《單片機原理及接口技術(shù)》課件第5章

第5章單片機的中斷與定時系統(tǒng)5.1MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)

5.2MCS-51單片機的定時器/計數(shù)器

5.3MCS-51單片機外部中斷源的擴展

5.4

其他類型單片機的對照描述

本章小結(jié)

練習(xí)與思考題

5.1MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)

5.1.1計算機中斷技術(shù)的概念

1．中斷

中斷是一項重要的計算機技術(shù)?，F(xiàn)代的計算機之所以具有實時處理功能，即能對外界發(fā)生的事件做出及時處理的功能，就是依靠它們的中斷系統(tǒng)。

所謂中斷就是指計算機在執(zhí)行某一程序的過程中(A程序)，由于計算機系統(tǒng)內(nèi)、外的某種原因，而必須中止原程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序(B程序)，待處理結(jié)束之后，再回來繼續(xù)執(zhí)行被中止的原程序的過程(A程序)。

其中，A程序我們稱為主程序，B程序稱為中斷服務(wù)程序，某種原因稱為中斷請求，執(zhí)行B程序的過程稱為中斷響應(yīng)。如圖5-1所示。圖5-1中斷響應(yīng)示意圖采用了中斷技術(shù)后的計算機，可以解決CPU與外設(shè)之間速度匹配的問題，使計算機可以及時處理系統(tǒng)中許多隨機的參數(shù)和信息，同時，它也提高了計算機處理故障與應(yīng)變的能力。而且還具有以下優(yōu)點：

(1)使用中斷方式，可允許多個外圍設(shè)備與CPU同時工作，實現(xiàn)分時操作，大大提高計算機的利用率。

(2)利用中斷技術(shù)，CPU能夠及時處理測試、控制系統(tǒng)中許多隨機的參數(shù)和信息，實現(xiàn)實時處理，大大提高計算機處理問題的實時性和靈活性。

(3)中斷技術(shù)是CPU具有處理設(shè)備故障、掉電等突發(fā)事件的能力，提高計算機系統(tǒng)本身的可靠性。

2.中斷的響應(yīng)過程

中斷響應(yīng)過程如圖5-1所示。

(1)中斷查詢。在每條指令結(jié)束后，系統(tǒng)都自動檢測中斷請求信號，如果有中斷請求，且CPU處于開中斷狀態(tài)下，則響應(yīng)中斷。

(2)保護現(xiàn)場。在保護現(xiàn)場前，一般要關(guān)中斷，以防止現(xiàn)場被破壞。保護現(xiàn)場一般是用堆棧指令將原程序中用到的寄存器壓入堆棧。

(3)中斷服務(wù)。即為相應(yīng)的中斷源服務(wù)。

(4)恢復(fù)現(xiàn)場。用堆棧指令將保護在堆棧中的數(shù)據(jù)彈出來，在恢復(fù)現(xiàn)場前要關(guān)中斷，以防止現(xiàn)場被破壞。在恢復(fù)現(xiàn)場后應(yīng)及時開中斷。

(5)返回。此時CPU將壓入到堆棧的斷點地址彈回到程序計數(shù)器，從而使CPU繼續(xù)執(zhí)行剛才被中斷的程序。

3．MCS-51中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

MCS-51單片機具有功能較強的中斷系統(tǒng)。其中，共有5個中斷源，可實現(xiàn)二級中斷服務(wù)嵌套，由片內(nèi)特殊功能寄存器中的中斷允許寄存器IE控制CPU是否響應(yīng)中斷請求；中斷優(yōu)先級寄存器IP安排5個中斷源的優(yōu)先級。同一優(yōu)先級內(nèi)各中斷同時提出中斷請求時，由內(nèi)部的查詢邏輯確定其響應(yīng)次序。MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖5-2所示，它由中斷請求標志位、中斷允許寄存器IE、中斷優(yōu)先級寄存器IP硬件查詢電路組成。圖5-2MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)5.1.2中斷源及中斷的控制

1．MCS-51的中斷源

中斷源是指在計算機系統(tǒng)中向CPU發(fā)出中斷請求的來源。中斷源可以人為設(shè)定，也可以將突發(fā)性隨機事件設(shè)置為中斷源。

MCS-51單片機共有5個中斷源：外部中斷源2(

和)；2個片內(nèi)定時器/計數(shù)器T0和T1的溢出中斷TF0和TF1；1個片內(nèi)串行口的發(fā)送中斷TI和接收中斷RI。

這5個中斷源的優(yōu)先級分為兩級：高級中斷和低級中斷。其中任何一個中斷源的優(yōu)先級均可由軟件設(shè)定為高級或低級，能實現(xiàn)兩級中斷服務(wù)程序嵌套。這5個中斷源的優(yōu)先級分為兩級：高級中斷和低級中斷。其中任何一個中斷源的優(yōu)先級均可由軟件設(shè)定為高級或低級，能實現(xiàn)兩級中斷服務(wù)程序嵌套。

(1)?：外部中斷0請求，由P3.2引腳輸入。它有兩種觸發(fā)方式，通過IT0(TCON.0)來決定是電平觸發(fā)方式還是邊沿觸發(fā)方式。一旦輸入信號有效，則將中斷標志IE0置1，并且向CPU發(fā)出中斷請求。

(2)?：外部中斷1請求，由P3.3引腳輸入。通過IT1(TCON.2)來決定是電平觸發(fā)方式還是邊沿觸發(fā)方式。一旦輸入信號有效，則將中斷標志IE1置1，并且向CPU發(fā)出中斷請求。

(3)?TF0：片內(nèi)定時器/計數(shù)器T0溢出中斷請求。當(dāng)定時器/計數(shù)器T0產(chǎn)生溢出時，TF0置1，并向CPU發(fā)出中斷請求。

(4)?TF1：片內(nèi)定時器/計數(shù)器T1溢出中斷請求。當(dāng)定時器T1產(chǎn)生溢出時，TF1置l，并向CPU發(fā)出中斷請求。

(5)?RI/TI：片內(nèi)串行口發(fā)送/接收中斷請求。當(dāng)通過串行口發(fā)送或接收完一幀串行數(shù)據(jù)時，串行口中斷請求標志TI或RI置1，并向CPU發(fā)出中斷請求。

2．中斷源請求標志

MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)中，使用何種中斷，采用何種觸發(fā)方式，可通過定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON和串行控制寄存器SCON的有關(guān)位來規(guī)定。只要根據(jù)這些位的狀態(tài)就能確定有無中斷請求及中斷的來源。

