定時(shí)計(jì)數(shù)器與中斷系統(tǒng)ppt課件

1、第第5章章 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器與中斷系統(tǒng)計(jì)數(shù)器與中斷系統(tǒng)n5.1 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器構(gòu)造特點(diǎn)及控制計(jì)數(shù)器構(gòu)造特點(diǎn)及控制n5.2 中斷系統(tǒng)構(gòu)造及管理中斷系統(tǒng)構(gòu)造及管理n5.3 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器及中斷系統(tǒng)綜合應(yīng)計(jì)數(shù)器及中斷系統(tǒng)綜合應(yīng)5.1 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器構(gòu)造特點(diǎn)及控制計(jì)數(shù)器構(gòu)造特點(diǎn)及控制n5.1.1 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器構(gòu)造計(jì)數(shù)器構(gòu)造n5.1.2 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器任務(wù)方式計(jì)數(shù)器任務(wù)方式n5.1.3 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制存放器計(jì)數(shù)器控制存放器n5.1.4 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器常數(shù)的計(jì)算計(jì)數(shù)器常數(shù)的計(jì)算前往本章首頁(yè)5.1.1 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器構(gòu)造計(jì)數(shù)器構(gòu)造n定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)稱定時(shí)器，計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)稱定時(shí)器，8031

2、單片機(jī)有單片機(jī)有2個(gè)個(gè)16位位的定時(shí)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器：定時(shí)器計(jì)數(shù)器：定時(shí)器0T0和定時(shí)器和定時(shí)器1T1。它們都有定時(shí)器或事件計(jì)數(shù)的功能，可用。它們都有定時(shí)器或事件計(jì)數(shù)的功能，可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件計(jì)數(shù)和檢測(cè)等于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件計(jì)數(shù)和檢測(cè)等場(chǎng)所。場(chǎng)所。nT0由由2個(gè)特殊功能存放器個(gè)特殊功能存放器TH0和和TL0構(gòu)成，構(gòu)成，T1那么那么由由TH1和和TL1構(gòu)成。作計(jì)數(shù)器時(shí)，經(jīng)過(guò)引腳構(gòu)成。作計(jì)數(shù)器時(shí)，經(jīng)過(guò)引腳T0P3.4和和T1P3.5對(duì)外部脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)，當(dāng)輸對(duì)外部脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)，當(dāng)輸入脈沖信號(hào)從入脈沖信號(hào)從1到到0的負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器就自動(dòng)加的負(fù)跳變時(shí)，計(jì)數(shù)器就自動(dòng)加1。計(jì)數(shù)的最高頻

3、率普通為振蕩頻率的。計(jì)數(shù)的最高頻率普通為振蕩頻率的1/24。前往本節(jié)5.1.2 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器任務(wù)方式計(jì)數(shù)器任務(wù)方式n每個(gè)定時(shí)每個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器還有計(jì)數(shù)器還有4種任務(wù)方式，也就是每個(gè)種任務(wù)方式，也就是每個(gè)定時(shí)器可構(gòu)成定時(shí)器可構(gòu)成4種電路構(gòu)造方式。種電路構(gòu)造方式。n在方式在方式0、1和和2，T0和和T1的任務(wù)方式一樣，在方的任務(wù)方式一樣，在方式式3，兩個(gè)定時(shí)器的方式不同。下面以，兩個(gè)定時(shí)器的方式不同。下面以T1為例，為例，分述各種任務(wù)方式的特點(diǎn)和用法。分述各種任務(wù)方式的特點(diǎn)和用法。1方式方式0圖5-1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1T0任務(wù)方式0 2方式1圖5-2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1T0任務(wù)方式13方式2圖5-

4、3 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1T0任務(wù)方式2 4方式3圖5-4 定時(shí)/計(jì)數(shù)器T1T0任務(wù)方式3前往本節(jié)5.1.3 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制存放器計(jì)數(shù)器控制存放器n定時(shí)器共有定時(shí)器共有2個(gè)控制存放器個(gè)控制存放器TMOD和和TCON，由軟，由軟件寫入件寫入TMOD和和TCON 兩個(gè)兩個(gè)8位存放器，設(shè)置各個(gè)位存放器，設(shè)置各個(gè)定時(shí)器的操作方式和控制功能。定時(shí)器的操作方式和控制功能。1任務(wù)方式控制存放器任務(wù)方式控制存放器TMOD89HGATEC/TM10MGATE C/T1M0M控 制 T1控 制 T089H和T 類同01M0M00011011方 式方式0方式1方式2方式301定時(shí)器模式計(jì)數(shù)器模式01與INT 無(wú)關(guān)0

