第5章单片机的定时计数器与串行接口.ppt

第5章 单片机的定时/计数器与串行接口,单片机原理、接口及应用,5.1 定时/计数器★ 定时计数器结构和工作原理★ 定时计数器的控制寄存器★ 定时器的四种工作方式 ★ 定时计数器的应用编程5.2 串行接口,,★ 51系列单片机片内有二个十六位定时/计数器：定时器0(T0)和定时器1(T1)★ 两个定时器都有定时或事件计数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件计数和检测等场合★ 定时/计数器实际上是16位加1计数器 T0由2个8位持殊功能寄存器TH0和TL0构成， T1由2个8位持殊功能寄存TH1和TL1构成★每个定时器都可由软件设置为定时工作方式或 计数工作方式★T0和T1受特殊功能寄存器TMOD和TCON控制5.1.1 8051定时/计数器结构和工作原理,,1. 定时工作方式,★ 设置为定时工作方式时，定时器计数的脉冲是由51单片机片内振荡器经12分频后产生的 ★每经过一个机器周期定时器(T0或T1)的数值加1直至计数满产生溢出 如：当8051采用12MHz晶体时，每个机器周期为1μs，计5 个机器周期即为5 μs，即定时5 μs 。

2. 计数工作方式,★ 设置为计数工作方式时，通过引脚T0(P3．4)和T1(P3．5)对外部脉冲信号计数★ 当输入脉冲信号产生由1至0的下降沿时，定时器的值加1, 在每个机器周期CPU采样T0和T1的输入电平若前一个机器周期采样值为高，下一个机器周期采样值为低，则计数器加 1★ 由于检测一个1至0的跳变需要二个机器周期，故最高计数频率为振荡频率的二十四分之一★ 虽然对输入信号的占空比无特殊要求，但为了确保某个电平在变化之前至少被采样一次，要求电平保持时间至少是一个完整的机器周期5.1.2 定时计数器的控制寄存器★定时器共有两个控制寄存器： 定时器控制TCON（88H) 定时器工作模式寄存器TMOD(89H),1. 工作模式寄存器TMOD(89H),TMOD用于控制T0和T1的操作模式其各位的定义如下：,,定时器T0,定时器T1,,★ GATE：门控信号 GATE=0，TRx=1时即可启动定时器工作 ； GATE=1，INTx=1才可启动定时器工作★ C/T：定时器/计数器选择位 C/T=1，为计数器方式； C/T=0，为定时器方式。

★ M1 M0 工作模式选择位 M1M0=00 工作方式0（13位方式） M1M0=01 工作方式1（16位方式） M1M0=10 工作方式2（8位自动再装入方式） M1M0=11 工作方式3（T0为2个8位方式）2. 控制寄存器TCON(88H),TCON寄存器 中定时器控制 仅用了其中高四位，其意义如下： ★TF1：T1溢出中断请求标志 TF1=1，T1有溢出中断请求 TF1=0，T1无溢出中断请求 ★TR1：T1运行控制位 TR1=1，启动T1工作 TR1=0，停止T1工作★TF0：T0溢出中断请求标志 TF0=1，T0有溢出中断请求 TF0=0，T0无溢出中断请求 ★TR0：T0运行控制位 TR0=1，启动T0工作 TR0=0，停止T0工作C/T,C/T,,,,,,5.1.3 定时器的四种工作方式,对TMOD寄存器的M1、M0位的设置，可选择四种工作方式，即方式0、方式1、方式2和方式3。

下面用THX、TLX（X=1或0）表示TH1 TL1 TH0 TL0 1.方式 0★定时器(T0或T1)工作于13位定时、计数方式用于计数方式时最大计数值为 213 ＝ 8192个脉冲用于定时工作时，定时时间为： t＝(213一T0初值) ×时钟周期×12★在这种模式下，16寄存器(THX和TLX)只用13位，其中THX占高8位其中TLX占低5位， TLX的高3位末用★当TLX的低5位溢出时向THX进位,而THX溢出时硬件置位TF0，并申请中断★ 定时、计数溢出否可查询TF0是否置位，如果开中断则产生溢出中断2 .方式1 当TMOD中M1M0=01时，定时计数器工作在方式1★该模式是一个16位定时／计数方式寄存器TH0和TL0是以全16位参与操作，计数方式时最大计数 216＝65536(个外部脉冲) 用于定时工作方式时，定时时间为： t＝(216一T0初值) ×时钟周期×12 ★ 16寄存器(THX和TLX) 中THX提供高8位、TLX提供低8位计数初值,3. 方式2 当TMOD中M1M0=10时，定时器工作在方式2 方式2是8位的可自动重装载的定时计数方式。