1)定時器/計數(shù)器控制寄存器(TCON)

TCON是定時器/計數(shù)器控制寄存器，字節(jié)地址為88H，位地址88H～8FH。它用于保存外部中斷請求以及定時器的計數(shù)溢出，寄存器的內(nèi)容及位地址表示如下(與中斷有關(guān)的位有6位)：

(1)?IE0和IE1——外部中斷請求標志。

當(dāng)CPU采樣到(或)端出現(xiàn)中斷請求時，IE0(或IE1)位由硬件置“1”。在中斷響應(yīng)完成后轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)時，再由硬件自動清0。

(2)?IT0和IT1——選擇外部中斷源觸發(fā)方式控制位。

當(dāng)IT0=0時，為電平觸發(fā)方式。在這種方式下，CPU在每個機器周期的S5P2期間采樣(P3.2)引腳輸入電平。若采樣為低電平，認為有中斷申請，則置IE0標志為1；若采樣為高電平，認為無中斷申請或中斷申請已撤除，則將IE0標志清0。注意，在電平觸發(fā)方式下，CPU響應(yīng)中斷后不會自動清除IE0標志，也不能由軟件清除IE0標志，所以在中斷返回前，一定要撤消引腳上的低電平，使IE0置0，否則將再次引起中斷。

當(dāng)IT0=1時，為邊沿觸發(fā)方式。CPU在每個機器周期的S5P2期間采樣引腳輸入電平。如果連續(xù)兩次采樣，一個機器周期中采樣為高電平，接著下個機器周期中采樣為低電平，則置IE0標志為1，表示外部中斷0正在向CPU申請中斷。當(dāng)CPU響應(yīng)該中斷時，IE0由硬件自動清0。由于每個機器周期采樣一次外部中斷輸入電平，在邊沿觸發(fā)方式中，為保證CPU在兩個機器周期內(nèi)檢測到由高到低的負跳變，必須保證外部中斷源輸入的高電平和低電平的持續(xù)時間在12個時鐘周期以上。

IT1是選擇外部中斷1(

)觸發(fā)方式的控制位。其操作功能與IT0類同。

(3)TF0和TF1——片內(nèi)定時器/計數(shù)器計數(shù)溢出標志。

定時器/計數(shù)器被啟動后，從初始值開始進行加1計數(shù)，當(dāng)最高位產(chǎn)生溢出時置該標志位為1(TF0/TF1)，向CPU申請中斷，直到CPU響應(yīng)該中斷時，才由硬件自動將該標志位清0。

定時器/計數(shù)器的計數(shù)溢出標志位的使用有兩種情況：采用中斷方式時，作中斷請求標志位來使用；采用查詢方式時，作查詢狀態(tài)位來使用。

2)串行口控制寄存器(SCON)

SCON是串行口控制寄存器，寄存器地址98H，位地址98H～9FH。寄存器的內(nèi)容及位地址(與中斷有關(guān)的只有它的低兩位TI和RI)如下：

(1)?TI(SCON.1)——串行口發(fā)送中斷請求標志位。

當(dāng)CPU將一個要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時，就啟動發(fā)送。每發(fā)送完一個串行幀，由硬件置位TI。

注意：當(dāng)CPU響應(yīng)中斷時，TI不能由硬件清0，必須由軟件清0。

(2)?RI(SCON.0)——串行口接收中斷請求標志位。

當(dāng)允許串行口接收數(shù)據(jù)時，每接收完一個串行幀，由硬件置位RI。同樣，RI必須由軟件清0。

串行中斷請求由TI和RI的邏輯或得到，即無論是發(fā)送標志TI還是接收標志RI，都會產(chǎn)生串行中斷請求。

注意：CPU復(fù)位后，TCON和SCON各位清0。5.1.3中斷響應(yīng)的控制

在MCS-51單片機的中斷系統(tǒng)中，由中斷源向CPU發(fā)出中斷請求，但CPU是否響應(yīng)，怎樣響應(yīng)，就得由中斷允許控制寄存器以及中斷優(yōu)先級控制寄存器來決定。

1．中斷允許控制寄存器(IE)

中斷允許控制寄存器IE的字節(jié)地址為A8H，位地址為0A8H～0AFH。通過對IE的編程寫入，控制CPU對中斷源的開放或禁止，以及對每一中斷源是否允許中斷。寄存器的內(nèi)容及地址表示(與中斷有關(guān)的控制位共有6位)如下：

(1)?EA——CPU中斷允許總控制位。

EA=1，CPU開放中斷，這時每個中斷源的中斷請求被允許或禁止，取決于各自中斷允許位的置1或清0。

EA=0，CPU屏蔽所有的中斷請求，即關(guān)中斷。

(2)?ES——串行口中斷允許控制位。

ES=1，允許串行口中斷。

ES=0，禁止串行口中斷。

(3)?ET1和ET0——定時器/計數(shù)器中斷允許控制位。

ETl(ET0)=1，允許T1(T0)中斷。

ET1(ET0)=0，禁止T1(T0)中斷。

(4)?EX1和EX0——外部中斷允許控制位。

EX1(EX0)=1，允許外部中斷1(0)中斷。

EX1(EX0)=0，禁止外部中斷1(0)中斷。

在MCS-51單片機系統(tǒng)復(fù)位后，IE中各位均被清0，即處于禁止所有中斷源的狀態(tài)，可在系統(tǒng)初始化程序中對IE寄存器編程。

注意：以上所說“禁止”并不能禁止中斷源的中斷請求，它只是禁止CPU去響應(yīng)中斷請求。例如：要以中斷方式使用T0，可以用下面的字節(jié)操作指令：

MOVIE，#82H ；10000010B

也可以用下面的位操作指令實現(xiàn)：

SETBEA

SETBET0

2．中斷優(yōu)先級控制寄存器(IP)

MCS-51單片機中斷系統(tǒng)具有兩級中斷優(yōu)先級管理。每一個中斷源均可通過對中斷優(yōu)先級寄存器IP的設(shè)置，選擇高優(yōu)先級中斷或低優(yōu)先級中斷，并可實現(xiàn)二級中斷嵌套。

中斷優(yōu)先級寄存器IP的字節(jié)地址為0B8H，位地址為0B8H～0BFH。通過對IP的編程，可實現(xiàn)將l個中斷源分別設(shè)置為高優(yōu)先級中斷或低優(yōu)先級中斷。其格式如下：(1)?PS——串行口中斷優(yōu)先級設(shè)定位。

