微机原理及单片机应用技术第8章 80C51的中断与定时计数器

80c51单片机定时器计数器工作原理80C51单片机是一种常用的微控制器，其定时器/计数器（Timer/Counter）是实现定时和计数功能的重要组件。

以下简要介绍80C51单片机定时器/计数器的工作原理：1. 结构：定时器/计数器由一个16位的加法器构成，可以自动加0xFFFF（即65535）。

定时器/计数器的输入时钟可以来自系统时钟或外部时钟源。

2. 工作模式：定时模式：当定时器/计数器的输入时钟源驱动加法器不断计数时，可以在达到一定时间后产生中断或产生其他操作。

计数模式：当外部事件（如电平变化）发生时，定时器/计数器的输入引脚可以接收信号，使加法器产生一个增量，从而计数外部事件发生的次数。

3. 定时常数：在定时模式下，定时常数（即定时时间）由预分频器和定时器/计数器的初值共同决定。

例如，如果预分频器设置为1，定时器/计数器的初值为X，那么实际的定时时间 = (65535 - X) 预分频系数输入时钟周期。

在计数模式下，定时常数由外部事件发生的时间间隔决定。

4. 溢出和中断：当加法器达到65535（即0xFFFF）时，会产生溢出，并触发中断或其他操作。

中断处理程序可以用于执行特定的任务或重置定时器/计数器的值。

5. 控制寄存器：定时器/计数器的操作可以通过设置相关的控制寄存器来控制，如启动/停止定时器、设置预分频系数等。

6. 应用：定时器/计数器在许多应用中都很有用，如时间延迟、频率测量、事件计数等。

为了充分利用80C51单片机的定时器/计数器功能，通常需要根据实际应用需求配置和控制相应的寄存器，并编写适当的软件来处理定时器和计数器的操作。

80C51单片机的定时计数器定时计数器的控制寄存器<>定时器/计数器的工作方式1．定时器/计数器的工作方式0（1）电路逻辑结构当图6-7中的计数器=13位（TH的8位与TL低5位）即得方式0的逻辑电路图。

（2）工作方式0的特点①两个定时器/计数器T0、T1均可在方式0下工作；②是13位的计数结构，其计数器由TH全部8位和TL的低5位构成（高3位不用）；③当产生计数溢出时，由硬件自动给计数溢出标志位TF0（TF1）置1，由软件给TH，TL重新置计数初值。

应说明的是，方式0采用13位计数器是为了与早期的产品兼容，计数初值的高8位和低5位的确定比较麻烦，所以在实际应用中常由16位的方式1取代。

2．定时器/计数器的工作方式1（1）电路逻辑结构方式1是16位计数结构的工作方式，计数器由TH全部8位和TL全部8位构成。

其逻辑电路如图6-11所示。

（2）工作方式1的特点①两个定时器/计数器均可在方式1下工作；②是16位的计数结构，其计数器由TH的全部8位和TL的全部8位构成；③当产生计数溢出时，由硬件自动给计数溢出标志位TF0（TF1）置1，由软件给TH，TL重新置计数初值。

（3）计数/定时的范围在方式1下，当为计数工作方式时，由于是16位的计数结构，所以计数范围是：1~65536。

当为定时工作时，其定时时间=（216-计数初值）×机器周期，例如：设单片机的晶振频率f=12MHz，则机器周期为1μs，从而定时范围：1μs~65536μs。

因为80C51单片机的定时计数器是可编程的。

因此，在利用定时/计数器进行定时计数之前，先要通过软件对他进行初始化，初始化一般应进行如下工作：①设置工作方式，即设置TMOD中的各位GATE、C/T、M1M0。

②计算加1计数器的计数初值COUNT，并将计数初值COUNT 送入TH、TL中。

计数方式：计数值= 2n – COUNT ，计数初值：COUNT= 2n –计数值。

中断控制寄存器软件置1：中断总允许，具体中断是否被允许受其具体中断位是否为1控制软件清0：中断总禁止，禁止所有中断，无论其它具体中断位是1还是0EX0（EX1）—外部中断允许控制位软件置1：允许外部中断0、外部中断1产生中断软件清0：禁止外部中断0、外部中断1产生中断EX0（EX1）—外部中断允许控制位软件置1：允许外部中断0、外部中断1产生中断软件清0：禁止外部中断0、外部中断1产生中断ET0（ET1）—定时/计数器中断允许控制位软件置1：允许定时/计数器0、定时/计数器1产生中断软件清0：禁止定时/计数器0、定时/计数器1产生中断ES—串行中断允许控制位软件置1：允许串行中断产生中断软件清0：禁止串行中断产生中断2、定时器控制寄存器（TCON）—可位寻址的寄存器01硬件置1：当采样到INT 0（INT 1）端出现有效中断请求时，硬件自动置1 硬件清0：成功响应中断请求转入中断服务程序时，硬件自动清0IT0（IT1）—外部中断请求信号方式控制位软件置1：代表的是脉冲触发方式，脉冲下降沿时产生中断软件清0：代表的是电平触发方式，低电平时产生中断TF0（TF1）—计数溢出标志位工作于中断方式时：作中断请求位硬件置1：计数器溢出时，硬件自动置1硬件清0：成功响应中断请求转入中断服务程序时，硬件自动清0 工作于查询方式时：作查询状态位硬件置1：计数器溢出时，硬件自动置1软件清0：查询有效后要用软件清0硬件置1：发送完一桢串行数据后，硬件自动置1硬件清0：成功响应中断请求转入中断服务程序时，硬件自动清0RI —串行口接收中断请求标志位硬件置1：接收完一桢串行数据后，硬件自动置1硬件清0：成功响应中断请求转入中断服务程序时，硬件自动清0查询中断中断向量中断 向量PX0—外部中断0优先级别设置位PX1—外部中断1优先级别设置位PT0—定时/计数器0优先级别设置位PT1—定时/计数器1优先级别设置位PS —串行中断优先级别设置位定时/计数器的控制寄存器01工作于中断方式时：作中断请求位硬件置1：计数器溢出时，硬件自动置1硬件清0：成功响应中断请求转入中断服务程序时，硬件自动清0 工作于查询方式时：作查询状态位硬件置1：计数器溢出时，硬件自动置1软件清0：查询有效后要用软件清0TR0（TR1）—定时器运行控制位软件置1：启动定时/计数器工作软件清0：停止定时/计数器工作GATE —门控位软件置1：以外部中断请求信号INT0（INT 1）和运行控制位TR 0（TR 1）联合启动定时器（通常使用于脉冲宽度的检测）软件清0：以运行控制位TR 0（TR 1）启动定时器（正常应用）C/T —定时方式/计数方式选择位软件置1：工作在计数方式 软件清0：工作在定时方式M 1 M 0—工作方式选择位M 1 M 0=00：方式0 M 1 M 0=01：方式1 M 1 M0=10：方式2 M 1 M 0=11：方式33、中断允许控制寄存器（IE ）—可位寻址的寄存器 软件置1：中断总允许，具体中断是否被允许受其具体中断位是否为1控制 软件清0：中断总禁止，禁止所有中断，无论其它具体中断位是1还是0ET 0（ET 1）—定时/计数器中断允许控制位软件置1：允许定时/计数器0、定时/计数器1产生中断 软件清0：禁止定时/计数器0、定时/计数器1产生中断五、工作方式0-3的举例1 方式0例：设单片机晶振频率Fosc=6MHz ，使用定时器1以方式0产生周期为500us 的等宽正方波脉冲，并由P1.0输出。