器1中断,当计数结构发生计数溢出时，以计数溢出信号作为中断请求，去置位一个溢出标志位，作为单片机接受中断请求的标志,3、串行口中断源,是为串行数据传送的需要而设置的,当串行口接收或发送完一组串行数据时，就产生一个中断请求,表6.1 中断源及其入口地址,中断

5、服务程序的首地址（入口地址）称为中断向量,6.1.3 中断控制,4个控制寄存器,定时器控制寄存器TCON,中断允许控制寄存器IE,中断优先控制寄存器IP,串行口控制寄存器SCON,中断控制：提供给用户使用的中断控制手段,1.定时器控制寄存器（TCON）,用于保存外部中断请求标志位、定时器的计数溢出标志位和外部中断触发方式的选择,寄存器地址88H,位地址8FH-88H,外中断请求标志位,当采样到外部中断时，由硬件置1，中断响应后由硬件自动清0,外中断请求触发方式控制位,1 脉冲触发方式,后沿负跳有效,0 电平触发方式,低电平有效,由软件置1或清0,计数溢出标志位,计数溢出时，相应的标志位由硬件置

6、“1”当转向中断服务程序时，由硬件自动清“0”,2.串行口控制寄存器（SCON）,寄存器地址98H，位地址9FH-98H,与中断有关的控制位共2位,TI串行口发送中断请求标志位,当发送完一帧串行数据后，由硬件置“1”在转向中断服务程序后，用软件清“0”,RI串行口接收中断请求标志位,当接收完一帧串行数据后，由硬件置“1”在转向中断服务程序后，用软件清“0”,串行中断请求由TI和RI的逻辑或得到，无论是发送标志还是接收标志，都会产生串行中断请求,3.中断允许控制寄存器（IE）,寄存器地址0A8H，位地址0AFH-0A8H,EA中断允许总控制位,EA=,0 中断总禁止，禁止所有中断,中断总允许，总

7、允许后中断的禁止或允许由 各中断源的中断允许控制位设置,其中与中断有关的控制位共6位：EA：中断允许总控制位 EA=0，中断总禁止，禁止所有中断；EA=1，中断总允许，总允许后各个中断源的允许与禁止，还取决于各个中断允许位的状态。EX0和EX1：外部中断允许控制位 EX0（或EX1）=0，禁止外部中断（或）；EX0（或EX1）=1，允许外部中断（或）。ET0和ET1：定时器中断允许控制位 ET0（或ET1）=0，禁止定时器0（或定时器1）中断；ET0（或ET1）=1，允许定时器0（或定时器1）中断。ES：串行中断允许控制位 ES=0，禁止串行（TI或RI）中断；ES=1，允许串行（TI或RI）

8、中断,4.中断优先级控制寄存器（IP）,寄存器地址0B8H，位地址0BFH-0B8H,其中与中断有关的共5位：PX0：外部中断0（）优先级设定位；PT0：定时器0（T0）优先级设定位；PX1：外部中断1（）优先级设定位；PT1：定时器1（T1）优先级设定位；PS：串行中断优先级设定位。,对IP的各个对应位置1或清0决定，设定为0时为低优先级，设定为1时为高优先级。,两级优先级，具有中断服务嵌套的功能，,其中断优先级的控制原则是：,（1）低优先级中断请求不能打断高优先级的中断服务；但高优先级中断请求可以打断低优先级的中断服 务，从而实现中断嵌套,（2）如果一个中断请求已被响应，则同级的其它中断服

9、务 将被禁止。即同级不能嵌套。,（3）如果同级的多个中断请求同时出现，则按CPU查询次 序确定哪个中断请求被响应。,外部中断0,定时中断0,外部中断1,定时中断1,串行中断,除了中断优先级控制寄存器外，还有2个不可寻址的优先级状态触发器。,一个用于指示某一高优先级中断正在进行服务，从而屏蔽其它高优先级中断；,另一个用于指示某一低优先级中断正在进行服务，从而屏蔽其它低优先级中断，但不能屏蔽高优先级的中断。,RETI指令除了使程序返回到断点之外，还使“优先级生效触发器”复位。,如要开放外部中断0,使用字节操作指令为：MOV IE，#81H,使用位操作指令为：SETB EA SETB EX0,1 0