5、0與INT 有關(guān)圖5-5 定時(shí)器任務(wù)方式存放器TMOD2定時(shí)器控制存放器定時(shí)器控制存放器TCON88H TCON位地址0DD1D2D3D4D5D6D7IT0IE0IT11IETR0TF0TR1TF188898A8B8C8D8E8F見(jiàn)下一節(jié)00：停T 計(jì)數(shù)01：?jiǎn) 計(jì)數(shù)00：無(wú)T 中斷（硬件復(fù)位）1：有T 溢出中斷00：無(wú)T 中斷（硬件復(fù)位）10：停T 計(jì)數(shù)1：有T 溢出中斷1：?jiǎn) 計(jì)數(shù)111圖5-6 定時(shí)器任務(wù)方式存放器TCON 前往本節(jié)5.1.4 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器常數(shù)的計(jì)算計(jì)數(shù)器常數(shù)的計(jì)算n1計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算計(jì)數(shù)器初值的計(jì)算n把計(jì)數(shù)器計(jì)滿為零所需求的計(jì)數(shù)值設(shè)定為把計(jì)數(shù)器計(jì)滿為零所需求的計(jì)

6、數(shù)值設(shè)定為C，計(jì)，計(jì)數(shù)初值設(shè)定為數(shù)初值設(shè)定為TC，由此可得到公式：，由此可得到公式：nTC=M-Cn式中，式中，M為計(jì)數(shù)器模值，該值和計(jì)數(shù)器任務(wù)方式為計(jì)數(shù)器模值，該值和計(jì)數(shù)器任務(wù)方式有關(guān)。在方式有關(guān)。在方式0時(shí)時(shí)M為為213；在方式；在方式1時(shí)時(shí)M為為216；在；在方式方式2和方式和方式3時(shí)時(shí)M為為28。n2定時(shí)器初值的計(jì)算定時(shí)器初值的計(jì)算n在定時(shí)器方式下，計(jì)數(shù)器由單片機(jī)主脈沖經(jīng)在定時(shí)器方式下，計(jì)數(shù)器由單片機(jī)主脈沖經(jīng)12分分頻后計(jì)數(shù)。因此，定時(shí)器定時(shí)時(shí)間頻后計(jì)數(shù)。因此，定時(shí)器定時(shí)時(shí)間T的公式：的公式：nT=M-TCT計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)n 上式也可寫成：上式也可寫成：TC=M-T/ T計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)n式中，式中

7、，M為模值，和定時(shí)器的任務(wù)方式有關(guān)；為模值，和定時(shí)器的任務(wù)方式有關(guān)；T計(jì)數(shù)是單片機(jī)振蕩周期計(jì)數(shù)是單片機(jī)振蕩周期TCLK的的12倍；倍；TC為定時(shí)為定時(shí)器的定時(shí)初值。器的定時(shí)初值。 前往本節(jié)5.2 中斷系統(tǒng)構(gòu)造及管理中斷系統(tǒng)構(gòu)造及管理n5.2.1 中斷懇求與控制中斷懇求與控制n5.2.2 中斷系統(tǒng)的構(gòu)造中斷系統(tǒng)的構(gòu)造n5.2.3 中斷控制中斷控制n5.2.4 中斷呼應(yīng)過(guò)程中斷呼應(yīng)過(guò)程前往本章首頁(yè)5.2.1 中斷懇求與控制中斷懇求與控制圖5-7 中斷流程前往本節(jié)5.2.2 中斷系統(tǒng)的構(gòu)造中斷系統(tǒng)的構(gòu)造n1外部中斷源外部中斷源n由由P3.2端口線引入，低電平或下降沿引起。端口線引入，低電平或下降沿引