PS=1，高優(yōu)先級；PS=0，低優(yōu)先級。

(2)?PT1——片內(nèi)定時器T1中斷優(yōu)先級設(shè)定位。

PTl=1，高優(yōu)先級；PT1=0，低優(yōu)先級。

(3)?PX1——外部中斷1中斷優(yōu)先級設(shè)定位。

PX1=1，高優(yōu)先級；PX1=0，低優(yōu)先級。

(4)?PT0——片內(nèi)定時器T0中斷優(yōu)先級設(shè)定位。

PT0=1，高優(yōu)先級；PT0=0，低優(yōu)先級。

(5)?PX0——外部中斷0中斷優(yōu)先級設(shè)定位。

PX0=1，高優(yōu)先級；PX0=0，低優(yōu)先級。

MCS-51單片機中斷優(yōu)先級管理遵循的基本原則是：高優(yōu)先級中斷源可中斷正在執(zhí)行的低優(yōu)先級中斷服務(wù)程序，除非在執(zhí)行低優(yōu)先級服務(wù)程序時，設(shè)置了CPU關(guān)中斷或禁止某些高優(yōu)先級中斷源的中斷；同級或低優(yōu)先級中斷源不能中斷正在執(zhí)行的中斷服務(wù)程序。

為了符合上述原則，在中斷系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置了兩個用戶不可訪問的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器。其中一個是高優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器，置1時表示當(dāng)前服務(wù)的中斷是高優(yōu)先級的，以阻止其他中斷申請；另一個是低優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器，置1時表示當(dāng)前服務(wù)的中斷是低優(yōu)先級的，它允許被高優(yōu)先級的中斷申請所中斷。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時，IP寄存器被清0，將5個中斷源均設(shè)置為低優(yōu)先級中斷。

如果同一級的幾個中斷源同時向CPU申請中斷，CPU便通過內(nèi)部硬件查詢邏輯按自然優(yōu)先級決定響應(yīng)順序。各中斷源按自然優(yōu)先級由高到低的排列順序如表5-1所示。表5-1同級中斷源內(nèi)部自然優(yōu)先級順序5.1.4中斷服務(wù)的流程

1．響應(yīng)中斷的條件及過程

中斷處理過程一般分為3個階段，即中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回。

1)中斷響應(yīng)

中斷響應(yīng)是指在滿足CPU的中斷響應(yīng)條件之后，CPU對中斷源中斷請求的回答。在這個階段，CPU要完成中斷服務(wù)以前的所有準備工作，包括保護斷點及把程序轉(zhuǎn)向中斷程序的入口地址。

(1)?CPU響應(yīng)中斷的基本條件如下：

①有中斷源發(fā)出中斷申請；

②中斷總允許位EA=1，即CPU開放中斷；

③請求中斷的中斷源的中斷允許位置1，即該中斷源可以向CPU發(fā)中斷申請。

CPU在每個機器周期的S5P2期間，采樣中斷源，而在下一個機器周期的S6期間按優(yōu)先級順序查詢各中斷標志，如查詢到某個中斷標志為1，將在再下一個機器周期S1期間按優(yōu)先級順序進行中斷處理。但在下列任何一種情況存在時，中斷響應(yīng)會被阻止。

CPU正在執(zhí)行同級或高一級的中斷服務(wù)程序；

現(xiàn)行機器周期不是正在執(zhí)行的指令的最后一個機器周期，即現(xiàn)行指令完成前不響應(yīng)任何中斷請求；

當(dāng)前正在執(zhí)行的是中斷返回指令RETI或訪問特殊功能寄存器IE或IP的指令。也就是說，在執(zhí)行RETI或是訪問IE、IP的指令后，至少需要再執(zhí)行—條其他指令，才會響應(yīng)中斷請求。

中斷查詢在每個機器周期都要重復(fù)執(zhí)行。如果CPU響應(yīng)中斷的基本條件已滿足，但由于上述3個封鎖條件之一而未被及時響應(yīng)，待封鎖中斷的條件撤消后，若中斷標志也已消失，則本次被拖延的這個中斷請求就不會被響應(yīng)。

(2)中斷響應(yīng)過程。如果中斷響應(yīng)的條件滿足，且不存在中斷封鎖的情況，則CPU將響應(yīng)中斷源的中斷請求，進入中斷響應(yīng)周期。CPU在中斷響應(yīng)周期要完成下列操作：

①將相應(yīng)的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1；

②由硬件清除相應(yīng)的中斷請求標志；

③執(zhí)行一條由硬件生成的長調(diào)用指令LCALL。該指令將自動把斷點地址(PC值)壓入堆棧保護起來。然后將對應(yīng)的中斷入口地址送入程序計數(shù)器PC，使程序轉(zhuǎn)向該中斷入口地址(見表5-2)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。表5-2中斷源入口地址表

(3)中斷服務(wù)與返回。中斷服務(wù)程序從入口地址開始執(zhí)行，一直到返回指令“RETI”為止，這個過程稱為中斷服務(wù)。在編寫中斷服務(wù)程序時應(yīng)注意以下幾點：

①因各入口地址之間只相隔8個字節(jié)，一般的中斷服務(wù)程序是存放不下的。所以通常在中斷入口地址單元處存放一條無條件轉(zhuǎn)移指令，這樣就可使中斷服務(wù)程序靈活地安排在64KB程序存儲器的任何空間。

②若要在執(zhí)行當(dāng)前中斷程序時禁止更高優(yōu)先級中斷，可先用軟件關(guān)閉CPU中斷，或禁止某中斷源中斷，在中斷返回前再開放中斷。③在保護現(xiàn)場和恢復(fù)現(xiàn)場時。為了不使現(xiàn)場數(shù)據(jù)受到破壞或造成混亂，通常規(guī)定CPU不響應(yīng)新的中斷請求。因此在編寫中斷服務(wù)程序時，應(yīng)注意在保護現(xiàn)場之前要關(guān)中斷，在保護現(xiàn)場之后根據(jù)需要開中斷，以便允許更高級的中斷請求中斷它。在恢復(fù)現(xiàn)場之前也應(yīng)關(guān)中斷，恢復(fù)現(xiàn)場后再開

中斷。

中斷服務(wù)程序的最后一條是返回指令RETI。RETI指令的執(zhí)行標志著中斷服務(wù)程序的結(jié)束，該指令將清除響應(yīng)中斷時被置位的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器，然后自動將斷點地址從棧頂彈出，裝入程序計數(shù)器PC，使程序返回到被中斷的程序斷點處，繼續(xù)向下執(zhí)行。