10、 0 0 0 0 0 1,6.1.4 中断响应过程,1.中断采样,只有外部中断中断请求才有采样问题,采样是对芯片引脚 和 在每个机器周期的S5P2进行的，根据采样结果来设置TCON寄存器中IE0和IE1的状态,中断响应过程：从中断请求发生到中断被响应，再转向执行中断服务程序去完成中断所要求的操作。,对于电平方式的外部中断请求:,若采样为高电平，无中断，IE0=0，IE1=0,若采样为低电平，有中断，IE0=1，IE1=1,对脉冲方式的外中断:,若在两个相邻机器周期采样到先高电平后低电平，则有中断，IE0=1，或IE1=1否则 IE0=0，或IE1=0,2.中断标志位的查询,单片机把所有中断的中

11、断请求标志位都汇集到TCON和SCON寄存器中。,因为中断的发生是随机的，无法事先预知，所以必须主动检测，这一过程称为中断查询。,中断查询：,由CPU测试TCON和SCON中各标志位的状态，以确定有没有中断请求发生以及是哪一个中断请求,单片机在每一个机器周期的最后一个状态（S6）按优先级顺序对中断请求标志位进行查询，即先查询高级中断后再查询低级中断，同级中断按,外部中断0,定时中断0,外部中断1,定时中断1,串行中断,的顺序查询，如果查询到标志位为“1”，表明有中断请求发生，接着就从相邻的下一个机器周期的S1状态开始进行中断响应,3.中断响应,中断响应是对中断源提出的中断请求的接受,中断响应的

12、主要内容：由硬件自动生成一条长调用指令LCALL addr16 Addr16是程序存储器中断区中相应中断的入口地址,0003H-000AH 外部中断0中断地址区,000BH-0012H 定时器/计数器0中断地址区,0013H-001AH 外部中断1中断地址区,001BH-0022H 定时器/计数器1中断地址区,0023H-002AH 串行中断地址区,例如对于外部中断0的响应，产生的长调用指令为：LCALL 0003H,CPU执行LCALL指令,将PC的内容压入堆栈以保护断点,将中断入口地址装入PC，使程序转向相应的中断区 入口地址,各中断区只有8个单元，通常在各中断区入口地址处 放置一条无条件

13、转移指令，使程序执行转向在其它 地址存放的中断服务程序,中断响应是有条件的，当存在下列情况之一时，中断响应被封锁：,CPU正处在为一个同级或高级的中断服务中。因为当一个 一个中断被响应时，要把对应的优先级触发器置位，封 锁了低级和同级的中断。,查询中断请求的机器周期不是当前指令的最后一个机器周 期。此限制的目的在于使当前指令执行完毕后，才能进行 中断响应，以确保当前指令的完整执行。,当前指令是返回指令（RET,RETI）或访问IE、IP的指令。因为MCS-51系统规定：在执行完这些指令之后，还应再 继续执行一条，然后才能响应中断。,中断查询的结果不作记忆,4.中断响应时间,中断响应时间：从外部

14、中断请求有效（标志位置“1”）到转向中断区入口地址所需的机器周期数,单片机的最短响应时间为3个机器周期,中断请求标志位查询占一个机器周期，而这个机器周期又恰好是指令的最后一个机器周期，这个机器周期后，中断即被响应，产生LCALL指令。执行这条长调用指令需2个机器周期。共计3个机器周期。,单片机的最长响应时间为8个机器周期,中断标志查询时，刚好是开始执行RET、RETI或访问IE、IP的指令，则需把当前指令执行完再继续执行一条后，才能进行中断响应。,执行RET、RETI或访问IE、IP的指令最长需2个机器周期，如果接着再执行的指令恰好是MUL或DIV指令，则又需4个机器周期。再加上执行长调用指令