★16位的计数器被拆成两个8位，其中TL0用作8位计数器， TH0用以保持计数初值当TL0计数溢出，置位TF0，TH0中的初值自动装入TL0，继续计数，循环重复计数★用于计数工作方式时，最大计数值为： 28＝256(个外部脉冲) 用于定时工作方式时，其定时时间为； t＝(28—TH0初值)×振荡周期×12★这种工作方式可省去用户重装常数的程序，并可产生精确的定时时间，特别适用作串行口波待率发生器4.方式3当TMOD中M1M0=11时，定时器工作在方式3★若将T0设置为模式3，TL0和TH0被分成为两个互相独立的8位计数器TH0和 TL0 ★ TL0可工作为定时方式或计数方式占用原T0的各控制位、引脚和中断源即C／T、GATE、TR0、TF0和T0 (P3.4)引脚、INT0 (P3.2)引脚 TH0只可用作定时功能，占用定时器T1的控制位TR1和T1的中断标志位TF1，其启动和关闭仅受TRl的控制★定时器T1无模式 3, 可工作于方式0、1、2，但不能使用中断方式★ 只有将T1用做串行口的波特率发生器时，T0才工作在方式3，以便增加一个定时器。

5.1.4 定时计数器的应用编程,5.1.4.1 定时器的计数初值C的计算和装入 如前所述，8xx51定时器/计数器不同工作方式的模值不同，由于采用加1计数，因此计数初值应为负值，计算机中用有符号数采用补码表示 计数初值（C）的求法如下★计数方式： 计数初值 C=模-X（其中X为要计的脉冲个数）★定时方式： 计数初值 C=[ t / MC]补=模－t / MC 其中t为欲定时时间，MC为8xx51的机器周MC=12/fosc 当采用12MHZ晶振时，MC=1us； 当采用6MHZ晶振时，MC=2us方式0（ 13位方式）: C=（-64H）补=2000H－64H=1F9CH 1F9CH＝0001 1111 1001 1100B 把13位中的高八位1111 1100B装入TH0， 而把13位中的低五位xxx1 1100B装入TL0 MOV TH0，#0FCH； MOV TL0，#1CH；(xxx用“0”填入)方式1(16位方式): C=（-64H）补=10000H-64H=FF9CH 用指令装入计数初值： MOV TH0，#0FFH MOV TL0，#9CH,例 要计100个脉冲的计数初值,方式2（8位自动再装入方式） C=（－64H）补=100H－64H=9CH 初值既要装入TH0，也要装入TL0： MOV TH0，#9CH MOV TL0，#9CH,5.1.4.2 定时计数器的初始化编程 定时计数器的初始化编程步骤：1）根据定时时间要求或计数要求计算计数器初值；2）工作方式控制字送TMOD寄存器；3）送计数初值的高八位和低八位到THx和TLx寄存 器中；4）启动定时（或计数），即将TRx置位。

如果工作于中断方式，需要置位EA（中断总开关）及ETx（允许定时/计数器中断）并编中断服务程序例5-1 如图7-2所示，P1中接有八个发光二极管，编程使八个管轮流点亮，每个管亮100ms，设晶振为6MHz用定时中断方式.,5.1.4.3 应用编程举例,分析 利用T1完成100ms的定时，当P1口线输出“1”时，发光二极管亮，每隔100ms”1”左移一次，采用定时方式1，先计算计数初值： 每个脉冲周期MC =2μs 100ms/2μs =50000=C350H （C350H）补 =10000H-C350H=3CB0H 定时器工作在方式1,定时方式,初值是 TH1=0X3C TL1=0XB0,①查询方式如下： ORG 0030H MOV A，#01H：置第一个LED亮NEXT：MOV P1，A MOV TMOD，#10H ；T1工作于定时方式1 MOV TH1，#3CH MOV TL1，#0B0H； 定时100ms SETB TR1 AGAI: JBC TF1,SHI； 100ms到转SHI,并清TF1 SJMP AGAISHI： RL A SJMP NEXT,②中断方式 ORG 0000H AJMP MAIN ；单片机复位后从0000H开始执行 ORG 001BH AJMP IV1 ；转移到IV1 ORG 0030H ；主程序MAIN：MOV A，#01H MOV P1，A ；置第一个LED亮 MOV TMOD，#10H ；T1工作于定时方式1 MOV TH1，#3CH MOV TL1，#0B0H ；定时100ms SETB TR1 ；启动T1工作 SETB ET1 ；允许T1中断WAIT：SJMP WAIT ；等待中断,IV1：RL A ；中断服务程序，左移一位 MOV P1，A ；下一个发光二极管亮 MOV TH1，#3CH MOV TL1，#0B0H ；重装计数初值 RETI ；中断返回以上程序进入循环执行,八个LED一直循环轮流点亮。

方法1:采用T0产生周期为200ms脉冲，即P1.0每100ms取反一次作为T1的计数脉冲，T1对下降沿计数，因此T1计5个脉冲正好100msT0采用方式1，X= － 得X=3CB0H，T1采用方式2，计数初值X = －5=FBH均采用查询方式，流程图和程序如下：,例5-2 在P1.7端接一个发光二极管LED，要求利用定时控制使LED亮一秒灭一秒周而复始，设fosc=6MHZ。