2)中斷請求的撤除

CPU響應(yīng)中斷請求后，在中斷返回(RETI)前，該中斷請求信號必須撤除，否則會引起另外一次中斷。但以上幾種中斷被響應(yīng)時，中斷請求標志并非都能被清除，這一點應(yīng)引起注意。采用邊沿觸發(fā)的外部中斷標志IE0或IE1和定時器中斷標志TF0或TF1，CPU響應(yīng)中斷后，能用硬件自動清除，無需采取其他措施。但在電平觸發(fā)時，IE0或IE1受外部引腳中斷信號(或)的直接控制，CPU無法控制IE0或IE1，需要另外考慮撤除中斷請求信號的措施。如通過外加硬件電路，并配合軟件來解決；串行口中斷請求標志TI和RI也不能由硬件自動清除，需要在中斷服務(wù)程序中用軟件來清除相應(yīng)的中斷請求標志。

2．中斷程序舉例

例5-11個外部中斷源系統(tǒng)。

如圖5-3所示的外部中斷源為單片機控制的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。P1口設(shè)置為數(shù)據(jù)輸入口，外圍設(shè)備每準備好一個數(shù)據(jù)時，發(fā)出一個選通信號，向CPU發(fā)出中斷請求(

)。圖5-3數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)示意圖采用電平觸發(fā)方式時，外部中斷請求標志IE0/IE1在CPU響應(yīng)中斷時不能由硬件自動清除，本系統(tǒng)采用的是硬件清除的方法。

程序清單：

ORG 0000H

START： LJMP MAIN ；跳轉(zhuǎn)到主程序

ORG 0003H

LJMP INT0 ；轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序

ORG 0030H ；主程序MAIN：CLR IT0 ；設(shè)為電平觸發(fā)方式

SET

EA；CPU開放中斷

SET

EX0；允許中斷

MOVR0,#30H；設(shè)置數(shù)據(jù)區(qū)地址指針

…… ；主程序的其他工作

ORG 0100H ；中斷服務(wù)程序INT0：PUSH

PSW；保護現(xiàn)場

PUSH

A

CLR

P3.0；P3.0輸出“0”

NOP

NOP

SETB

P3.0 ；P3.0輸出“1”

MOV

A，P1；輸入外部數(shù)據(jù)

MOV

@R0,?A；存入數(shù)據(jù)存儲器

INC

R0 ；修改數(shù)據(jù)指針，指向下一個單元

…… ；可以加入其他工作

POP

A；恢復(fù)現(xiàn)場

POP

PSW

RETI；中斷返回

5.2MCS-51單片機的定時器/計數(shù)器

將計算機應(yīng)用于測控系統(tǒng)時，常常需要有實時時鐘以實現(xiàn)定時或延時控制，或需要對外部事件進行計數(shù)。雖然定時的實現(xiàn)可由CPU利用軟件編程來完成，但這樣就會降低CPU的效率，這時可使用硬件定時計數(shù)器。

MCS-51系列單片機內(nèi)有兩個可編程的定時器/計數(shù)器T0和T1；MCS-52系列中除這兩個定時器外，還有一個定時器/計數(shù)器T2。本章主要介紹MCS-51的兩個定時器的結(jié)構(gòu)、原理、工作方式及其應(yīng)用。5.2.1計算機定時方法概述

在單片機的控制應(yīng)用中，定時是必不可少的，可供選擇的定時方法有：

1)軟件定時

軟件定時靠執(zhí)行一個循環(huán)程序進行時間延遲。軟件定時的特點是時間精確，且不需要外加硬件電路。但軟件定時要占用CPU，增加CPU開銷，因此軟件定時的時間不宜太長。此外，軟件定時方法在某些情況下無法使用。

2)硬件定時

對于時間較長的定時，常使用硬件電路完成。硬件定時方法的特點是定時功能全部由硬件電路完成，不占用CPU時間。但需通過改變電路中的元件參數(shù)來調(diào)節(jié)定時時間，在使用上不夠方便。

3)可編程定時器定時

這種定時方法是通過對系統(tǒng)時鐘脈沖的計數(shù)來實現(xiàn)的。計數(shù)值通過程序設(shè)定，改變計數(shù)值，也就改變了定時時間，使用既靈活又方便。此外，也有采用計數(shù)方法實現(xiàn)定時，因此可編程定時器都兼有計數(shù)功能，可對外來脈沖進行計數(shù)。

5.2.2MCS-51單片機定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)5.2.2MCS-51單片機定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)

1．定時器/計數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)

MCS-51單片機共有2個定時器/計數(shù)器，分別為定時器/計數(shù)器0(T0)和定時器/計數(shù)器1(T1)。它們都有16位加法計數(shù)結(jié)構(gòu)。16位的定時器/計數(shù)器分別由兩個8位特殊功能寄存器組成：定時器/計數(shù)器T0由TH0和TL0構(gòu)成；定時器/計數(shù)器T1由TH1和TL1構(gòu)成。這4個計數(shù)器均屬特殊功能寄存器。

此外，其內(nèi)部還有2個8位的特殊功能寄存器TMOD和TCON。其中TMOD是定時器的工作方式寄存器，TCON是控制寄存器，主要用于定時器/計數(shù)器管理與控制。

2．定時器/計數(shù)器的工作原理

16位的定時器/計數(shù)器的核心是一個加1計數(shù)器，如圖5-4所示。當(dāng)設(shè)置為定時工作方式時，對機器周期TM計數(shù)。這時計數(shù)器的計數(shù)脈沖由振蕩器的12分頻信號產(chǎn)生，即每經(jīng)過一個機器周期，計數(shù)值加1，直至計滿溢出。若中斷是開放的，這時可向CPU申請中斷。當(dāng)晶振頻率fOSC=12MHz時，計數(shù)頻率=1MHz，或計數(shù)周期=1μs。從開始計數(shù)到溢出的這段時間就是所謂的定時時間。在機器周期固定的情況下，定時時間的長短與計數(shù)器事先裝入的初值有關(guān)，裝入的初值越大，定時越短。當(dāng)設(shè)置為計數(shù)工作方式時，通過引腳T0(P3.4)或T1(P3.5)對外部脈沖信號計數(shù)。當(dāng)T0或T1腳上輸入的脈沖信號出現(xiàn)由1到0的負跳變時，計數(shù)器值加1。CPU在每個機器周期的S5P2期間采樣T0和T1引腳的輸入電平，若前一個機器周期采樣值為1，后一個機器周期采樣值為0，則在緊跟著的再下一個周期的S3P1期間，計數(shù)器的計數(shù)值加1。因此，檢測一個從1到0的負跳變需要2個機器周期，即24個振蕩周期，故最高計數(shù)頻率為晶振頻率fOSC的24分頻。雖然對外部輸入信號的占空比沒有特殊要求，但為了確保某個給定電平在變化前至少被采樣一次，要求高電平(或低電平)保持時間至少為1個完整的機器周期。圖5-4MCS-51定時器/計數(shù)器工作原理圖當(dāng)通過CPU用軟件設(shè)定了定時器T0或T1的工作模式后，定時器就會按設(shè)定的工作方式與CPU并行運行，不再占用CPU的操作時間，除非定時器計滿溢出，才可能中斷CPU的當(dāng)前工作。