15、LCALL所需的2个机器周期，从而形成了8个机器周期的最长响应时间。,一般的中断响应时间都是在大于3个机器周期而小于8个机器周期的两种极端情况之间。,如果出现有同级或高级中断正在响应或服务中需等待的时候，则响应时间无法计算,一般无需考虑中断响应时间，只有在精确定时的应用场合，才需要考虑中断响应时间,6.1.5 中断请求的撤除,中断响应后，TCON或SCON中的中断请求标志应及时撤除（中断请求标志位清0），否则就意味着中断请求仍然存在，形成中断的重复响应。,1.定时器/计数器溢出中断的撤除,定时器/计数器的溢出中断响应后，硬件自动把标志位TF0（或TF1）清0。,2.外部中断请求的撤除,外部中断

16、的撤除包括两项内容：中断标志位的清0和外中断请求信号的撤除。,（1）脉冲方式外部中断请求的撤除,外部中断请求标志位IE0（或IE1）的清0同样是在中断响应后由硬件电路自动完成的；而外中断请求信号由于是脉冲信号，中断后也就自动撤除了。,（2）电平方式外部中断请求的撤除,外部中断请求标志位IE0（或IE1）的清0也是在中断响应后由硬件电路自动完成的；,但外部中断请求信号的低电平可能继续存在，需要在中断响应后把中断请求输入端从低电平强制改成高电平,SETB P1.0;P1.0=1CLR P1.0;P1.0=0,3.串行中断的撤除,串行中断标志位TI和RI在中断响应后，片内硬件不能自动清除。因为这两个

17、中断标志位对应同一个中断入口地址（0023H），中断响应后还须查询这两个标志位的状态，以判定是接收中断，还是发送中断，然后方可撤除。因此，串行中断请求的撤除应使用软件的方法，在中断服务程序中将其清0。,6.1.6 中断程序设计,单片机中断系统的控制和管理：由用户对与中断有关的特殊功能寄存器TCON、SCON、IE和IP进行编程实现。,中断系统的初始化：,对这几个寄存器的有关位进行预置,CPU开中断或关中断；某中断源中断请求的允许或禁止；设定所用中断的中断优先级；若为外部中断，则应规定是电平中断触发方式还是脉冲中断触发方式。,例6.1 试写出 为低电平触发的中断系统初始化程序。,解：（1）采样位

18、操作指令 SETB EA；CPU开中断 SETB EX1；开中断 SETB PX1；令为高优先级 CLR IT1；令为电平触发方式（2）采样字节操作指令 MOV IE,#84H；CPU开中断和开中断 ORL IP,#04H；令为高优先级 ANL TCON,#0FBH；令为电平触发方式,外部中断0中断初始化的内容：,ORG 0000H AJMP MAIN；系统复位后转向主程序 ORG 0003H AJMP EXINT0；转向外部中断0服务程序MAIN:MOV TCON,#01H；脉冲触发方式 MOV IE,#81H；中断开放，外中断0允许 MOV IP,#01H；外中断0为高优先级，其余 为低优

19、先级 MOV SP,#03H；设置堆栈 EXINT0:；外部中断0服务程序,与中断有关的控制寄存器：可以使用寄存器名称，也可以使用寄存器地址,对控制寄存器的设定还可以使用位操作指令,如：设置外中断0为高优先级，其余为低优先级 的位操作指令为：,MOV IP,#00H；清中断优先级寄存器SETB PX0；外中断0为高优先级中断,主程序空闲，等待中断请求时，可设置THERE:SJMP THERE,1.汇编语言中断程序设计,中断系统的设计过程,中断初始化，在主程序中完成；子程序调用；在中断入口地址处安排一条跳转指令，跳转至中断服务 子程序入口；中断服务子程序开始保护现场，保护与主程序或其它中断 系统

20、共享的资源，如A，PSW，DPTR，Rn等，如果没有 共享资源，可以不必保护；编制中断服务子程序功能主体；恢复现场；中断返回。,例6.2 在图6.6中，P1.0P1.3接有4个开关，P1.4P1.7接有4个发 光二极管，消抖电路用于产生中断请求信号，当消抖电路 的开关来回拨动一次将产生一个下跳变信号，向CPU申请 中断，要求：初时发光二极管全黑，每中断一次，P1.0 P1.3所接的开关状态反映到发光二极管上，且要求开关合 上时对应发光二极管亮。,解：编程如下：ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H；外部中断0入口 AJMP SER_INT0；转中断服务程序 ORG 0100

