51單片機(jī)定時(shí)器計(jì)數(shù)器中斷總結(jié)
M1M0:定時(shí)/計(jì)數(shù)器一共有四種工作方式,就是用M1M0來控制的,2位正好是四種組合。
1.
工作方式1是16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)方式,將M1M0設(shè)為01即可,其它特性與工作方式0相同。
工作方式2
在介紹這種式方式之前先讓我們思考一個(gè)問題:上一次課我們提到過任意計(jì)數(shù)及任意定時(shí)的問題,比如我要計(jì)1000個(gè)數(shù),可是16位的計(jì)數(shù)器要計(jì)到65536才滿(若初值為0,記數(shù)1后變成0001H,計(jì)數(shù)65535后變成0FFFFH,再計(jì)數(shù)1次變成65536,溢出了,各位都為0了,然后申請中斷。所以是能計(jì)數(shù)65536個(gè)的,雖然最后一次溢出了。),怎么辦呢?我們討論后得出的辦法是用預(yù)置數(shù),先在計(jì)數(shù)器里放上64536,再來1000個(gè)脈沖,不就行了嗎?是的,但是計(jì)滿了之后我們又該怎么辦呢?要知道,計(jì)數(shù)總是不斷重復(fù)的,流水線上計(jì)滿后馬上又要開始下一次計(jì)數(shù),下一次的計(jì)數(shù)還是1000嗎?當(dāng)計(jì)滿并溢出后,計(jì)數(shù)器里面的值變成了0(為什么,可以參考前面課程的說明),因此下一次將要計(jì)滿65536后才會(huì)溢出,這可不符合要求,怎么辦?當(dāng)然辦法很簡單,就是每次一溢出時(shí)執(zhí)行一段程序(這通常是需要的,要不然要溢出干嗎?)可以在這段程序中做把預(yù)置數(shù)64536送入計(jì)數(shù)器中的事情。所以采用工作方式0或1都要在溢出后做一個(gè)重置預(yù)置數(shù)的工作,做工作當(dāng)然就得要時(shí)間,一般來說這點(diǎn)時(shí)間不算什么,可是有一些場合我們還是要計(jì)較的,所以就有了第三種工作方式自動(dòng)再裝入預(yù)置數(shù)的工作方式。
既然要自動(dòng)得新裝入預(yù)置數(shù),那么預(yù)置數(shù)就得放在一個(gè)地方,要不然裝什么呢?那么預(yù)置數(shù)放在什么地方呢?它放在T(0/1)的高8位,那么這樣高8位不就不能參與計(jì)數(shù)了嗎?是的,在工作方式2,只有低8位參與計(jì)數(shù),而高8位不參與計(jì)數(shù),用作預(yù)置數(shù)的存放,這樣計(jì)數(shù)范圍就小多了,當(dāng)然做任可事總有代價(jià)的,關(guān)鍵是看值不值,如果我根本不需要計(jì)那么多數(shù),那么就可以用這種方式??磮D4,每當(dāng)計(jì)數(shù)溢出,就會(huì)打開T(0/1)的高、低8位之間的開關(guān),計(jì)預(yù)置數(shù)進(jìn)入低8位。這是由硬件自動(dòng)完成的,不需要由人工干預(yù)。
通常這種式作方式用于波特率發(fā)生器(我們將在串行接口中講解),用于這種用途時(shí),定時(shí)器就是為了提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。計(jì)數(shù)溢出后不需要做事情,要做的僅僅只有一件,就是重新裝入預(yù)置數(shù),再開始計(jì)數(shù),而且中間不要任何延遲,可見這個(gè)任務(wù)用工作方式2來完成是最妙不過了。
工作方式3
這種式作方式之下,定時(shí)/計(jì)數(shù)器0被拆成2個(gè)獨(dú)立的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來用。其中,TL0可以構(gòu)成8位的定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的工作方式,而TH0則只能作為定時(shí)器來用。我們知道作定時(shí)、計(jì)數(shù)器來用,需要控制,計(jì)滿后溢出需要有溢出標(biāo)記,T0被分成兩個(gè)來用,那就要兩套控制及、溢出標(biāo)記了,從何而來呢?TL0還是用原來的T0的標(biāo)記,而TH0則借用T1的標(biāo)記。如此T1不是無標(biāo)記、控制可用了嗎?是的。
一般情況處,只有在T1以工作方式2運(yùn)行(當(dāng)波特率發(fā)生器用)時(shí),才讓T0工作于方式3的。
定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)/計(jì)數(shù)范圍
工作方式0:13位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式,因此,最多可以計(jì)到2的13次方,也就是8192次。
