單片機定時中斷的精確定時編程方法種種 
發布時間:2005年11月16日 
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詳細內容:單片機定時中斷的精確定時編程方法種種

MCS-51單片機的中斷響應延遲時間,取決于其它中斷服務程序是否在進行,或取決于正在執行的是什么樣的指令。單中斷系統中的中斷響應時間為3～8個機器周期[1]。無論是哪一種原因引起的誤差,在精確定時的應用場合,必須考慮它們的影響,以確保精確的定時控制。根據定時中斷的不同應用情況,應選擇不同的精確定時編程方法。 
　　文中以定時器T1工作在定時方式1為例,晶振頻率為12MHz 。

1 方法1

　　在定時器溢出中斷得到響應時,停止定時器計數,讀出計數值(反映了中斷響應的延遲時間),根據此計數值算出到下一次中斷時,需多長時間,由此來重裝載和啟動定時器。例如定時周期為1ms,則通常定時器重裝載值為-1000(0FC18H)。下面的程序在計算每個定時周期的精確重裝載值時,考慮了由停止計數(CLR TR1)到重新啟動計數(SETB TR1)之間的7個機器周期時間。程序中#LOW(-1000+7)和#HIGH(-1000+7)是匯編符號,分別表示-1000+7=0FC1FH這個立即數的低位字節(1FH)和高位字節(0FCH)。
……
CLR EA ;禁止所有中斷
CLR TR1 ;停止定時器T1
MOV A,#LOW(-1000+7) ;期望數的低位字節
ADD A,TL1 ;進行修正
MOV TL1,A ;重裝載低位字節
MOV A,#HIGH(-1000+7) ;對高位字節處理
ADDC A,TH1 
MOV TH1,A 
SETB TR1 ;重啟動定時器
SETB EA ;重開中斷
……

　　此方法適用于各種原因造成的定時誤差的情況,為通用方法。

2 方法2

　　假如定時周期為10ms,通常定時器重裝載值為0D8F0H,中斷子程序如下[2]：
ORL TL1,#0F0H
MOV TH1,#0D8H
……

　　這里用ORL TL1,#0F0H代替MOV TL1,#0F0H 可提高定時精度。此方法只適用于重裝載值低位字節的低4位為零,且中斷響應的延遲時間小于16個機器周期的情況。類似的定時器重裝載值有0FFF0H,0FFE0H等。

3 方法3

　　假如定時周期為1ms,通常定時器重裝載值為0FC18H,中斷子程序如下：
MOV A,#LOW(-1000+4) ;期望數的低位字節
ADD A,TL1
MOV TL1,A
MOV A,#HIGH(-1000+4) ;對高位字節處理
ADDC A,TH1
MOV TH1,A
DEC TL1 ;恢復提前了的2個機器周期
……

　　這種方法中不停止定時器計數過程,若在執行指令ADDC A,TH1 或MOV TH1,A時,恰好產生TL1溢出向TH1進位的情況,則TH1的值就不對了,會產生更大的誤差。為此,程序段開頭為重裝載值加4,若有溢出進位,則可提前發生,其中2個機器周期是考慮到為TL1重裝載占用的時間。

　　此方法適用于系統中無其它更高優先級中斷源的情況。若類似方法1,在程序段開頭和結尾分別加上禁止所有中斷(CLR EA)和開中斷(SETB EA)指令,則將適用于所有情況。

4 方法4

　　假如定時周期不確定,只知道定時器重裝載值存放在寄存器R3、R2中,中斷子程序如下：
MOV A,#05H ;3個機器周期裝載TL1,2個周期提前
ADD A,TL1 
ADD A,R2
MOV TL1,A 
MOV A,R3 ;處理高位字節
ADDC A,TH1
MOV TH1,A
DEC TL1 ;恢復提前了的2個機器周期
……

　　此法適用于定時周期不確定的情況,其它同方法3。

5 方法5

　　當定時中斷發生的位置可預知時,通常出現在主程序的AJMP $ (或SJMP $)等待指令處,中斷延遲時間為3個或4個機器周期。取固定值4可簡化補償程序。以定時周期1ms為例,中斷子程序如下：
ORG 001BH
MOV TL1,#LOW(-1000+4)
MOV TH1,#HIGH(-1000+4)
……

　　此方法適用于定時中斷總發生在同一條指令位置,且無其它中斷源的情況。
結 語

　　上述5種方法誤差均不超過1個機器周期,其中方法1、3、4較為通用,適用于任何情況,但程序較長;方法2、5簡單,但必須注意滿足對應條件,才能使用。當然,也還有其它方法[3],但比較煩瑣,并不理想,這里不一一介紹