单片机定时与中断讲解

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1、 本章内容p定时/计数器 pC语言的函数 p中断系统第4章 定时与中断系统定时/计数器 8051单片机内部有两个16位的可编程定时/计数器，称为T0（T0）和T1（T1） 定时/计数器 8051定时器/计数器逻辑结 构定时/计数器 设置定时/计数器工作方式p通过对方式寄存器TMOD的设置，确定相应的定时/计数器是定时功能还是计数功能，工作方式以及启动方法。p定时/计数器工作方式有四种：方式0、方式1、方式2和方式3。p定时/计数器启动方式有两种：软件启动和硬软件共同启动。除了从控制寄存器TCON发出的软件启动信号外，还有外部启动信号引脚，这两个引脚也是单片机的外部中断输入引脚。定时/计数器 设

2、置计数初值pT0、T1是16位加法计数器，分别由两个8位专用寄存器组成，T0 由TH0和TL0组成，T1由TH1和TL1组成。TL0、TL1、TH0、TH1的访问 地址依次为8AH8DH，每个寄存器均可被单独访问，因此可以被设 置为8位、13位或16位计数器使用。 p在计数器允许的计数范围内，计数器可以从任何值开始计数，对 于加1计数器，当计到最大值时（对于8位计数器，当计数值从255 再加1时，计数值变为0），产生溢出。 p定时/计数器允许用户编程设定开始计数的数值，称为赋初值。 初值不同，则计数器产生溢出时，计数个数也不同。例如：对于8 位计数器，当初值设为100时，再加1计数156个，计

3、数器就产生溢 出；当初值设为200时，再加1计数56个，计数器产生溢出。 定时/计数器 启动定时/计数器根据设置的定时/计数器启动方式，启动定时/计数器。如果采用软件启动，则需要把控制寄存器中的TR0或TR1置1；如果采用硬软共同启动方式，不仅需要把控制寄存器中的TR0或TR1置1，还需要相应外部启动信号为高电平。定时器的方式寄存器TMOD作用：TMOD用来确定两个定时器的工作方式。低半字节设 置定时器T0，高半字节设置定时器T1。 字节地址：89H，不可以位寻址。 格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0定时器1 定时器

4、0各位的含义：C/T：功能选择位。0为定时器方式；1为计数器方式。M1，M0：方式选择位。可以选择为四种工作方式0、1、2、3之1。四种工作方式的区别后面讲解。 GATE：门控位。0：只要软件控制位TR0或TR1置1即可启动定时器开始工作 ；1：只有INT0或INT1引脚为高电平，且TR0或TR1置1时，才 能启动相应的定时器开始工作。返回TF0 TH0 TL012 分频OSC中断高8位 低5位控制+T0(P3.4)TR0 GATE INT0 (P3.2 )C/T=0 C/T=1例如：设定时器T0为定时工作方式，要求用软件启动定时器T0工作，按方式1工作；定时器T1为计数工作方式，要求软件启动

5、，工作方式为方式2。则根据TMOD各位的定义可知，其控制字为：即控制字为61H，其指令形式为：MOV TMOD，#61H格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M00 1 1 0 0 0 0 1定时器的控制寄存器TCON作用：TMOD用来控制两个定时器的启动、停止，表明定时器的溢出、中断情况。 字节地址：88H，可以位寻址。系统复位时，所有位均清零。 格式： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 各位的含义：TCON中的低4位与中断有关，在中断章节中讨论。

6、TF1 (8FH)：定时器1溢出标志。计满后自动置1。TR1 (8EH)：定时器1运行控制位。由软件清零关闭定时器1。当GATE=0时，TR1 软件置1即启动定时器1 。（SETB TR1）当GATE=1时，且INT1为高电平时，TR1置1启动定时器1 ；定时器的四种工作方式方式的选择：根据M1，M0来选择。00：方式0 01：方式1 10： 方式2 11： 方式3 主要特点：主要特点： 方式方式0 0：1313位定时器。位定时器。 TH0TH0的的8 8位位+TL0+TL0的低的低5 5位位 方式方式1 1：1616位定时器。位定时器。 TH0TH0的的8 8位位+TL0+TL0的的8 8位

7、位 方式方式2 2：能重复置初始值的：能重复置初始值的8 8位定时器位定时器 。 TL0TL0和和TH0TH0必须赋相必须赋相 同的值。同的值。 方式方式3 3：只适用于定时器：只适用于定时器0 0，T0T0被拆成两个独立的被拆成两个独立的8 8位定时器位定时器 TL0,TH0TL0,TH0。 其中：其中：TL0TL0与方式与方式0 0、1 1相同，可定时或计数相同，可定时或计数。用定时器。用定时器T0T0 的的GATEGATE、C/TC/T、TR0TR0、TF0TF0、T0T0、和、和INT0INT0控制。控制。TH0TH0只可用作简单的内部定时功能。只可用作简单的内部定时功能。占用占用T1