21、H；主程序 MAIN:MOV P1,#0FH；熄灭发光二极管且对开关输入端先输出1 SETB IT0；脉冲触发方式 SETB EX0；允许中断 SETB EA；总中断允许 AJMP$；等待中断 SER_INT0:MOV P1,#0FH；熄灭发光二极管且对开关输入端先输出1 MOV A,P1；输入开关状态 CPL A；状态取反 ANL A,#0FH；屏蔽A的高半字节 SWAP A；A高低半字节交换 MOV P1,A；开关状态输出 RETI；中断返回,2.C语言中断程序设计,中断服务函数的一般形式为：函数类型 函数名（形式参数表）interrupt n using m,n通常取以下值：0：外部中断

22、01：定时器/计数器0溢出中断2：外部中断13：定时器/计数器1溢出中断4：串行口发送与接收中断,using m：选择函数使用的工作寄存器组，m的取值范围为03。,例6.3 用C语言对例6.2的任务进行编程。,解：编程如下：#includevoid int0()interrupt 0/*中断函数*/P1=0 x0f;/*熄灭发光二极管且对开关输入端先输出1*/P1=4;/*读入开关状态，并左移四位，使开关反映在发光二极管上*/P1;/*对P1口内容取反*/main()/*主函数 EA=1;/*开中断总开关*/EX0=1;/*允许中断*/IT0=1;/*负跳沿产生中断*/while(1)；/*等

23、待中断*/,6.1.7 外部中断源的扩展,1.利用定时器扩展外部中断源,置定时器/计数器为工作方式2，即自动装载式8位计数，以便在一次中断响应后，自动为下一次中断请求作好准备；高8位和低8位计数器（TH和TL）初值均预置为0FFH；将扩展的外部中断请求信号接计数输入端T0或T1；把扩展的外部中断服务程序按所用的定时器/计数器中断入 口地址存放。,2.利用硬件申请软件查询的方式扩展外部中断源,利用单片机的外部中断输入端（或），使用集电极开路门（OC门）“线或”的关系连接多个外部中断，同时利用输入端口线作为各中断源的识别线。,用OC门“线或”实现,中断源查询流程图,ORG 0003H LJMP S

24、ER_INT0SER_INT0:PUSH PSW；现场保护 PUSH A JB P1.0,ZHD1；转向中断服务程序1 JB P1.1,ZHD2；转向中断服务程序2 JB P1.2,ZHD3；转向中断服务程序3 JB P1.3,ZHD4；转向中断服务程序4EXIT:POP A；现场恢复 POP PSW RETIZHD1:；中断服务程序1 AJMP EXITZHD2:；中断服务程序2 AJMP EXITZHD3:；中断服务程序3 AJMP EXITZHD4:；中断服务程序4 AJMP EXIT,使用编码器芯片74LS148,可以实现8路中断,6.2 定时器/计数器,2个可编程的16位定时器/计数

25、器：,定时器/计数器0：,定时器/计数器1：,由TH0（地址8CH）和TL0（地址8AH）2个8位计数器组成,由TH1（地址8DH）和TL1（地址8BH）2个8位计数器组成,6.2.1 定时/计数器的结构及工作原理,1.定时/计数器的结构,2.定时/计数器的工作原理,定时器/计数器即可作为定时器使用，也可作为计数器使用，作定时器使用时计数脉冲来自于内部时钟振荡器，作计数器使用时计数脉冲来自于外部引脚。,（1）作定时器使用,输入脉冲是由内部时钟振荡器的输出经12分频后送来的，所以定时器也可看作是对机器周期的计数器。,每来一个机器周期，计数器加1，直到计数器满，再来一个机器周期，定时器全部回零，这

26、就是溢出。,如果单片机采用12MHz晶振，则计数频率为1MHz，即每微秒计数器加1,如果单片机采用6MHz晶振，则计数频率为0.5MHz，即每2微秒计数器加1,在机器周期一定的情况下，定时时间与定时器预先装入的初值有关。初值越大，定时时间越短；初值越小，定时时间越长。最长的定时时间为216（65536）个机器周期（初值为0），最短的定时时间为1个机器周期（初值为216-1（65535）。,当晶振为12MHz时，最长定时时间为65.536ms，最短定时时间为1s；当晶振为6MHz时，最长定时时间为131.072ms，最短定时时间为2s。,（2）作计数器使用,计数是指对外部事件（输入脉冲）进行计数