除了可以選擇定時模式或計數(shù)模式外，定時器還有4種工作方式可供選擇，即定時器可構(gòu)成4種電路結(jié)構(gòu)模式(T1只有3種)。5.2.3MCS-51單片機定時器/計數(shù)器工作方式

MCS-51單片機內(nèi)部的定時器/計數(shù)器可設(shè)置為4種工作方式，由兩個8位特殊功能寄存器TMOD和TCON進行管理與控制。在使用前必須由CPU將一些命令(或稱控制字)和初始值寫入特殊功能寄存器TMOD和TCON，并給對應(yīng)的定時器/計數(shù)器(TH、TL)賦初值，以定義定時器/計數(shù)器的工作模式、工作方式和實現(xiàn)的控制功能。

1．定時器/計數(shù)器的管理與控制

1)工作方式寄存器TMOD

TMOD用于定義T0和T1的工作模式，選擇定時器/計數(shù)器工作方式以及啟動方式等。格式如下：其中低4位用于定義定時器T0，高4位用于定義定時器T1。各位的作用分述如下：

(1)?M1和M0：工作方式選擇位。由M1M0的4種組合狀態(tài)確定4種工作方式，見

表5-3。表5-3定時器/計數(shù)器的工作模式

(2)?C/：定時器/計數(shù)器功能選擇位。當(dāng)C/

=0時，作為定時器使用；當(dāng)C/

=1時，作為計數(shù)器使用。

(3)?GATE：門控位。用于選擇定時器T0或T1的啟動方式。即啟動是否受外部引腳或的電平影響。當(dāng)GATE=0時，只要用軟件使TR0或TR1置1就可啟動定時器工作；當(dāng)GATE=1時，只有在或為高電平，且將TR0或TR1置1時，才能啟動定時器T0或T1工作。

TMOD是工作方式寄存器，在片內(nèi)RAM中的地址為89H，它不能位尋址，只能用字節(jié)傳送指令設(shè)置定時器的工作方式。復(fù)位時，TMOD所有位均清0。

2)控制寄存器TCON

TCON是定時器/計數(shù)器的控制寄存器，主要用于定時器/計數(shù)器T0或T1的啟、停控制，標志定時器的溢出和中斷情況。TCON各位的格式如下：

(1)?TF1(TCONN.7)：定時器T1溢出標志。當(dāng)T1溢出時，由硬件自動使TF1置1，并可向CPU申請中斷。當(dāng)進入中斷服務(wù)程序時，由硬件自動將TF1清0。TF1也可以由用戶軟件查詢和軟件清0。

(2)TR1(TCONN.6)：定時器T1運行控制位。由軟件來置1或清0。當(dāng)TR1=1時，T1啟動工作；當(dāng)TR1=0時，T1停止工作。

(3)?TF0(TCONN.5)：定時器T0溢出標志。其功能和操作情況同TF1。

(4)?TR0(TCONN.4)：定時器T0運行控制位。其功能和操作情況同TR1。

(5)?IE1(TCONN.3)：外部中斷1(

)請求標志。

(6)?IT1(TCONN.2)：外部中斷1觸發(fā)方式選擇位。

(7)?IE0(TCONN.1)：外部中斷0(

)請求標志。

(8)?IT0(TCONN.0)：外部中斷0觸發(fā)方式選擇位。

TCON中的低4位(IE1、IT1、IE0、IT0)與中斷有關(guān)，其詳細功能已在5.1節(jié)中斷系統(tǒng)中詳細討論。

TCON在片內(nèi)RAM中的字節(jié)地址為88H。它是可以位尋址的。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時，TCON的所有位均被清0。

2．定時器/計數(shù)器的工作方式

定時器/計數(shù)器T0和T1有4種工作方式，即方式0、方式1、方式2和方式3，它是通過軟件對TMOD中M1、M0位的設(shè)置選擇的。這4種工作方式的區(qū)別在于對T0(或T1)的兩個8位計數(shù)器TH0、TL0(或TH1、TL1)的計數(shù)操作方式不同。在方式0、1、2中，T0和T1的用法基本一致，而方式3只有T0才有?，F(xiàn)以T0為例介紹。

1)方式0

方式0是一個13位的定時器/計數(shù)器。圖5-5為定時器T0在方式0下的邏輯結(jié)構(gòu)圖圖5-5定時器/計數(shù)器0的工作方式0結(jié)構(gòu)圖在方式0下，由TL0的低5位(高3位未用)和TH0的8位組成13位計數(shù)器。當(dāng)TL0的低5位溢出時向TH0進位，而當(dāng)TH0溢出時則向中斷標志位TF0置位，并在中斷允許時申請中斷。

由圖可見，選擇定時還是計數(shù)模式受邏輯軟開關(guān)C/

(TMOD中的C/位)控制。當(dāng)C/

=?0時，工作于定時器工作方式，計數(shù)脈沖是由振蕩器經(jīng)12分頻產(chǎn)生的。加1計數(shù)器對機器周期計數(shù)。其定時時間按下式計算：

定時時間=(213－計數(shù)初值TC)?×?機器周期

當(dāng)C/

=1時，定時器工作于計數(shù)器工作方式，對外部輸入端T0或T1的輸入脈沖計數(shù)。當(dāng)外部信號電平發(fā)生1到0跳變時，計數(shù)器加1。

13位的加1計數(shù)器的啟、停受一些邏輯門控制，當(dāng)GATE＝0時，或門輸出為1(與無關(guān))。只要TR0=1，則與門輸出為1，控制開關(guān)接通計數(shù)器，允許T0在原有值上做加法計數(shù)，直至溢出。溢出時，13位計數(shù)器復(fù)0，TF0置1，并申請中斷，還可從0開始計數(shù)。若TR0=0，則斷開控制開關(guān)，停止計數(shù)。