工作方式1:16位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式,因此,最多可以計(jì)到2的16次方,也就是65536次。
工作方式2和工作方式3,都是8位的定時(shí)/計(jì)數(shù)方式,因此,最多可以計(jì)到2的8次方,也說是256次。
預(yù)置值計(jì)算:用最大計(jì)數(shù)量減去需要的計(jì)數(shù)次數(shù)即可。
C/T:前面我們說過,定時(shí)/計(jì)數(shù)器即可作定時(shí)用也可用計(jì)數(shù)用,到底作什么用,由我們根據(jù)需要自行決定,也說是決定權(quán)在我們編程者。如果C/T為0就是用作定時(shí)器(開關(guān)往上打),如果C/T為1就是用作計(jì)數(shù)器(開關(guān)往下打)。順便提一下:一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器同一時(shí)刻要么作定時(shí)用,要么作計(jì)數(shù)用,不能同時(shí)用的,這是個(gè)極普通的常識(shí),幾乎沒有教材會(huì)提這一點(diǎn),但很多初學(xué)者卻會(huì)有此困惑。
GATE:看圖,當(dāng)我們選擇了定時(shí)或計(jì)數(shù)工作方式后,定時(shí)/計(jì)數(shù)脈沖卻不一定能到達(dá)計(jì)數(shù)器端,中間還有一個(gè)開關(guān),顯然這個(gè)開關(guān)不合上,計(jì)數(shù)脈沖就沒法過去,那么開關(guān)什么時(shí)候過去呢?有兩種情況
1.
GATE=1,在此種情況下,計(jì)數(shù)脈沖通路上的開關(guān)不僅要由TR1來控制,而且還要受到INT1引腳的控制,只有TR1為1,且INT1引腳也是高電平,開關(guān)才合上,計(jì)數(shù)脈沖才得以通過。這個(gè)特性可以用來測量一個(gè)信號(hào)的高電平的寬度,想想看,怎么測?
二.TCON: 定時(shí)器計(jì)數(shù)度器控制寄存器
1.
(1)外部中斷請求源:即外中斷0和1,經(jīng)由外部引腳引入的,在單片機(jī)上有兩個(gè)引腳,名稱為INT0、INT1,也就是P3.2、P3.3這兩個(gè)引腳。在內(nèi)部的TCON中有四位是與外中斷有關(guān)的。
IT0:INT0觸發(fā)方式控制位,可由軟件進(jìn)和置位和復(fù)位,IT0=0,INT0為低電平觸發(fā)方式,IT0=1,INT0為負(fù)跳變觸發(fā)方式。這兩種方式的差異將在以后再談。
IE0:INT0中斷請求標(biāo)志位。當(dāng)有外部的中斷請求時(shí),這位就會(huì)置1(這由硬件來完成),在CPU響應(yīng)中斷后,由硬件將IE0清0。
IT1、IE1的用途和IT0、IE0相同。
(2)內(nèi)部中斷請求源
TF0:定時(shí)器T0的溢出中斷標(biāo)記,當(dāng)T0計(jì)數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí),由硬件置位TF0。當(dāng)CPU響應(yīng)中斷后,再由硬件將TF0清0。
TF1:與TF0類似。
TI、RI:串行口發(fā)送、接收中斷
三.中斷允許寄存器IE
在MCS-51中斷系統(tǒng)中,中斷的允許或禁止是由片內(nèi)可進(jìn)行位尋址的8位中斷允許寄存器IE來控制的。見下表
EA
總開關(guān)
X
X
ES
串行口中斷允許
ET1
定時(shí)器1中斷允許
EX1
外中斷1中斷允許
ET0
定時(shí)器0中斷允許
EX0
外中斷0中斷允許
其中EA是總開關(guān),如果它等于0,則所有中斷都不允許。
ES-串行口中斷允許
ET1-定時(shí)器1中斷允許
EX1-外中斷1中斷允許。
ET0-定時(shí)器0中斷允許
EX0-外中斷0中斷允許
四.中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP
中斷優(yōu)先級(jí)中由中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP來高置的,IP中某位設(shè)為1,相應(yīng)的中斷就是高優(yōu)先級(jí),否則就是低優(yōu)先級(jí)。
X
X
X
PS
串口
PT1
定時(shí)器1
PX1
外中斷1
PT0
定時(shí)器0
PX0
外中斷0
五個(gè)中斷源的請求地址
外中斷0:0003H
定時(shí)器0:000BH
外中斷1:0013H
定時(shí)器1:001BH
串口 :0023H
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