8、起。n由由P3.3端口線引入，低電平或下降沿引起。端口線引入，低電平或下降沿引起。n2內(nèi)部中斷源如圖內(nèi)部中斷源如圖5-8所示所示nT0：定時(shí)：定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0中斷，由中斷，由T0回零溢出引起。回零溢出引起。nT1：定時(shí)：定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1中斷，由中斷，由T1回零溢出引起?；亓阋绯鲆?。nTI/RI：串行：串行I/O中斷，完成一幀字符發(fā)送中斷，完成一幀字符發(fā)送/接納引起接納引起。圖5-8 中斷系統(tǒng)的構(gòu)造框圖前往本節(jié)5.2.3 中斷控制中斷控制n1中斷允許存放器中斷允許存放器IEA8HnIE在特殊功能存放器中，字節(jié)地址在特殊功能存放器中，字節(jié)地址A8H，位地址，位地址分別是分別是A8HAFH

9、。IE控制控制CPU對(duì)中斷源總的開(kāi)放對(duì)中斷源總的開(kāi)放或制止以及每個(gè)中斷源能否允許中斷。其格式或制止以及每個(gè)中斷源能否允許中斷。其格式如圖如圖5-9所示。所示。n2中斷優(yōu)先存放器中斷優(yōu)先存放器IPB8HnIP在特殊功能存放器中，字節(jié)地址為在特殊功能存放器中，字節(jié)地址為B8H，位地，位地址分別是址分別是B8HBFH，IP用來(lái)鎖存各中斷源優(yōu)先用來(lái)鎖存各中斷源優(yōu)先級(jí)的控制位，其格式如圖級(jí)的控制位，其格式如圖5-10所示。所示。 0：關(guān)INT 中斷01：開(kāi)INT 中斷00：關(guān)T 中斷1：開(kāi)T 中斷001：開(kāi)T 中斷0：關(guān)T 中斷0：關(guān)INT 中斷1：開(kāi)INT 中斷11110：關(guān)T 中斷1：開(kāi)T 中斷22

10、1：開(kāi)所有中斷0：關(guān)所有中斷1：開(kāi)串行口中斷0：關(guān)串行口中斷位地址IEEAAFADETACESABETAAEXA9ETA8EX00112圖5-9 中斷允許存放器IE 圖5-10 中斷優(yōu)先存放器IP前往本節(jié)5.2.4 中斷呼應(yīng)過(guò)程中斷呼應(yīng)過(guò)程n單片機(jī)在每個(gè)機(jī)器周期的單片機(jī)在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間，順序采樣每期間，順序采樣每個(gè)中斷源，個(gè)中斷源，CPU在下一個(gè)機(jī)器周期在下一個(gè)機(jī)器周期S6期間按優(yōu)先期間按優(yōu)先級(jí)順序查詢中斷標(biāo)志，如查詢到某個(gè)中斷標(biāo)志為級(jí)順序查詢中斷標(biāo)志，如查詢到某個(gè)中斷標(biāo)志為1，將在再下一個(gè)機(jī)器周期，將在再下一個(gè)機(jī)器周期S1期間按優(yōu)先級(jí)進(jìn)展期間按優(yōu)先級(jí)進(jìn)展中斷處置。中斷處置。n中斷

11、得到呼應(yīng)后自動(dòng)去除中斷標(biāo)志，由硬件將程中斷得到呼應(yīng)后自動(dòng)去除中斷標(biāo)志，由硬件將程序計(jì)數(shù)器序計(jì)數(shù)器PC內(nèi)容壓入堆棧維護(hù)，然后將對(duì)應(yīng)的內(nèi)容壓入堆棧維護(hù)，然后將對(duì)應(yīng)的中斷矢量裝入程序計(jì)數(shù)器中斷矢量裝入程序計(jì)數(shù)器PC，使程序轉(zhuǎn)向中斷，使程序轉(zhuǎn)向中斷矢量地址單元中去執(zhí)行相應(yīng)的中斷效力程序。矢量地址單元中去執(zhí)行相應(yīng)的中斷效力程序。 以下任何一種情況存在中斷懇求將被封鎖：以下任何一種情況存在中斷懇求將被封鎖：n1CPU正在執(zhí)行一個(gè)同級(jí)或高一級(jí)的中斷效正在執(zhí)行一個(gè)同級(jí)或高一級(jí)的中斷效力程序。力程序。n2當(dāng)前正在執(zhí)行的那條指令還未執(zhí)行完。當(dāng)前正在執(zhí)行的那條指令還未執(zhí)行完。n3當(dāng)前正在執(zhí)行的指令是當(dāng)前正在執(zhí)行的指

