第七讲 单片机内部资源的编程

●定时器/计数器方式控制寄存器TMOD
TMOD格式如下表： 位
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
含义 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
在TMOD中，高4位用于对T1的方式控制，低4位用于对T0的方式控制。 其各位功能描述如下：
M1M0：定时器工作方式选择位。 M1M0=00，定时器工作于方式0（13位的定时/计数工作方式）； M1M0=01，工作于方式1（16位的定时/计数方式）； M1M0=10，工作于方式2（8位自动重装方式）； M1M0=11，工作于方式3（T0分成2个8位计数器，T1则只工作于方式2）。 C/T：定时器/计数器选择位。 C/T=1，工作于计数方式； C/T=0，工作于定时方式。 GATE：门控位。由GATE、软件控制位TR（1/0）和INT（1/0）共同决定定时器/计数 器的打开或关闭。
例 如右图所示，80C51单片机的P3.2引脚接有按钮或开关，P1.0引脚接有LED灯。
程序如下： #include “reg51.h” sbit P1_0=P1^0; void main( ) { IT0=1;
EA=1; EX0=1; for( ; ; ) {;} } void Int0( ) interrupt 0 { P1_0=～P_0; }
EX1（IE.2）：外部中断1中断允许为。EX1=1，允许中断，EX1=0，禁止中断。
ET0（IE.1）和EX0（IE.0）：分别为定时器T0和外部中断0的允许控制位，其功能与 ET1和EX1相同。
对IE中各位的状态，可利用指令分别进行置1或清0，实现对所有中断源的中断开放控制 和对各中断源的独立中断开放控制。
工作方式0为13位计数器工作方式，由TL（1/0）的低5位和TH（1/0）的8位构成 13位计数器。
从上图可看出，当C/T=0时，为定时器；当C/T=1时，为计数器。
T1/T0能否启动工作，取决于TR1/TR0、GATE和引脚INT1/INT0状态。
定时器/计数器启动后，定时或计数脉冲加到TL1/TL0的低5位，然后对已预置好的定 时器/计数器初值不断加1。在TL1/TL0计满后，进位给TH1/TH0；
TR1/TR0：T1/T0运行控制位。可用指令对TR1或TR0进行置位或清0，即可启动或关 闭T1或T0的运行。
2.3 定时器/计数器的4种工作方式
T0或T1的定时器功能可由TMOD中的C/T位选择，而T0，T1工作方式的选择则由 TMOD中的M1M0共同确定。在M1M0确定的4种工作方式中，方式0，1和2 对T0和T1 完全相同，但方式3为T0所独有。 ●工作方式0 下图为工作方式0的逻辑电路结构图。
位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
功能 TF1 TR1 TF0 TR0 -
-
-
-
TCON高4位的功能如下：
TF1/TF0：T1/T0溢出标志位。当T1或T0产生溢出时，由硬件自动置位中断触发器 TF（1/0），并向CPU申请中断。如果用中断方式，则CPU在响应中断并进入中断服 务程序后，TF（1/0）被硬件自动清0。如果用软件查询方式对TF（1/0）进行查询， 则在定时器/计数器回0后，应用指令将TF（1/0）清0。
1.3 80C51的中断控制
●中断允许寄存器IE
在80C51中断系统中中断的允许或禁止是由片内可进行位寻址的8位中断允许寄存器IE 来控制的。它分别控制CPU对所有中断源的开放或禁止，以及对每个中断源的开放/禁 止状态。IE中各位的定义和功能如下表：
IE EA 位地址 AFH -
- ES ET1 EX1 ET0 EX0 - ACH ABH AAH A9H A8H
位地址 -
-
- BCH BBH BAH B9H B8H
IP各位的功能描述如下： PS（IP.4）：串行口中断优先级控制位。 PT1（IP.3）：定时器T1中断优先级控制位。 PX1（IP.2）：外部中断1中断优先级控制位。 PT0（IP.1）：定时器T0中断优先级控制位。 PX0（IP.0）：外部中断0中断优先级控制位。
IE各位的功能描述如下：
EA（IE.7）：CPU中断允许标志位。
EA=1，CPU开放所有中断；EA=0，CPU禁止所有中断。
ES（IE.4）：串行口中断允许位。ES=1，允许串行口中断；ES=0，禁止串行口中断。
ET1（IE.3）：定时器T1中断允许位。 ET1=1，允许T1中断； ET1=0，禁止T1中断。
TF1：与TF0类似，它是定时器T1的溢出中断请求位。
TI：串行口发送中断请求标志位。CPU在每发送完一帧串行数据后，由硬件置位TI。 在CPU响应中断时不清除TI，而在中断服务程序中由软件对TI清0。
RI：串行口接收中断请求标志。串行口每接收完一帧串行数据后，由硬件置位RI。同 样，在CPU响应中断时不会清除RI，而必须用软件清0。