8、T1的控制的控制 位位TF1TF1、TR1TR1和和INT1INT1，启动关闭仅受启动关闭仅受TR1TR1控制。控制。定时器的方式0、1示意图返回TF0 TH0 TL012 分频OSC中断高8位8位或 低5位控制+T0(P3.4)TR0 GATE INT0 (P3.2 )C/T=0 C/T=1定时器的方式2示意图TH08位8位TL012 分频OSC控制+T0(P3.4)TR0 GATE INT0 (P3.2 )C/T=0 C/T=11中断TF00溢出定时器的初始值的计算对于不同的工作方式，计数器位数不同，故最大计数值M也不同：方式0：M=213=8192方式1：M=216=65536方式2：M

9、=28=256方式3：定时器0分为2个8位计数器，每个M均为256。因为定时/计数器是作加1计数，并在计满溢出时产生中断，因此初值X的计算如下：X = M 计数值计算出来的结果X转换为16进制数后分别写入TL0（TL1）、TH0（TH1）。注意！方式0时初始值写入时，对于TL不用的高3位应填入0！用T1、工作方式0实现1秒延时函数，晶振频率为12MHz。 方式0采用13位计数器，其最大定时时间为：81921s = 8.192ms，因此，定时时间不可能象任务7中一样选择50ms ，可选择定时时间为5ms，再循环200次。 定时时间为5ms，则计数值为5ms/1s =5000，T1的初值为 ：X

10、= M 计数值= 8192 5000 = 3192 = C78H = 0110001111000B 13位计数器中TL1的高3位未用，填写0，TH1占高8位，所以 ，X的实际填写值应为： X = 0110001100011000B = 6318H举 例1用T1方式0实现任务7中1秒延时函数如下： void delay1s() unsigned char i;TMOD=0x00; / 置T1为工作方式0for(i=0;i0xc8;i+) / 设置200次循环次数TH1=0x63;/ 设置定时器初值TL1=0x18;TR1=1; / 启动T1while(!TF1); / 查询计数是否溢出，即定时5

11、ms时 间到，TF1=1TF1=0; / 5ms定时时间到， 将定时器溢出标志位TF1清零 举 例1用T1、工作方式2实现1秒延时，晶振频率为12MHz。 因工作方式2是8位计数器，其最大定时时间为：2561s = 256s，为实现1秒延时，可选择定时时间为250s，再 循环4000次。定时时间选定后，可确定计数值为250，则T1 的初值为：X = M 计数值=256 250 = 6 = 6H。采用T1 方式2工作，因此，TMOD =0x20。举 例2用定时器工作方式2实现的1秒延时函数如下： void delay1s() unsigned int i;/ i取值范围为04000，因 此不能定

12、义成unsigned charTMOD=0x20; / 设置T1为方式2TH1=6;/ 设置定时器初值 ，放在for循环之外TL1=6;for(i=0;i4000;i+) / 设置4000次循环次数TR1=1; / 启动T1while(!TF1); / 查询计数是否溢出，即定时250s 时间到，TF1=1TF1=0; / 250s定时时间到 ，将定时器溢出标志位TF1清零 举 例2p在C语言程序中，子程序的作用是由函数来实现的，函数是C语言的基本组成模块，一个C语言程序就是由若干个模块化的函数组成的。pC程序都是由一个主函数main( )和若干个子函数构成，有且只有一个主函数，程序由主函数开始

13、执行，主函数根据需要来调用其他函数，其它函数可以有多个。C语言的函数 1.标准库函数标准库函数是由C51的编译器提供的，用户不必定义这 些函数，可以直接调用。KEIL C51编译器提供了100多个库 函数供我们使用。常用的C51库函数包括一般I/O口函数、 访问SFR地址函数等，在C51编译环境中，以头文件的形式 给出。 2.用户自定义函数用户自定义函数是用户根据需要自行编写的函数，它必 须先定义之后才能被调用。函数分类和定义 函数定义的一般形式是： 函数类型 函数名（形式参数表）形式参数说明 局部变量定义 函数体语句 其中，“函数类型”说明了自定义函数返回值的类型。“函数名”是自定义函数的名

14、字。“形式参数表”给出函数被调用时传递数据的形式参数，形式参数 的类型必须要加以说明。ANSI C标准允许在形式参数表中对形式参数 的类型进行说明。如果定义的是无参数函数，可以没有形式参数表， 但是圆括号不能省略。“局部变量定义”是对在函数内部使用的局部变量进行定义。“函数体语句”是为完成函数的特定功能而设置的语句。函数分类和定义 函数调用就是在一个函数体中引用另外一个已经定义 的函数，前者称为主调用函数，后者称为被调用函数，函 数调用的一般格式为： 函数名（实际参数列表）；对于有参数类型的函数，若实际参数列表中有多个实 参，则各参数之间用逗号隔开。实参与形参顺序对应，个 数应相等，类型应一致。函数调用 在一个函数中调用另一个函数需要具备如下条件：（1）被调用函数必须是已经存在的函数（库函数或 者用户自己已经定义的函数。如果函数定义在调用之后，那么必须在调用之前（ 一般在程序头部）对函数进行声明。（2）如果程序使用了库函数，则要在程序的开头用 include预处理命令将调用函数所需要的信息包含在本 文件中。如果不是在本文件中定义的函数，那么在程序 开始要用extern修饰符进行函数原型说明。函数调用 中断是指通过硬件来改变CPU的运行方向。计算机在执行程序的过程中，外部设备向CPU发出中断请求信号，要求CPU暂时中断当前程序的执行而