27、,两个计数器的计数输入端：,输入端负跳变有效，计数器加1（对加法计数）,单片机在每个机器周期的S5P2拍节对计数脉冲输入引脚进行采样，采样到负跳变时，在下一个机器周期的S3P1进行计数。采样机器周期需要2个机器周期，所以计数脉冲的频率不能高于震荡脉冲频率的1/24。,当晶振为12MHz时，最高计数频率不超过0.5MHz，即计数脉冲的周期要大于2s。当计数器满后，再来一个机器周期，计数器全部回零，这就是溢出。,计数长度与初值有关：初值越大，计数长度越小：如初值为216-1，则来一个脉冲计数器就溢出；初值越小，计数长度越大：如初值为0，则来216个脉冲计数器才溢出。,6.2.2 定时/计数器的控制

28、,定时器控制寄存器工作方式控制寄存器中断允许控制寄存器,1、定时/计数器控制寄存器（TCON）,TCON寄存器既参与中断控制又参与定时控制,定时/计数器溢出标志位,当定时/计数器计数溢出（计满）时，该位置“1”,使用查询方式时，此位作状态位供查询，查询有效后，应以软件方法及时将该位清“0”,使用中断方式时，此位作中断标志位，转向中断服务程序时由硬件自动清“0”,定时器运行控制位,0 停止定时器/计数器工作,1 启动定时器/计数器工作,该位根据需要由软件置1或清0,2、工作方式控制寄存器（TMOD）,TMOD寄存器是一个专用寄存器，用于设定2个定时器/计数器的工作方式。但该寄存器不能位寻址，只能

29、用字节传送指令设置其内容,4位同时定义，不能位寻址,GATE：门控位 GATE=0时，当TR0或TR1设置为1，则启动定时器/计数器工作；GATE=1时，当TR0或TR1设置为1，同时外部中断引脚或也为高电平时，才能启动定时器/计数器工作。C/：计数方式或定时方式选择位 C/=0，选择定时工作方式；C/=1，选择计数工作方式。M1和M0：工作方式选择位 定时器/计数器有4种工作方式，由M1M0进行设置,表6.2 定时器/计数器工作方式选择表,6.2.3 定时/计数器的工作方式,方式0是13位计数结构的工作方式，其计数器由TH0全部8位和TL0的低5位构成，TL0的高3位弃之不用。,1.工作方式

30、0,启停控制,两种启停控制方法：一种是纯软件方法；另一种是软件和硬件相结合的方法。,由门控位GATE的状态选择控制方法,当GATE=0时，为纯软件启停控制,0,1,1,TR0的状态控制计数脉冲的通断，TR0由软件编程控制,或门封锁，引脚P3.2信号无效,P3.2,当GATE=1时，为软件和硬件相结合的启停控制方式,1,0,计数脉冲的接通与断开决定于TR0和 的与关系,1,当TR0=1时，计数脉冲的接通与断开由P3.2控制，为1时，计数器工作，为0时，计数器停止工作，可用于测量外部信号的脉冲宽度,定时和计数范围,当为定时工作方式时，定时时间的计算公式为,单位为s,或,定时时间=（213-计数器初

31、值）晶振周期12,定时时间=（213-计数器初值）机器周期,当C/=0时，控制开关接通振荡器12分频输出端，T0（T1）对机器周期计数，可作为定时器使用。定时时间的计算公式为,如晶振频率为12MHz，则最大定时时间为：,最小定时时间为：,（213-0）（1/12）10-612=8192s,（213-（213-1）（1/12）10-612=1s,2.工作方式1,方式1是16位计数结构的工作方式，计数器由TH0全部8位和TL0全部8位构成。,其逻辑电路和工作情况与方式0完全相同，不同的只是组成计数器的位数,方式1的计数值的范围是：165536（216）,方式1的定时时间计算公式为：（216-计数初