●工作方式3 工作方式3是两个独立的8位计数器，且仅T0有这种工作方式。如果将T1置为工作方 式3，T1将处于关闭状态。 当T0置为工作方式3时，TL0构成8位计数器可工作于定时/计数状态，并使用T0的控 制位和TF0的中断源。TH0则只能工作于定时器状态，使用T1中的TR1和TF1的中断 源。
2.4 定时器/计数器的定时/计数方式下初值的计算
IE0：INT0中断请求标志位。当INT0引脚上出现中断请求信号时（低电平或负跳变）， 由硬件置位IE0。在CPU响应中断后，再由硬件将IE0清0。
IT1，IE1：其功能于IT0，IE0相似，它们对应于外部中断源INT1。
●内部中断请求源
TF0：定时器T0的溢出中断请求为。当T0计数产生溢出时，由硬件置位TF0。当CPU 响应中断后，再由硬件将TF0清0。
1.5 寄存器组的切换
在中断发生时，通常需要进行中断的现场保护。80C51单片机除了可采用堆栈技术 来保护现场外，还可采用寄存器组的方式。在80C51中一共有4组名称均为R0～R7 的工作寄存器，中断产生时可以通过简单地设置RS0，RS1（PSW寄存器的2个位） 来切换工作寄存器组，这样保护现场工作非常简单和快速。
在TL1/TL0和TH1/TH0都计满后，置位TF1/TF0，表明定时时间/计数次数已到。
当满足中断条件时，定时器/计数器向CPU申请中断。若需继续进行定时或计数，则 应用指令对TL1/TL0和TH1/TH0重置时间常数；否则下一次计数将从0开始。
●工作方式1
工作方式1匙16位计数器方式，由TL1/TL0，TH1/TH0共同构成16位计数器。其工作 过程与方式0相似，只是定时/计数范围更宽。
T0和T1的结构如下图：
当T0或T1用作定时器时，将外接晶振产生的振荡信号进行12分频后，提供给计数器 作为计数的脉冲输入。计数器对输入的脉冲进行计数直至产生溢出。
当T0或T1用作对外部事件计数的计数器时，通过80C51外部引脚T0或T1对外部脉冲 信号进行计数。当加载T0或T1引脚上的外部脉冲信号出现一个由1到0的负跳变时， 计数器加1。如此反复直至计数器产生溢出。
1.2中断源的自然优先级与中断服务程序入口地址
80C51中的5个独立中断源可分别被设置成不同的优先级。若都被设置成同一优先级， 这5个中断源会因硬件的组成不同而形成不同的内部序号，从而构成不同的自然优先 级。其排列顺序如下：
80C51的5个独立中断源有相应的中断服务程序。这些程序有固定的存放位置，这样产 生了相应的中断以后，可转到相应的位置去执行。这5个中断源所对应的矢量地址（入 口地址）如下图：
●中断优先级控制寄存器IP
80C51的中断系统有2个中断优先级，对每个中断源的中断请求都可通过对IP中有关位 的状态设置。编程时设置为高优先级中断或低优先级中断，以实现CPU响应中断过程 的二级中断嵌套。IP是一个可位寻址的8位特殊功能寄存器，其各位定义如下表：
IP
-
-
- PS PT1 PX1 PT0 PX0
第七讲 单片机内部资源 的编程
1. 中断编程
80C51中断系统结构图
由与中断有关的特殊功能寄存器、中断入口、顺序查询逻辑电路等组成。 包括5个中断请求源，5个中断源有两个优先级，每个中断源可以在编程设 为高优先级或低优先级；5个中断源有对应的5个固定中断入口地址（矢量 地址）。
1.1中断请求源
5个中断请求源中，有2个为外部中断请求源
位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
功能 -
-
-
- IE1 IT1 IE0 IT0
TCON的字节地址为88H，其中各位地址从D0开始分别为88H～8FH。
TCON中D0～D3位的功能描述如下：
IT0：INT0触发方式控制位，可由软件进行置位或复位。IT0=0时，INT0为低电平触 发方式；IT0=1时，INT0为负跳变触发方式。
不论T0或T1 工作与定时方式还是计数方式，它们对内部时钟或外部事件进行计数时 都不占用CPU时间，直到定时器/计数器产生溢出为止。因此，计数器/定时器是与 CPU”并行“工作的，不会影响CPU的其他工作。
2.2 定时器/计数器的控制字
T0和T1有2个8位控制寄存器TMOD和TCON，分别用来设置各个定时器/计数器的工 作方式，选择定时或计数功能，控制启动运行以及作为运行状态的标志等。当80C51 系统复位时，TMOD和TCON所有位都清0。
●工作方式2
方式2是自动再装入时间常数的8位计数器方式。
方式2 中由TL1/TL0构成8位计数器，TH1/TH0仅用来存放TL1/TL0初次置入的时间常 数。在TL1/TL0计数满后，即置位TF1/TF0，向CPU申请中断；同时存放在TH1/TH0 的时间常数自动装入TL1/TL0，然后重新开始定时或计数。
2.1 定时器/计数器基本结构及工作原理
80C51定时器中的T0和T1分别是由TH0，TL0和TH1，TL1各自2个8位计数器构成的 16位计数器。这2个16位计数器都是16位的加1计数器。