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第 5 章 定时 / 计数器与中断系统

第 5 章 定时 / 计数器与中断系统. 5.1 定时/计数器结构特点及控制 5.2 中断系统结构及管理 5.3 定时/计数器及中断系统综合应. 5.1 定时/计数器结构特点及控制. 5.1.1 定时/计数器结构 5.1.2 定时/计数器工作方式 5.1.3 定时/计数器控制寄存器 5.1.4 定时/计数器常数的计算. 返回本章首页. 5.1.1 定时/计数器结构.

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第 5 章 定时 / 计数器与中断系统

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Presentation Transcript

  1. 第5章定时/计数器与中断系统 • 5.1 定时/计数器结构特点及控制 • 5.2 中断系统结构及管理 • 5.3 定时/计数器及中断系统综合应

  2. 5.1 定时/计数器结构特点及控制 • 5.1.1 定时/计数器结构 • 5.1.2 定时/计数器工作方式 • 5.1.3 定时/计数器控制寄存器 • 5.1.4 定时/计数器常数的计算 返回本章首页

  3. 5.1.1 定时/计数器结构 • 定时/计数器简称定时器，8031单片机有2个16位的定时/计数器：定时器0（T0）和定时器1（T1）。它们都有定时器或事件计数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件计数和检测等场合。 • T0由2个特殊功能寄存器TH0和TL0构成，T1则由TH1和TL1构成。作计数器时，通过引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）对外部脉冲信号计数，当输入脉冲信号从1到0的负跳变时，计数器就自动加1。计数的最高频率一般为振荡频率的1/24。 返回本节

  4. 5.1.2 定时/计数器工作方式 • 每个定时/计数器还有4种工作模式，也就是每个定时器可构成4种电路结构模式。 • 在模式0、1和2，T0和T1的工作模式相同，在模式3，两个定时器的模式不同。下面以T1为例，分述各种工作模式的特点和用法。

  5. 1．模式0 图5-1 定时/计数器T1（T0）工作模式0

  6. 2．模式1 图5-2 定时/计数器T1（T0）工作模式1

  7. 3．模式2 图5-3 定时/计数器T1（T0）工作模式2

  8. 4．模式3 图5-4 定时/计数器T1（T0）工作模式3 返回本节

  9. 5.1.3 定时/计数器控制寄存器 • 定时器共有2个控制寄存器TMOD和TCON，由软件写入TMOD和TCON 两个8位寄存器，设置各个定时器的操作模式和控制功能。

  10. 1．工作模式控制寄存器—TMOD（89H） 图5-5 定时器工作模式寄存器TMOD

  11. 2．定时器控制寄存器—TCON（88H） 图5-6 定时器工作模式寄存器TCON 返回本节

  12. 5.1.4 定时/计数器常数的计算 • 1．计数器初值的计算 • 把计数器计满为零所需要的计数值设定为C，计数初值设定为TC，由此可得到公式： TC=M-C • 式中，M为计数器模值，该值和计数器工作方式有关。在方式0时M为213；在方式1时M为216；在方式2和方式3时M为28。

  13. 2．定时器初值的计算 • 在定时器模式下，计数器由单片机主脉冲经12分频后计数。因此，定时器定时时间T的公式： T=（M-TC）T计数 上式也可写成：TC=M-T/ T计数 • 式中，M为模值，和定时器的工作方式有关；T计数是单片机振荡周期TCLK的12倍；TC为定时器的定时初值。 返回本节

  14. 5.2 中断系统结构及管理 • 5.2.1 中断请求与控制 • 5.2.2 中断系统的结构 • 5.2.3 中断控制 • 5.2.4 中断响应过程 返回本章首页

  15. 5.2.1 中断请求与控制 图5-7 中断流程 返回本节

  16. 5.2.2 中断系统的结构 • 1．外部中断源 由P3.2端口线引入，低电平或下降沿引起。 由P3.3端口线引入，低电平或下降沿引起。 • 2．内部中断源（如图5-8所示） T0：定时/计数器0中断，由T0回零溢出引起。 T1：定时/计数器1中断，由T1回零溢出引起。 TI/RI：串行I/O中断，完成一帧字符发送/接收引起。

  17. 图5-8 中断系统的结构框图 返回本节

  18. 5.2.3 中断控制 • 1．中断允许寄存器IE（A8H） • IE在特殊功能寄存器中，字节地址A8H，位地址分别是A8H～AFH。IE控制CPU对中断源总的开放或禁止以及每个中断源是否允许中断。其格式如图5-9所示。 • 2．中断优先寄存器IP（B8H） • IP在特殊功能寄存器中，字节地址为B8H，位地址分别是B8H～BFH，IP用来锁存各中断源优先级的控制位，其格式如图5-10所示。

  19. 图5-9 中断允许寄存器IE

  20. 图5-10 中断优先寄存器IP 返回本节

  21. 5.2.4 中断响应过程 • 单片机在每个机器周期的S5P2期间，顺序采样每个中断源，CPU在下一个机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断标志为1，将在再下一个机器周期S1期间按优先级进行中断处理。 • 中断得到响应后自动清除中断标志，由硬件将程序计数器PC内容压入堆栈保护，然后将对应的中断矢量装入程序计数器PC，使程序转向中断矢量地址单元中去执行相应的中断服务程序。

  22. 下列任何一种情况存在中断申请将被封锁： • （1）CPU正在执行一个同级或高一级的中断服务程序。 • （2）当前正在执行的那条指令还未执行完。 • （3）当前正在执行的指令是RETI或对IE，IP寄存器进行读/写指令，执行这些指令后至少再执行一条指令才会响应中断。 返回本节

  23. 5.3 定时/计数器及中断系统综合应用 【例5.2】设MCS-51单片机系统时钟频率ФCLK为6MHZ，请编出利用定时/计数器T0在P1.0引脚上产生周期为2秒，占空比为50%的方波信号的程序 （1）主程序 任务：1）T0工作方式的设定： 选择方式1（16位方式） （最大定时131ms） 2）定时常数的设定： TC=216-100ms/2μs =15536=3CB0H 返回本章首页

  24. 即：TH0应装3CH，TL0应装B0H。 3）中断管理： 允许T0中断，开放总中断 即：IE应装10000010B。 4）启动定时器T0： SETB TR0 5）设置软件计数器初值：（如使用R7） 即R7应装0AH 6）动态停机：SJMP $

  25. 主程序如下： MAIN： MOV TMOD，#01H；设定T0为方式1 MOV TH0，#3CH ；装入定时常数高8位 MOV TL0，#0B0H ；装入定时常数低8位 MOV IE，#82H ；开放T0中断 SETB TR0 ；启动T0 MOV R7，#0AH ；设置软件计数器 SJMP $

  26. （2）中断服务程序 任务：1）恢复T0常数； 2）软件计数器减1； 3）判断软件计数器是否为0。为0时，改变P1.0状态，并恢复软件计数器初值；不为0时中断返回。 程序如下： TOINT： MOV TL0，#0B0H ；恢复定时常数 MOV TH0，#3CH ； DJNZ R7，NEXT CPL P1.0 MOV R7，#0AH NEXT： RETI

  27. 完整程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP TOINT ORG 0030H MAIN： MOV TMOD，#01H MOV TH0，#3CH MOV TL0，#0B0H MOV IE，#82H SETB TR0 MOV R7，#0AH

  28. SJMP $ TOINT： MOV TL0，#0B0H MOV TH0，#3CH DJNZ R7，NEXT CPL P1.0 MOV R7，#0AH NEXT： RETI END 返回本节

  29. 定时/计数、中断到此结束 • 谢谢光临！

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