當(dāng)GATE＝1，并且TR0＝1時，則或門、與門輸出僅受

控制。這時外部信號電平通過引腳直接開啟或關(guān)斷計數(shù)通道。即當(dāng)從0變?yōu)?則開始計數(shù)；若從1變?yōu)?，停止計數(shù)。應(yīng)用這種控制方法可以測量在輸入端出現(xiàn)的外部信號的脈沖寬度。

例5-2

設(shè)單片機晶振頻率為6MHz，使用定時器1以方式0產(chǎn)生周期為500?

s的等寬的方波連續(xù)脈沖，并由P1.0輸出。用查詢方式編寫程序。

第1步，計算計數(shù)初值。

對周期500

s的等寬方波，定時時間應(yīng)為250

s。若使用6MHz晶振，一個機器周期為2

s。方式0為13位計數(shù)結(jié)構(gòu)，設(shè)待求的計數(shù)初值為X，則：

定時時間＝(213－計數(shù)初值TC)?×?機器周期

250?×?26＝(213－X)?×?2?×?26

X=8067；二進制數(shù)表示為1111110000011B；十六進制數(shù)高8位表示為0FCH(TH1)，低5位表示為03H(TL1)。第2步，TMOD寄存器初始化。

(1)把定時器/計數(shù)器1設(shè)定為方式0，則M1M0=00；

(2)為實現(xiàn)定時功能，應(yīng)使C/=0；

(3)為實現(xiàn)定時器/計數(shù)器1的運行控制，則GATE=0；

(4)定時器/計數(shù)器0不用，有關(guān)設(shè)定為0。

因此，TMOD寄存器應(yīng)初始化為00H。

第3步，由定時器控制寄存器TCON中的TR1位控制定時器的啟動和停止。

TR1=1啟動，TR1=0停止。第4步，程序設(shè)計。

MOV

TMOD，#00H；設(shè)置T1為工作方式0

MOV

TH1，#0FCH ；設(shè)置計數(shù)初值

MOV

TL1，#03H；

MOV

IE，#00H；禁止中斷

LOOP：SETB

TR1 ；啟動定時

JBCTF1，LOOP1；查詢計數(shù)溢出

AJMP LOOP

LOOP1：MOVTH1，#0FCH ；重新設(shè)置計數(shù)初值

MOVTL1，#03H

CLR TF1 ；計數(shù)溢出標志位清0

CPL P1.0；輸出取反

AJMPLOOP ；重復(fù)循環(huán)

2)方式1

定時器/計數(shù)器工作于方式1時為一個16位的計數(shù)器。其邏輯結(jié)構(gòu)、操作及運行控制幾乎與方式0的完全一樣，差別僅在于計數(shù)器的位數(shù)不同，如圖5-6所示。在方式1中TL和TH均為8位，TL和TH一起構(gòu)成了16位計數(shù)器。用于定時工作方式1時，定時時間為

定時時間＝(216－計數(shù)初值TC)?×?機器周期

用于計數(shù)器工作方式時，最大計數(shù)值為216＝65536。圖5-6定時器/計數(shù)器T0工作方式1的結(jié)構(gòu)圖

例5-3

題目同例5-2，但要求以中斷方式完成。單片機晶振頻率為6MHz，使用定時器1以工作方式1產(chǎn)生周期為500

s的等寬連續(xù)正方波脈沖，并在P1.0端輸出。

第1步，計算計數(shù)初值。

TH1=0FFH TL1=83H

第2步，TMOD寄存器初始化。

TMOD=10H第3步，程序設(shè)計。

主程序：

MOVTMOD，#10H；定時器1工作方式1

MOVTH1，#0FFH ；設(shè)置計數(shù)初值

MOVTL1，#83H

SETBEA ；開中斷

SETBET1 ；允許定時器1中斷

LOOP：SETBTR1 ；定時開始

HERE：SJMP＄ ；等待中斷中斷服務(wù)程序：

MOVTH1，#0FFH ；重新設(shè)置計數(shù)初值

MOVTL1，#83H

CPLP1.0 ；輸出取反

RETI ；中斷返回

3)方式2

定時器/計數(shù)器工作于方式2時，將兩個8位計數(shù)器TH、TL分成獨立的兩部分，組成一個可自動重裝載的8位定時器/計數(shù)器。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖5-7所示圖5-7定時器/計數(shù)器T0工作方式2的結(jié)構(gòu)圖

在方式0和方式1中，當(dāng)計滿溢出時，計數(shù)器TH和TL的初值全部為0，若要進行重復(fù)定時或計數(shù)，還需用軟件向TH和TL重新裝入計數(shù)初值。而工作在方式2時，16位計數(shù)器被拆成兩個，TL用作8位計數(shù)器，TH用以存放8位的計數(shù)初值。在程序初始化時，TL和TH由軟件賦予相同的初值。計數(shù)過程中，若TL計數(shù)溢出，一方面將TF置1，請求中斷；另一方面自動將TH中的初值重新裝入TL中，使TL從初值開始重新計數(shù)。這可以多次循環(huán)重裝入，直到TR=0才停止計數(shù)。

用于定時工作方式時，定時時間t為

t?=(28－計數(shù)初值TC)?×?機器周期

方式2用于計數(shù)工作方式時，最大計數(shù)值(初值=0時)是28。方式2特別適合于用作較精確的定時和脈沖信號發(fā)生器，還常用作串行口波特率發(fā)生器(詳見第6章有關(guān)內(nèi)容)。例5-4

使用定時器0以工作方式2產(chǎn)生100

s定時，在P1.0輸出周期為200

s的連續(xù)正方波脈沖。已知晶振頻率為6MHz。

第一步，計算計數(shù)初值。

6MHz晶振下，一個機器周期為2

s，以TH0作重裝載的預(yù)置寄存器，TL0作8位計數(shù)器，假設(shè)計數(shù)初值為X，則：

t?=(28－計數(shù)初值TC)?×?機器周期

100?×?26=(28-X)?×?2?×?26

X=206D=11001110B=0CEH

TH0=TL0=0CEH第二步，TMOD寄存器初始化。

(1)定時器/計數(shù)器0為工作方式2，M1M0=10；

(2)為實現(xiàn)定時功能C/=0；

(3)為實現(xiàn)定時器/計數(shù)器0的運行，GATE=0；

(4)定時器/計數(shù)器1不用，有關(guān)位設(shè)定為0。

TMOD=02H

第三步，程序設(shè)計。

(1)用查詢方式設(shè)計程序。

MOVIE，#00H ；禁止中斷

MOVTMOD，#02H；設(shè)置定時器0為工作

方式2

MOVTH0，#0CEH ；保存計數(shù)初值

MOVTL0，#0CEH ；設(shè)置計數(shù)初值

SETBTR0 ；啟動定時

LOOP：JBCTF0，LOOP1；查詢計數(shù)溢出

AJMPLOOP

LOOP1：CPL P1.0 ；輸出方波

AMP LOOP ；重復(fù)循環(huán)