32、值）晶振周期12,或（216-计数初值）机器周期,方式1的定时时间计算公式为：（216-计数初值）晶振周期12,或（216-计数初值）机器周期,如晶振频率为6MHz，则最小定时时间为：216-(216-1)1/610-612=210-6=2s,方式1的定时时间计算公式为：（216-计数初值）晶振周期12,或（216-计数初值）机器周期,最长定时时间为：(216-0)1/610-612=655362s=131.07ms,3.定时工作方式2,工作方式0和工作方式1的特点：,计数溢出后，计数器为全“0”，因此循环定时或循环计数应用时存在反复设置计数初值的问题。这不但影响定时精度，而且也给程序设计带来

33、麻烦。,方式2就是针对此问题而设置的，它具有自动重新加载功能，即自动加载计数初值。,把16位计数器分为两部分,TL：作计数器,TH：作预置寄存器,初始化时把计数初值分别装入TL和TH中，当计数溢出时，由TH以硬件方法自动给TL重新加载,1、电路逻辑结构,初始化时，8位计数器初值同时装入TL0和TH0中。,当TL0计数溢出时，置位TF0，同时把保存在TH0中的计数初值自动加载TL0，然后TL0重新计数。如此重复不止,优点：省去了重装指令，也有利于提高定时精度,缺点：8位计数结构，计数值有限，最大只能到255,适用于循环定时或循环计数应用。例如用于产生固定脉宽的脉冲，还可以作串行数据通信的波特率发

34、送器,当C/=0时，TL0（TL1）对机器周期计数，可作为定时器使用。定时时间的计算公式为 定时时间=（28-计数器初值）机器周期或 定时时间=（28-计数器初值）晶振周期12若晶振频率为12MHz，则最长定时时间为（28-0）（1/12）10-612=256s最短定时时间为（28-（28-1）（1/12）10-612=1s当C/=1时，TL0（TL1）对外部计数脉冲计数，作为计数器使用,最大计数值为28=256。,4.工作方式3,前3种工作方式下，两个定时器/计数器的设置和使用是完全相同的，在工作方式3下，两个定时器/计数器的设置和使用是不同的,(1)工作方式3下的定时器/计数器0,定时器/

35、计数器0被拆成两个独立的8位计数器TL0和TH0，这两个计数器的使用完全不同,TL0即可用于计数，又可用于定时，与T0相关的各个控制位和引脚信号均由它使用。其功能和操作与工作方式0或工作方式1完全相同，而且逻辑电路结构也及其类似,TH0只能作简单的定时器使用，而且由于寄存器TCON的定时器0的控制位已被TL0独占，因此只能借用定时器1的控制位TR1和TF1为其服务。即用计数溢出置位TF1，而定时的启停则受TR1的状态控制,故在方式3下，T0可以分解为2个8位定时器或1个8位定时器和1个8位计数器,在方式3时，若TL0发生中断，中断入口地址为000BH；若TH0发生中断，中断入口地址为001BH

36、。,（2）工作方式3下的定时器/计数器1,如果T0已经工作在工作方式3，则T1只能工作在方式0、方式1或方式2下，且只能作串行口波特率发生器使用，不能使用查询或中断方式。因为它的运行控制位TR1及计数溢出标志位TF1已被T0借用。,这时，T1通常是作为串行口的波特率发生器使用。因为已没有计数溢出标志位TF1可供使用，因此只能把计数溢出直接送到串行口。作为波特率发生器使用时，只需设置好工作方式，便可自动运行。若要停止工作，只需向工作方式选择寄存器TMOD送入一个能把它设置为方式3的控制字就可以了。因为T1不能在方式3下使用，如果硬把它设置为方式3，就会停止工作。,6.2.4 定时器/计数器的初始

37、化,1.定时器/计数器的初始化步骤,初始化，主要是对TCON和TMOD编程，计算和装载定时器/计数器的计数初值。,初始化步骤如下：,确定定时器/计数器的工作方式，确定方式控制字，写入方式控制字寄存器TMOD；根据要求计算定时器/计数器的初值，并写入TH0、TL0或TH1、TL1；如用中断方式编程，须对中断允许寄存器IE编程，必要时也须对中断优先级寄存器IP编程；设置定时器控制器中的TR1或TR0，启动定时器/计数器；定时/计数时间到，如用中断方式编程，则执行中断服务程序；如用查询方式编程，则查询溢出标志，当溢出标志等于1，则转入相应程序。,2定时/计数器初值的计算,（1）计数器初值的计算,M为

