跟我學(xué)51單片機(jī)（二）：?jiǎn)纹瑱C(jī)內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器和中斷系統(tǒng)

　　從而設(shè)計(jì)定時(shí)器計(jì)數(shù)程序和中斷服務(wù)程序。

　　一、原理簡(jiǎn)介

　　首先讓我們舉鬧鐘為例，將它定時(shí)在一分鐘后鬧鈴，這就需要秒針走一圈（60 次）。即一分鐘時(shí)間轉(zhuǎn)化為秒針走的次數(shù)，也就是計(jì)數(shù)的次數(shù)，計(jì)數(shù)到了60 次然后鬧鈴，而每一次計(jì)數(shù)的時(shí)間是1 秒。

　　單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器跟鬧鐘類似，可以通過編程來設(shè)定要定時(shí)的時(shí)間、定時(shí)時(shí)間到了進(jìn)行相應(yīng)的操作。那么在單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)一次的時(shí)間是多少呢，51 單片機(jī)輸入的時(shí)鐘脈沖是由晶體振蕩器的輸出經(jīng)12 分頻后得到的，所以定時(shí)器也可看作是對(duì)計(jì)算機(jī)機(jī)器周期的計(jì)數(shù)器。因?yàn)槊總€(gè)機(jī)器周期包含12 個(gè)振蕩周期，故每一個(gè)機(jī)器周期定時(shí)器加1，可以把輸入的時(shí)鐘脈沖看成機(jī)器周期信號(hào)。故其頻率為晶振頻率的1/12。如果晶振頻率為12MHz，則定時(shí)器每接收一個(gè)輸入脈沖的時(shí)間剛好為1μs。在本實(shí)驗(yàn)套件中采用的是11.0592M 的晶振，故每接收一個(gè)輸入脈沖的時(shí)間約為1.085μs。實(shí)現(xiàn)精確定時(shí)在實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中非常重要，因?yàn)橥枰玫骄_定時(shí)一段時(shí)間，然后定時(shí)時(shí)間到的時(shí)刻做相應(yīng)的任務(wù)。

　　那如何編程實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間呢？首先先簡(jiǎn)單介紹下本實(shí)驗(yàn)板上單片機(jī)（STC89C52）內(nèi)的定時(shí)器資源。STC89C52 內(nèi)有三個(gè)定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器， 分別為T0、T1 和T2。其中T0、T1 工作方式一樣，一并介紹。

　　T2 的工作方式稍有區(qū)別，這里不做介紹，實(shí)驗(yàn)套件光盤中有實(shí)際應(yīng)用程序。同時(shí)，單片機(jī)中的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器是復(fù)用的，計(jì)數(shù)器是記錄外部脈沖的個(gè)數(shù)，而定時(shí)器則是由單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘提供的一個(gè)非常穩(wěn)定的計(jì)數(shù)源。本講中，以T0、T1 作為定時(shí)器來進(jìn)行實(shí)例介紹使用。

　　了解了單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器資源后，接下來我們來對(duì)定時(shí)器寄存器進(jìn)行詳細(xì)介紹。TMOD（見表1）、TCON（見表3）與定時(shí)器T0、定時(shí)器T1 間通過內(nèi)部總線及邏輯電路連接，TMOD 用于設(shè)置定時(shí)器的工作方式，TCON 用于控制定時(shí)器的啟動(dòng)、停止，標(biāo)志定時(shí)器的溢出和中斷情況。當(dāng)設(shè)置了定時(shí)器的工作方式并啟動(dòng)定時(shí)器工作后，定時(shí)器就按被設(shè)定的工作方式獨(dú)立工作，不再占用CPU 的操作時(shí)間，只有在計(jì)數(shù)器計(jì)滿溢出時(shí)才可能中斷CPU 當(dāng)前的操作。

表1 TMOD寄存器

　　表中各位（從左至右為從高位到低位）含義如下。

　　TMOD 的低4 位為定時(shí)器0 的方式字段，高4位為定時(shí)器1 的方式字段，它們的含義完全相同。

　　M1 和M0 ：工作方式控制位，其定義如表2 所示（ 其中i=0，1）。

表2 定時(shí)器工作方式控制位

　　：功能選擇位。=0 時(shí)，設(shè)置為定時(shí)器工作方式；=1 時(shí)，設(shè)置為計(jì)數(shù)器工作方式。

　　GATE ：門控位。當(dāng)GATE=0 時(shí)，軟件控制位TR0 或TR1 置1 即可啟動(dòng)定時(shí)器。

　　TR0 或TR1 置0 即可停止定時(shí)器工作；當(dāng)GATE=1 時(shí)，軟件控制位TR0 或TR1 需置1，同時(shí)還需（P3.2） 或（P3.3） 為高電平方可啟動(dòng)定時(shí)器，即允許外部中斷啟動(dòng)定時(shí)器。

　　值得注意的是TMOD 寄存器不能位尋址，只能用字節(jié)指令設(shè)置高4 位定義定時(shí)器1 上的工作方式或低4 位定義定時(shí)器0 的工作方式。而且在復(fù)位時(shí)，TMOD 所有位均置0。

表3 TCON寄存器

　　表中各位（從左至右為從高位到低位）含義如下。

　?。?） TFl ：定時(shí)器1 溢出標(biāo)志位。當(dāng)定時(shí)器1 計(jì)滿數(shù)產(chǎn)生溢出時(shí)，由硬件自動(dòng)置TF1=1， 向CPU發(fā)出定時(shí)器1 的中斷請(qǐng)求，在中斷允許時(shí)響應(yīng)。進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，由硬件自動(dòng)清0。在中斷屏蔽時(shí)，TF1 可作查詢測(cè)試用，此時(shí)只能由軟件清0。

　?。?） TR1 ：定時(shí)器1 運(yùn)行控制位。由軟件置1 或清0 來啟動(dòng)或關(guān)閉定時(shí)器1。

　　當(dāng)GATE=l，且為高電平時(shí)，TRI 置1 啟動(dòng)定時(shí)器l ；當(dāng)GATE=0 時(shí)，TR1 置1 即可啟動(dòng)定時(shí)器1。

　　（3） TF0 ：定時(shí)器0 溢出標(biāo)志位。其功能及操作情況同TF1。

　?。?） TR0 ：定時(shí)器0 運(yùn)行控制位。其功能及操作情況同TR1。

　　（5） IE1 ：外部中斷1（） 請(qǐng)求標(biāo)志位。

　　（6） IT1 ：外部中斷1 觸發(fā)方式選擇位。

　　（7） IE0 ：外部中斷0（ ） 請(qǐng)求標(biāo)志位。

　　（8） IT0 ：外部中斷0 觸發(fā)方式選擇位。

　　值得注意的是TCON 中的低4 位用于控制外部中斷，與定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器無關(guān)，在以后的講座中會(huì)提及。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，TCON 的所有位也均清0。