由于方式2具有自動重裝載功能，因此計數(shù)初值只需要設(shè)置一次，以后不再需要軟件重置。

(2)用中斷方式設(shè)計程序。

主程序：

MOVTMOD，#02H；設(shè)置定時器0為工作方式2

MOVTH0，#0CEH；保存計數(shù)初值

MOVTL0，#0CEH；設(shè)置計數(shù)初值

SETB EA；開中斷

ETB ET0 ；允許定時器0中斷

LOOP：SETBTR0；等待中斷

HERE： SJMP ＄

中斷服務(wù)程序：

CPL P1.0

RETI

4)方式3

方式3只適用于定時器T0。在方式3下，T0被分成兩個相互獨立的8位計數(shù)器TL0和TH0，如圖5-8所示。

當(dāng)定時器T0工作于方式3時，TL0使用T0本身的控制位、引腳和中斷源，即C/、GATE、TR0、TF0和T0(P3.4)引腳、

(P3.2)引腳，并可工作于定時器模式或計數(shù)器模式。除僅用8位寄存器TL0外，其功能和操作情況與方式0和方式1的一樣。圖5-8定時器/計數(shù)器T0工作方式3的結(jié)構(gòu)圖由圖5-8可見，TH0只能工作在定時器狀態(tài)，對機器周期進行計數(shù)，并且占用了定時器T1的控制位TR1和TF1，同時占用了T1的中斷源。TH0的啟動和關(guān)閉僅受TR1的控制。方式3為定時器T0增加了一個額外的8位定時器。

定時器T1沒有方式3狀態(tài)，若設(shè)置為方式3，其效果與TR1=0一樣，定時器T1停止工作。

在定時器T0工作于方式3時，T1仍可設(shè)置為方式0～方式2。由于TR1、TF1和T1的中斷源均被定時器T0占用，此時只能通過T1控制位C/來切換定時或計數(shù)。在T0設(shè)置為方式3工作時，一般是將定時器T1作為串行口波特率發(fā)生器，或用于不需要中斷的場合。

5.3MCS-51單片機外部中斷源的擴展

MCS-51單片機僅提供兩個外部中斷源輸入端(、

)，而實際應(yīng)用系統(tǒng)中可能有兩個以上的外部中斷源，這時必須對外部中斷源進行擴展。

擴展外部中斷源的方法有：通過線或邏輯實現(xiàn)的擴展法，利用定時器/計數(shù)器擴展法，以及硬件電路擴展法。下面介紹通過線或邏輯實現(xiàn)外部中斷源擴展法和定時器/計數(shù)器擴展法。5.3.1通過線或邏輯實現(xiàn)擴展

例5-5

多個外部中斷源系統(tǒng)。

假設(shè)有5個外部中斷源，中斷優(yōu)先級排隊順序為：X0、X1、X2、X3、X4。試設(shè)計它們與80C51單片機的接口。

系統(tǒng)有多個外部中斷源時，可按它們的輕重緩急進行中斷優(yōu)先級排隊，將最高優(yōu)先級的中斷源接在端，其余中斷源用線或電路接到端，同時分別將它們引入一個I/O口，以便在的中斷服務(wù)程序中由軟件按預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級順序查詢中斷的來源。使用此方法原則上可以處理任意多個中斷源本例中將X0經(jīng)非門接到，其余的X1、X2、X3、X4經(jīng)集電極開路的非門構(gòu)成或非電路接到端，并分別與P1.0、P1.1、P1.2、P1.3相連，如圖5-9所示。當(dāng)X0～X4中有一個或幾個有效時，都會通過引腳向CPU發(fā)出中斷請求。在的中斷服務(wù)程序中依次查詢P1.0～P1.3，就可以確定究竟是哪個中斷提出請求。圖5-9多個外部中斷源系統(tǒng)系統(tǒng)的中斷應(yīng)用程序段:

ORG0003H

LJMPINTE0 ；轉(zhuǎn)外部中斷0服務(wù)程序入口

ORG0013H

LJMPINTE1 ；轉(zhuǎn)外部中斷1服務(wù)程序入口

INTE0： PUSHPSW ；X0中斷服務(wù)程序

PUSHA

POPA

POPPSW

RETINTE1：PUSH PSW；中斷服務(wù)程序

PUSH A

JB P1.0，DV1；P1.0為1，轉(zhuǎn)X1中斷服務(wù)程序

JB P1.1，DV2；P1.1為1，轉(zhuǎn)X2中斷服務(wù)程序

JB P1.2，DV3；P1.2為1，轉(zhuǎn)X3中斷服務(wù)程序

JB P1.3，DV4；P1.3為1，轉(zhuǎn)X4中斷服務(wù)程序

INTRET：POPA

POPPSW

RETIDV1： ；X1中斷服務(wù)程序

AJMPINTRET

DV2： ；X2中斷服務(wù)程序

AJMPINTRET

DV3： ；X3中斷服務(wù)程序

AJMPINTRET

DV4： ；X4中斷服務(wù)程序

AJMPINTRET當(dāng)所要處理的外部中斷源的數(shù)目較多而其速度又要求較快時，采用軟件查詢的方法進行中斷優(yōu)先級排隊常常不能滿足時間上的要求，采用硬件對外部中斷源進行優(yōu)先級排隊就可避免這個問題。

常用的硬件排隊電路是74LS148優(yōu)先權(quán)編碼器，它具有8個中斷輸入端，3個編碼輸出端。在使能端控制下，只要8個輸入端中任意一個輸入為低電平，就有一組相應(yīng)的編碼輸出，如果8個輸入端同時有多個輸入為低電平，則輸出編號最大的輸入所對應(yīng)的編碼。5.3.2通過定時器/計數(shù)器實現(xiàn)擴展

當(dāng)實際應(yīng)用系統(tǒng)中有兩個以上的外部中斷源，而片內(nèi)定時器/計數(shù)器未使用時，可以利用定時器/計數(shù)器來擴展外部中斷源。

