51單片機（二）：?jiǎn)纹瑱C內部定時(shí)/計數器和中斷系統

上講通過(guò)講述用單片機控制一個(gè)外部的LED閃爍實(shí)驗來(lái)向讀者介紹了單片機的工作原理與開(kāi)發(fā)流程。這一講將介紹單片機內部非常重要的兩個(gè)資源——定時(shí)/ 計數器和中斷系統。通過(guò)該講，讀者可以掌握定時(shí)器的工作原理和單片機的中斷系統。

從而設計定時(shí)器計數程序和中斷服務(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)間轉化為秒針走的次數，也就是計數的次數，計數到了60 次然后鬧鈴，而每一次計數的時(shí)間是1 秒。

單片機內部的定時(shí)/ 計數器跟鬧鐘類(lèi)似，可以通過(guò)編程來(lái)設定要定時(shí)的時(shí)間、定時(shí)時(shí)間到了進(jìn)行相應的操作。那么在單片機內部計數一次的時(shí)間是多少呢，51 單片機輸入的時(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)器也可看作是對計算機機器周期的計數器。因為每個(gè)機器周期包含12 個(gè)振蕩周期，故每一個(gè)機器周期定時(shí)器加1，可以把輸入的時(shí)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(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)現精確定時(shí)在實(shí)際項目應用中非常重要，因為往往需要用到精確定時(shí)一段時(shí)間，然后定時(shí)時(shí)間到的時(shí)刻做相應的任務(wù)。

那如何編程實(shí)現定時(shí)時(shí)間呢？首先先簡(jiǎn)單介紹下本實(shí)驗板上單片機（STC89C52）內的定時(shí)器資源。STC89C52 內有三個(gè)定時(shí)/ 計數器， 分別為T(mén)0、T1 和T2。其中T0、T1 工作方式一樣，一并介紹。

T2 的工作方式稍有區別，這里不做介紹，實(shí)驗套件光盤(pán)中有實(shí)際應用程序。同時(shí)，單片機中的定時(shí)器和計數器是復用的，計數器是記錄外部脈沖的個(gè)數，而定時(shí)器則是由單片機內部時(shí)鐘提供的一個(gè)非常穩定的計數源。本講中，以T0、T1 作為定時(shí)器來(lái)進(jìn)行實(shí)例介紹使用。

了解了單片機內的定時(shí)器資源后，接下來(lái)我們來(lái)對定時(shí)器寄存器進(jìn)行詳細介紹。TMOD（見(jiàn)表1）、TCON（見(jiàn)表3）與定時(shí)器T0、定時(shí)器T1 間通過(guò)內部總線(xiàn)及邏輯電路連接，TMOD 用于設置定時(shí)器的工作方式，TCON 用于控制定時(shí)器的啟動(dòng)、停止，標志定時(shí)器的溢出和中斷情況。當設置了定時(shí)器的工作方式并啟動(dòng)定時(shí)器工作后，定時(shí)器就按被設定的工作方式獨立工作，不再占用CPU 的操作時(shí)間，只有在計數器計滿(mǎn)溢出時(shí)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(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。