38、计数器的位数，C为要求的计数值,对于方式0，M=13，计数器的最大计数值为213=8192；对于方式1，M=16，计数器的最大计数值为216=65536；对于方式2，M=8，计数器的最大计数值为28=256；方式3同方式2。,例如，设T1工作在计数方式2，求计数10个脉冲的计数初值。得X=2810=246=0F6H,（2）定时器初值的计算,定时时间为,t=（2M-计数初值X）机器周期,则计数初值为,X=2M-t/机器周期,或,X=2M-（fOSC/12）t,若=12MHz，定时时间为1ms，使用T0工作于方式0，则有X=213-(12/12)1000=7192=1C18H=1 1100 000

39、1 1000B其中高8位放入TH0，即初值TH0=0E0H，低5位放入TL1，即初值TL0=18H。同样，若=12MHz，定时时间为1ms，使用T0工作于方式1，则有X=216-(12/12)1000=64536=0FC18H其中高8位放入TH0，即初值TH0=0FCH，低8位放入TL1，即初值TL0=18H。,X=2M-（fOSC/12）t,6.2.5 定时器/计数器应用举例,1.定时/计数器作定时器使用,例6.4 设单片机的fOSC=12MHz，要求用定时器/计数器T0以方式 1在P1.0脚上输出周期为4ms的方波。,解：P1.0每2ms取反一次即可。fOSC=12MHz，T0工作于方式1

40、，方式控制字设定为 00000001B=01H 最大定时值为216机器周期=65536s=65.536ms，满足2ms定时要求，初值 X=216-(12/12)2000=65536-2000=63536=0F830H。,1）采用中断方式编程（1）汇编程序：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH AJMP SER_T0 ORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#01H；写入方式控制字 MOV TH0,#0F8H；写入计数初值 MOV TL0,#30H SETB EA；开总中断 SETB ET0；开T0中断 SETB TR0；启动T0 SJMP$；等待中断 SERT0:M

41、OV TH0,#0F8H；重新写入计数初值 MOV TL0,#30H CPL P1.0；输出取反 RETI END,（2）C语言程序#include sbit P1_0=P10;void main(void)TMOD=0 x01;/*定时器/计数器0工作在定时器方式1*/P1_0=0;/*P1.0输出0*/TH0=(65536-2000)/256;/*预置计数初值*/TL0=(65536-2000)%256;EA=1;/*CPU开中断*/ET0=1;/*定时器/计数器0开中断*/TR0=1;/*启动定时器/计数器0*/do while(1);/*等待中断*/void timer0(void)i

42、nterrupt 1 using 1/*定时器/计数器0中断服务程序入口*/TH0=(65536-2000)/256;/*计数初值重装载*/TL0=(65536-2000)%256;P1_0=!P1_0;/*P1.0取反*/,2）采用查询方式编程（1）汇编程序：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#01H；写入方式控制字 MOV TH0,#0F8H；写入计数初值 MOV TL0,#30H SETB TR0；启动T0定时LOOP:JBC TF0,NEXT；查询定时时间到否？SJMP LOOPNEXT:MOV TH0,#0F8H；重新写入计数初值

43、MOV TL0,#30H CPL P1.0；输出取反 SJMP LOOP；重复循环 END,（2）C语言程序：#include sbit P1_0=P10;void main(void)TMOD=0 x01;/*定时器/计数器0工作在定时器方式1*/TR0=1;/*启动定时器/计数器0*/For(;)TH0=(65536-2000)/256;/*预置计数初值*/TL0=(65536-2000)%256;do while(!TF0);/*查询等待TF0置位*/P1_0=!P1_0/*定时时间到P1.0反相*/TF0=0/*软件清TF0*/,2.定时器/计数器作长时间定时器使用,用定时器/计数器产