擴展的方法是：將定時器/計數(shù)器設(shè)置成計數(shù)器方式，計數(shù)初值設(shè)定為滿程，將帶擴展的外部中斷源接到定時器/計數(shù)器的外部計數(shù)引腳。從該引腳輸入一個下降沿信號，計數(shù)加1后便產(chǎn)生定時器/計數(shù)器的溢出中斷。因此可以把定時器/計數(shù)器的外部計數(shù)引腳作為擴展中斷源的中斷輸入端。擴展中斷源的步驟為：

(1)設(shè)置定時器/計數(shù)器為工作方式2，即自動裝載式8位計數(shù)，以便在一次中斷響應(yīng)后，自動為下一次中斷請求做好準備。

(2)高低8位計數(shù)器(TH和TL)均預(yù)置為(0FFH)。

(3)擴展的外部中斷請求信號接計數(shù)輸入端(T0或T1)。

(4)把擴展外部中斷服務(wù)程序按所用的定時器/計數(shù)器中斷入口地址存放。例如，以定時器/計數(shù)器0擴展一個外部中斷，其初始化程序段為：

MOVTMOD，#06H；設(shè)置計數(shù)器0為工作方式2

MOVTH0，#0FFH ；置計數(shù)初值

MOVTL0，#0FFH

SETEA ；開中斷

SETET0 ；計數(shù)器0允許中斷

SETTR0 ；計數(shù)啟動

5.4其他類型單片機的對照描述

與MCS-51系列單片機相比，PIC系列單片機在結(jié)構(gòu)上有較大不同，其定時器/計數(shù)器本身是一個寄存器，結(jié)構(gòu)比較簡單，但與之配合的控制部分比較復(fù)雜。本節(jié)以基本型號PIC16C5X為例簡述其結(jié)構(gòu)及工作原理。5.4.1PIC16C5X定時器/計數(shù)器的控制結(jié)構(gòu)

PIC16C5X單片機片內(nèi)設(shè)有1個定時器/計數(shù)器，稱為RTCC。RTCC是一個8位計數(shù)寄存器，可以對內(nèi)部指令周期(fOSC/4)計數(shù)或?qū)釉赗TCC引腳上的外部脈沖計數(shù)。為了擴大定時器/計數(shù)器的范圍，PIC16C5X單片機為RTCC配備了1個預(yù)分頻器(PRESCALER)，通過預(yù)分頻值的選擇可以將定時器/計數(shù)器范圍擴大256倍。另外，通過多路開關(guān)切換，還可以將預(yù)分頻器分配給看門狗定時器(WDT)，對WDT的最大分頻比為128倍。圖5-10給出了預(yù)分頻器的結(jié)構(gòu)以及與RTCC和WDT之間的連接關(guān)系。圖5-10預(yù)分頻器的結(jié)構(gòu)以及與RTCC和WDT之間的連接關(guān)系分頻比的設(shè)定及分頻對象的選擇可以通過對預(yù)分頻/選擇寄存器(OPTION)參數(shù)寫入實現(xiàn)，OPTION共有6位，格式及內(nèi)容如表5-4所示。表5-4OPTION的格式及內(nèi)容注：單片機復(fù)位后OPTION的內(nèi)容全為“1”，寫入OPTION的內(nèi)容要通過兩步完成，即先將寫入內(nèi)容放入工作寄存器W中，然后再用OPTION指令完成OPTION內(nèi)容寫入。

由圖5-10可以看出，預(yù)分頻電路的核心部分是1個8位計數(shù)器和1個8選1多路開關(guān)。預(yù)分頻電路的輸入脈沖來源有3種，參見表5-5。表5-5輸入脈沖來源及控制邏輯5.4.2相關(guān)部分及使用說明

1．RTCC的相關(guān)部分

PIC16C5X單片機片內(nèi)設(shè)有1個看門狗定時器(WDT)，其核心是1個片內(nèi)RC振蕩/計數(shù)器(與芯片時鐘電路無關(guān))，由配置EPROM設(shè)定，在WDT使能允許(WDTENABLE)下，可以在計滿后產(chǎn)生溢出并復(fù)位。WDT溢出時間周期約18ms(RC振蕩器的振蕩頻率與溫度、工作電壓有關(guān))。預(yù)分頻器分配給WDT的最大溢出周期為2.58s(即1︰128)。WDT在溢出前執(zhí)行CLRWDT指令，該指令清“0”WDT(如果預(yù)分頻器分配給WDT，則同時被清除)。使用WDT的目的是如果干擾程序進入死循環(huán)，可以通過WDT溢出復(fù)位重新開始正常程序運行。

2．RTCC的使用說明

PIC16C5X單片機片內(nèi)的RTCC是一個8位計數(shù)寄存器，輸入信號來源于內(nèi)部時鐘(fOSC/4)或外部RTCC引腳。計滿后的內(nèi)容為FFH，并在下一脈沖清0。RTCC對所有計數(shù)脈沖都延時2個指令周期，對RTCC引腳的采樣需要2個振蕩周期，對外部脈沖的最高計數(shù)頻率為N?×?fOSC/4(N為分頻比)，外部最高計數(shù)頻率不得超過50MHz。

與MCS-51系列相比，PIC16C5X的RTCC的不便之處主要有2項。其一是大于8位的定時器/計數(shù)器需要靠預(yù)分頻器分頻，初值設(shè)置不夠靈活；其二是RTCC無溢出中斷，需要在程序執(zhí)行中檢測“飛讀”。目前這類問題已在新型的PIC系列單片機中有所改進

本章小結(jié)

中斷是計算機應(yīng)用中的一種重要技術(shù)手段，在自動檢測、實時控制、應(yīng)急處理等方面都要用到。中斷處理一般包括中斷請求、中斷響應(yīng)、中斷服務(wù)、中斷返回4個環(huán)節(jié)。

MCS-51單片機中斷系統(tǒng)提供5個中斷源，即為外部中斷0和外部中斷1，定時器/計數(shù)器T0和T1的溢出中斷，串行口的接收和發(fā)送中斷。這5個中斷源可分為2個優(yōu)先級，由中斷優(yōu)先級IP設(shè)置它們的優(yōu)先級。同一優(yōu)先級別的中斷優(yōu)先權(quán)，由系統(tǒng)硬件確定的自然優(yōu)先級排隊。

MCS-51單片機內(nèi)部有兩個可編程定時器/計數(shù)器。定時器/計數(shù)器T0