MCS-51单片机精确定时的两种编程方法介绍

MCS-51单片机的中断响应延迟时间，取决于其它中断服务程序是否在进行，或取决于正在执行的是什么样的指令。单中断系统中的中断响应时间为3～8个机器周期［1］。无论是哪一种原因引起的误差，在精确定时的应用场合，必须考虑它们的影响，以确保精确的定时控制。根据定时中断的不同应用情况，应选择不同的精确定时编程方法。

文中以定时器T1工作在定时方式1为例，晶振频率为12MHz。例如：TL431ACLPR
　　1 方法1
　　在定时器溢出中断得到响应时，停止定时器计数，读出计数值（反映了中断响应的延迟时间），根据此计数值算出到下一次中断时，需多长时间，由此来重装载和启动定时器。例如定时周期为1ms，则通常定时器重装载值为-1000（0FC18H）。下面的程序在计算每个定时周期的精确重装载值时，考虑了由停止计数（CLR TR1）到重新启动计数（SETB TR1）之间的7个机器周期时间。程序中#LOW（-1000+7）和#HIGH（-1000+7）是汇编符号，分别表示-1000+7=0FC1FH这个立即数的低位字节（1FH）和高位字节（0FCH）。
　　……
　　CLR EA ；禁止所有中断
　　CLR TR1 ；停止定时器T1
　　MOV A，#LOW（-1000+7）；期望数的低位字节
　　ADD A，TL1 ；进行修正
　　MOV TL1，A ；重装载低位字节
　　MOV A，#HIGH（-1000+7）；对高位字节处理
　　ADDC A，TH1
　　MOV TH1，A
　　SETB TR1 ；重启动定时器
　　SETB EA ；重开中断
　　……
　　此方法适用于各种原因造成的定时误差的情况，为通用方法。
　　2 方法2
　　假如定时周期为10ms，通常定时器重装载值为0D8F0H，中断子程序如下［2］：
　　ORL TL1，#0F0H
　　MOV TH1，#0D8H
　　……
　　这里用ORL TL1，#0F0H代替MOV TL1，#0F0H 可提高定时精度。此方法只适用于重装载值低位字节的低4位为零，且中断响应的延迟时间小于16个机器周期的情况。类似的定时器重装载值有0FFF0H，0FFE0H等。
　　3 方法3
　　假如定时周期为1ms，通常定时器重装载值为0FC18H，中断子程序如下：
　　MOV A，#LOW（-1000+4）；期望数的低位字节
　　ADD A，TL1
　　MOV TL1，A
　　MOV A，#HIGH（-1000+4）；对高位字节处理
　　ADDC A，TH1
　　MOV TH1，A
　　DEC TL1 ；恢复提前了的2个机器周期
　　……
　　这种方法中不停止定时器计数过程，若在执行指令ADDC A，TH1 或MOV TH1，A时，恰好产生TL1溢出向TH1进位的情况，则TH1的值就不对了，会产生更大的误差。为此，程序段开头为重装载值加4，若有溢出进位，则可提前发生，其中2个机器周期是考虑到为TL1重装载占用的时间。
　　此方法适用于系统中无其它更高优先级中断源的情况。若类似方法1，在程序段开头和结尾分别加上禁止所有中断（CLR EA）和开中断（SETB EA）指令，则将适用于所有情况。
　　4 方法4
　　假如定时周期不确定，只知道定时器重装载值存放在寄存器R3、R2中，中断子程序如下：
　　MOV A，#05H ；3个机器周期装载TL1，2个周期提前
　　ADD A，TL1
　　ADD A，R2
　　MOV TL1，A
　　MOV A，R3 ；处理高位字节
　　ADDC A，TH1
　　MOV TH1，A
　　DEC TL1 ；恢复提前了的2个机器周期
　　……
　　此法适用于定时周期不确定的情况，其它同方法3。
　　5 方法5
　　当定时中断发生的位置可预知时，通常出现在主程序的AJMP $ （或SJMP $）等待指令处，中断延迟时间为3个或4个机器周期。取固定值4可简化补偿程序。以定时周期1ms为例，中断子程序如下：
　　ORG 001BH
　　MOV TL1，#LOW（-1000+4）
　　MOV TH1，#HIGH（-1000+4）
　　……
　　此方法适用于定时中断总发生在同一条指令位置，且无其它中断源的情况。

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