12、令是RETI或?qū)驅(qū)E，IP存放存放器進(jìn)展讀器進(jìn)展讀/寫指令，執(zhí)行這些指令后至少再執(zhí)行寫指令，執(zhí)行這些指令后至少再執(zhí)行一條指令才會(huì)呼應(yīng)中斷。一條指令才會(huì)呼應(yīng)中斷。前往本節(jié)5.3 定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)器及中斷系統(tǒng)綜合運(yùn)用計(jì)數(shù)器及中斷系統(tǒng)綜合運(yùn)用【例【例5.2】設(shè)】設(shè)MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘頻率CLK為為6MHZ，請(qǐng)編出利用定時(shí)，請(qǐng)編出利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器T0在在P1.0引腳上引腳上產(chǎn)生周期為產(chǎn)生周期為2秒，占空比為秒，占空比為50%的方波信號(hào)的程的方波信號(hào)的程序序1主程序主程序義務(wù)：義務(wù)：1T0任務(wù)方式的設(shè)定：任務(wù)方式的設(shè)定： 選擇方式選擇方式116位位方式方式最大定時(shí)最大定時(shí)

13、131ms 2定時(shí)常數(shù)的設(shè)定：定時(shí)常數(shù)的設(shè)定： TC=216-100ms/2s =15536=3CB0H前往本章首頁(yè)即：即：TH0應(yīng)裝應(yīng)裝3CH，TL0應(yīng)裝應(yīng)裝B0H。3中斷管理：中斷管理： 允許允許T0中斷，開(kāi)放總中斷中斷，開(kāi)放總中斷 即：即：IE應(yīng)裝應(yīng)裝10000010B。 4啟動(dòng)定時(shí)器啟動(dòng)定時(shí)器T0： SETBTR0 5設(shè)置軟件計(jì)數(shù)器初值：如運(yùn)用設(shè)置軟件計(jì)數(shù)器初值：如運(yùn)用R7即即R7應(yīng)裝應(yīng)裝0AH 6動(dòng)態(tài)停機(jī)：動(dòng)態(tài)停機(jī)：SJMP$主程序如下：主程序如下：MAIN：MOVTMOD，#01H ；設(shè)定；設(shè)定T0為方式為方式1MOVTH0，#3CH；裝入定時(shí)常數(shù)高；裝入定時(shí)常數(shù)高8位位MOVTL

14、0，#0B0H；裝入定時(shí)常數(shù)低；裝入定時(shí)常數(shù)低8位位MOVIE，#82H；開(kāi)放；開(kāi)放T0中斷中斷SETBTR0；啟動(dòng)；啟動(dòng)T0MOVR7，#0AH；設(shè)置軟件計(jì)數(shù)器；設(shè)置軟件計(jì)數(shù)器SJMP$2中斷效力程序中斷效力程序義務(wù)：義務(wù)：1恢復(fù)恢復(fù)T0常數(shù)；常數(shù)； 2軟件計(jì)數(shù)器減軟件計(jì)數(shù)器減1； 3判別軟判別軟件計(jì)數(shù)器能否為件計(jì)數(shù)器能否為0。為。為0時(shí)，改動(dòng)時(shí)，改動(dòng)P1.0形狀，并恢復(fù)軟件形狀，并恢復(fù)軟件計(jì)數(shù)器初值；不為計(jì)數(shù)器初值；不為0時(shí)中斷前往。時(shí)中斷前往。程序如下：程序如下：TOINT：MOVTL0，#0B0H；恢復(fù)定時(shí)常數(shù)；恢復(fù)定時(shí)常數(shù)MOVTH0，#3CH；DJNZR7，NEXTCPL P1.0 MOVR7，#0AHNEXT：RETI完好程序如下：完好程序如下：ORG 0000H AJMP MAINORG 000BH AJMP TOINTOR