44、生的定时时间是有限的，如晶振为6MHz时，一个定时器最长的定时时间为,T=216(1/6)12=131.072ms,如晶振为12MHz时，一个定时器最长的定时时间为,T=216(1/12)12=65.536ms,长时间的定时必须采用一定的方法进行定时时间的扩展，扩展的方法是利用定时与中断相结合。,如：200ms的定时可以采用T1产生500s的定时，每次溢出后就计数一次，则计数400次就可以得到,计数400次可以采用的两种方法：,方法1：采用软件计数的方法实现，每次溢出后，用于计数的 寄存器加1；方法2：T1计数回0溢出时，使P1.1输出一个负脉冲，再把P1.1 接到T0/P3.4引脚用以计数。

45、,例6.5 采用6MHz晶振，使用定时器/计数器1在P1.0脚上输出周期为100ms，占空比为30%的矩形脉冲，以工作方式2编程实现。,解：对于6MHz晶振，使用工作方式2，最大定时时间为,（28-0）（1/6）10-612=512s,取500s定时，则周期100ms需要中断200次，占空比为30%，高电平需要60次中断。500s定时，初值为：,28-（6/12）500=6=06H,00100000,中断服务程序流程图,（1）汇编程序：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 001BH AJMP SER_T1 ORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#20H；写入方式控制字 MO

46、V TH1,#06H；写入计数初值 MOV TL1,#06H MOV R7,#00H；中断次数初值 SETB P1.0 SETB EA；开总中断 SETB ET1；开T1中断 SETB TR1；启动T1 SJMP$；等待中断SER_T1:INC R7；中断次数加1 CJNE R7,#60,LOOP1 CLR P1.0；中断次数到60次即高电平时间到P1.0输出0 AJMP LOOPLOOP1:CJNE R7,#200,LOOP SETB P1.0；中断次数到200次即周期到P1.0输出1 MOV R7,#00HLOOP:RETI END,（2）C语言程序：#include#define uch

47、ar unsigned charuchar time=0;uchar period=200;uchar high=60sbit P1_0=P10main()TMOD=0 x20;/*定时器/计数器1工作于方式2*/TH1=0 x06;/*预置计数初值*/TL1=0 x06;EA=1;/*开CPU中断*/ET1=1;/*开定时器/计数器1中断*/TR1=1;/*启动定时器/计数器1*/P1_0=1;while(1)timer1()interrupt 3 using 0/*定时器/计数器1中断服务程序*/if(+time=high)P1_0=0;/*高电平时间到变低*/else if(time=p

48、eriod)/*周期时间到变高*/time=0;P1_0=1;,3.定时器/计数器作计数器使用,例6.6 系统要求用定时器T0对由T0/P3.4管脚输入的脉冲进行 计数，每计满200个脉冲，对累加器A的内容加1。,解：可用T0设置为方式2计数，计数初值为：,28-200=56=38H,TMOD的控制字为0000 0110=06H,以中断方式编程,00000110,汇编语言程序：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH AJMP SER_T0 ORG 0100HMAIN:MOV TMOD,#06H；写入方式控制字 MOV TH0,#38H；写入计数初值 MOV TL0,#38H

49、 SETB EA；开总中断 SETB ET0；开T0中断 SETB TR0；启动T0 MOV A,#00H SJMP$；等待中断SER_T0:INC A；累加器内容加1LOOP:RETI END,C语言程序：#include unsigned char idata*p;void main(void)TMOD=0 x06;/*定时器/计数器0工作在计数器方式2*/TH0=256-200;/*预置计数初值*/TL0=256-200;p=0 xe0;/*p指针赋值，指向idata区的E0单元，即累加器A的地址*/*p=0;/*累加器A的初值赋为0*/EA=1;/*CPU开中断*/ET0=1;/*定时

50、器/计数器0开中断*/TR0=1;/*启动定时器/计数器0*/do while(1);/*等待中断*/void timer0(void)interrupt 1 using 1/*定时器/计数器0中断服务程序入口*/*p=*p+1;/*累加器A的内容加1*/,4.方式3的编程,例6.7 设单片机的晶振频率为6MHz，定时器/计数器0工作在方式 3，使TL0和TH0分别产生100s和200s的定时中断，并在 P1.6和P1.7口产生周期为200s和400s的方波。此时定时 器/计数器1作串行波特率发生器使用，并设工作在方式2，时间常数设定为0F3H，试编制程序。,解：TL0和TH0作为两个独立的定