單片機定時器中斷是我們經(jīng)常都需要用的，下面將以51單片機為例子來說明單片機定時器中斷原理。

　　80C51的定時/計數(shù)器的結構

　　定時/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個寄存器組成。TMOD是定時/計數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制T0、T1的啟動和停止及設置溢出標志。

　　中斷系統(tǒng)介紹

　　中斷系統(tǒng)是一套硬件電路，它可以在每個機器周期對所有的外設的標志位作查詢。相比于前面的軟件查詢（if（xx＝＝1）），中斷系統(tǒng)也可以叫做硬件查詢。51的中斷系統(tǒng)可查詢以下6個標志位。

　　IE0（TCON.1），外部中斷0中斷請求標志位。

　　IT1（TCON.2），外部中斷1觸發(fā)方式控制位。

　　IE1（TCON.3），外部中斷1中斷請求標志位。

　　TF0（TCON.5），定時/計數(shù)器T0溢出中斷請求標志位。

　　TF1（TCON.7），定時/計數(shù)器T1溢出中斷請求標志位。

　　RI（SCON.0）或TI（SCON.1），串行口中斷請求標志。當串行口接收完一幀串行數(shù)據(jù)時置位RI或當串行口發(fā)送完一幀串行數(shù)據(jù)時置位TI，向CPU申請中斷。

　　當中斷系統(tǒng)查詢到外設的標志位變?yōu)?時，中斷系統(tǒng)可暫停當前的主循環(huán)，并且將程序跳轉(zhuǎn)到用戶預先指定的函數(shù)中執(zhí)行。要啟動中斷系統(tǒng)，必須先進行中斷初始化，其流程如下：

　　a、是否要查詢外設標志（EA＝0或EA＝1，EA 也叫 CPU中斷允許（總允許）位）

　　b、查詢到標志1，是否要跳程序

　　c、跳轉(zhuǎn)的目標函數(shù)，即中斷服務子函數(shù)

　　所以在使用定時器中斷時，我們只需要首先初始化中斷系統(tǒng)，開啟總中斷（相當于總開關），開啟定時器對應的控制位（相當于支路開關），再初始化定時器即可。中斷系統(tǒng)作為單片機的外設，只有在某個中斷產(chǎn)生時才會打斷主循環(huán)，并由相應的中斷號引入到相應的中斷服務子函數(shù)。下圖是6個中斷標志位的信息。

? ?80C51單片機定時器中斷原理

　　這里將涉及到單片機中斷的應用，在cpu的一步步按照指令運行的過程中（主程序），可能會有其它的更緊急的需要做的事情（中斷服務程序），需要cpu暫時停止當前的程序（主程序），做完了（中斷服務程序）之后，又可以繼續(xù)去運行先前的程序（主程序）。就像你正在吃飯，一邊又在給水桶里放水，吃著吃著，水滿了，你就得趕快去把水龍頭關掉或者換一個空的水桶，再回來吃飯。

　　單片機的定時器就像是一個水桶，你讓它啟動了，也就是水龍頭打開了；開始裝水了；定時在每個機器周期不斷自動加1，最后溢出了；水桶的水不斷增加，最也就滿出來了；定時器溢出時，你就要去做處理了；水桶的水滿了，你也應該處理一下了；處理完后，單片機又可以回到剛剛開停止的地方繼續(xù)運行；水桶處理了，先前你在做什么也可以繼續(xù)去做什么了。

　　單片機的主程序是從0x0000開始運行的，單片機服務程序從哪里開始運行呢？在51里，有多個中斷服務程序入口，0號入口是外中斷0，地址在0x0003；1號入口是定時器0，在 0x000B；2號入口是外中斷1；地址在0x0013，3號入口是定時器2；地址在0x001B，等等。當中斷發(fā)生時，程序就記下當前運行的位置，跳到對應的中斷入口去運行中斷服務程序，運行完之后，又跳回到原來的位置繼續(xù)運行。

　　在C51中，你不用理會中斷服務程序放在哪里，會怎么跳轉(zhuǎn)。你只要把某個函數(shù)標識為幾號中斷服務函數(shù)就可以了。在發(fā)生了對應的中斷時，就會自動的運行這個函數(shù)。

　定時/計數(shù)器的工作原理

　　加1計數(shù)器輸入的計數(shù)脈沖有兩個來源，一個是由系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來；一個是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來一個脈沖計數(shù)器加1，當加到計數(shù)器為全1時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零，且計數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請求（定時/計數(shù)器中斷允許時）。如果定時/計數(shù)器工作于定時模式，則表示定時時間已到；如果工作于計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿。

　　可見，由溢出時計數(shù)器的值減去計數(shù)初值才是加1計數(shù)器的計數(shù)值。

　　設置為定時器模式時，加1計數(shù)器是對內(nèi)部機器周期計數(shù)（1個機器周期等于12個振蕩周期，即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計數(shù)值N乘以機器周期Tcy就是定時時間t 。

　　設置為計數(shù)器模式時，外部事件計數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計數(shù)器。在每個機器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時，則計數(shù)器加1，更新的計數(shù)值在下一個機器周期的S3P1期間裝入計數(shù)器。由于檢測一個從1到0的下降沿需要2個機器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機器周期。當晶振頻率為12MHz時，最高計數(shù)頻率不超過1/2MHz，即計數(shù)脈沖的周期要大于2 ?Us。