跟我學51單片機（二）：單片機內(nèi)部定時/計數(shù)器和中斷系統(tǒng)

　　從而設計定時器計數(shù)程序和中斷服務程序。

　　一、原理簡介

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

　　單片機內(nèi)部的定時/ 計數(shù)器跟鬧鐘類似，可以通過編程來設定要定時的時間、定時時間到了進行相應的操作。那么在單片機內(nèi)部計數(shù)一次的時間是多少呢，51 單片機輸入的時鐘脈沖是由晶體振蕩器的輸出經(jīng)12 分頻后得到的，所以定時器也可看作是對計算機機器周期的計數(shù)器。因為每個機器周期包含12 個振蕩周期，故每一個機器周期定時器加1，可以把輸入的時鐘脈沖看成機器周期信號。故其頻率為晶振頻率的1/12。如果晶振頻率為12MHz，則定時器每接收一個輸入脈沖的時間剛好為1μs。在本實驗套件中采用的是11.0592M 的晶振，故每接收一個輸入脈沖的時間約為1.085μs。實現(xiàn)精確定時在實際項目應用中非常重要，因為往往需要用到精確定時一段時間，然后定時時間到的時刻做相應的任務。

　　那如何編程實現(xiàn)定時時間呢？首先先簡單介紹下本實驗板上單片機（STC89C52）內(nèi)的定時器資源。STC89C52 內(nèi)有三個定時/ 計數(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，實驗套件光盤中有實際應用程序。同時，單片機中的定時器和計數(shù)器是復用的，計數(shù)器是記錄外部脈沖的個數(shù)，而定時器則是由單片機內(nèi)部時鐘提供的一個非常穩(wěn)定的計數(shù)源。本講中，以T0、T1 作為定時器來進行實例介紹使用。

　　了解了單片機內(nèi)的定時器資源后，接下來我們來對定時器寄存器進行詳細介紹。TMOD（見表1）、TCON（見表3）與定時器T0、定時器T1 間通過內(nèi)部總線及邏輯電路連接，TMOD 用于設置定時器的工作方式，TCON 用于控制定時器的啟動、停止，標志定時器的溢出和中斷情況。當設置了定時器的工作方式并啟動定時器工作后，定時器就按被設定的工作方式獨立工作，不再占用CPU 的操作時間，只有在計數(shù)器計滿溢出時才可能中斷CPU 當前的操作。

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 位為定時器0 的方式字段，高4位為定時器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 定時器工作方式控制位

　　：功能選擇位。=0 時，設置為定時器工作方式；=1 時，設置為計數(shù)器工作方式。

　　GATE ：門控位。當GATE=0 時，軟件控制位TR0 或TR1 置1 即可啟動定時器。

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

　　值得注意的是TMOD 寄存器不能位尋址，只能用字節(jié)指令設置高4 位定義定時器1 上的工作方式或低4 位定義定時器0 的工作方式。而且在復位時，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 ：定時器1 溢出標志位。當定時器1 計滿數(shù)產(chǎn)生溢出時，由硬件自動置TF1=1， 向CPU發(fā)出定時器1 的中斷請求，在中斷允許時響應。進入中斷服務程序后，由硬件自動清0。在中斷屏蔽時，TF1 可作查詢測試用，此時只能由軟件清0。

　?。?） TR1 ：定時器1 運行控制位。由軟件置1 或清0 來啟動或關(guān)閉定時器1。

　　當GATE=l，且為高電平時，TRI 置1 啟動定時器l ；當GATE=0 時，TR1 置1 即可啟動定時器1。

　?。?） TF0 ：定時器0 溢出標志位。其功能及操作情況同TF1。

　?。?） TR0 ：定時器0 運行控制位。其功能及操作情況同TR1。

　?。?） IE1 ：外部中斷1（） 請求標志位。

　　（6） IT1 ：外部中斷1 觸發(fā)方式選擇位。

　　（7） IE0 ：外部中斷0（ ） 請求標志位。

　?。?） 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，與定時器/ 計數(shù)器無關(guān)，在以后的講座中會提及。當系統(tǒng)復位時，TCON 的所有位也均清0。