第5章-单片机的定时计数器与串行接口

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1、彭周华15.1 5.1 定时定时/ /计数器计数器T0T0、T1T15.1.1 5.1.1 定时定时/ /计数器的结构和工作原理计数器的结构和工作原理5.1.2 5.1.2 定时定时/ /计数器的寄存器计数器的寄存器5.1.3 5.1.3 定时器的四种工作方式定时器的四种工作方式5.1.4 5.1.4 定时计数器的应用程序设计定时计数器的应用程序设计5.1.5 5.1.5 小小 结结5.2 5.2 串行接口串行接口2n测量控制系统，常常要求有一些测量控制系统，常常要求有一些定时器定时器, ,以实现定时以实现定时控制、定时测量或延时动作，同时要求有控制、定时测量或延时动作，同时要求有计数器计数器

2、能对能对外部事件计数。外部事件计数。n实现定时计数的实现定时计数的方法方法有有3 3种种（1 1）软件定时）软件定时- -占用占用CPUCPU时间，减低时间，减低CPUCPU的利用率的利用率（2 2）硬件定时）硬件定时- -延时时间固定，修改不方便。延时时间固定，修改不方便。（3 3）可编程定时）可编程定时/ /计数器（硬件定时，软件设置）计数器（硬件定时，软件设置）3n5151系列单片机有系列单片机有2 2个个1616位定时位定时/ /计数器：计数器：T0T0和和T1T1 ；n2 2个定时器都有定时或事件计数的功能，可用于定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

3、数和检测等场合；时控制、延时、对外部事件计数和检测等场合；n定时定时/ /计数器实际上是计数器实际上是1616位加位加1 1计数器。计数器。 T0 T0由由2 2个个8 8位持殊功能寄存器位持殊功能寄存器TH0TH0和和TL0TL0构成，构成， T1 T1由由2 2个个8 8位持殊功能寄存器位持殊功能寄存器TH1TH1和和TL1TL1构成。构成。nT0T0和和T1T1都可由软件设置为都可由软件设置为定时或计数定时或计数工作方式；工作方式；nT0T0和和T1T1受受2 2个特殊功能寄存器个特殊功能寄存器TMODTMOD和和TCONTCON控制。控制。 4振荡源 12T0引脚SKC/ T=0C/

4、T=1TH0 TL0 中断TF0TR0GATEINT0&11S打向上，定时； S打向下，计数：计数满，标志置位，产生中断。TR0=1，GATE=0时，定时/计数器直接启动工作； TR0=1，GATE=1时，启动受INT0控制。5定时工作方式时，定时器脉冲由单片机内部振荡器经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。例如：当8051采用12MHz晶体时，每个机器周期为1s，计5 个计数周期即为5s，即定时5s 。6计数工作方式时，计数脉冲信号来自计数工作方式时，计数脉冲信号来自T T0 0(P3.4)(P3.4)和和T T1 1(P3.5)(

5、P3.5)引脚。引脚。当输入脉冲信号产生由当输入脉冲信号产生由1 1至至0 0的下降沿时，定时器的值加的下降沿时，定时器的值加1 1；在每个机器周期在每个机器周期CPUCPU采样采样T T0 0和和T T1 1的输入电平。若前一个的输入电平。若前一个机器周期采样值为高，下一个采样周期值为低，则计数器机器周期采样值为高，下一个采样周期值为低，则计数器加加 1 1。检测跳变需要检测跳变需要2 2个机器周期，故最高计数频率个机器周期，故最高计数频率f=f=foscfosc/24/24。为了确保某个电平在变化之前至少被采样一次，要求电平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

6、个完整的机器周期。保持时间至少是一个完整的机器周期。TcyTcyTcy: 机器周期机器周期7n工作模式寄存器工作模式寄存器TMODTMOD(89H),(89H),控制寄存器控制寄存器TCONTCON（88H)88H)1. 1. TMOD TMOD用于控制用于控制T0T0和和T1T1的工作方式。其各位的定义如下：的工作方式。其各位的定义如下：定时器T0 定时器T1M0M1GATEM0M1GATED0D1D2 D3D4D5D6 D7C/ TC/ T8GATEGATEC/TC/TM1M1 M0M0GATEGATEC/ TM1M1M0M0GATE=0，TRx=1时，即可启动定时器工作；GATE=1，I

7、NTx=1且TRx=1时，才可启动定时器工作。C/TC/T=1，为计数器方式；C/T=0C/T=0，为定时器方式。nM1M0M1M0：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）。9INT0方式下沿/低电平 INT0请求有/无 INT1方式下沿/ 低电平 INT1 请求有/无 T0 工作启/停 T0 请求有/无 T1工作启/停 T1 请求有/无 IT0 IE0IT1IE1TR0 TF0 TR1 TF1T1T0外部中断2.2.控制寄存器控制寄存器TCON(88

8、H) TCON(88H) 10nTF1TF1：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。nTR1TR1：T1运行控制位。TR1=1，启动T1工作。TR1=0，停止T1工作n TF0TF0：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。n TR0TR0：T0运行控制位。TR0=1，启动T0工作。TR0=0，停止T0工作。11n 对TMOD寄存器的M1、M0位的设置，可选择工作方式0-3；以下用THX、TLX（X=0或1）表示TH1、TL1、TH0、TL0。T0（或T1）工作于13位定时计数方式。16位寄存器(TH

9、X+TLX)只用13位，TLX的高3位未用。振荡源 12Tx引脚SKC/ T=0C/ T=1THx TLx 中断TFxTRxGATEINTx&118位低5位12n当TLX的低5位溢出时，向THX进位；而THX溢出时，硬件置位TFX。n定时/计数溢出与否，可查询TFx进行判断；如果开中断则产生溢出中断。n 方式0 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Tx初值) 机器周期13n16位定时计数方式，寄存器THx和TLx以16位参与操作。n最大计数 21665536(个脉冲) 定时工作方式时，定时时间为： t(216一Tx初值) 机器周期14n8位的可

10、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TLx用作8位计数器， THx用以保持计数初值。当TLx计数溢出，置位TFx，THx中的初值自动装入TLx继续计数，循环重复计数。振荡源 12Tx引脚SKC/ T=0C/ T=1 TLx 中断TFxTRxGATEINTx&11 THx15最大计数值为：最大计数值为：2828256(256(个脉冲个脉冲) )。 定时工作方式时，定时时间为：定时工作方式时，定时时间为： t t(256(256一一TxTx初值初值) ) 机器周期机器周期n这种工作方式可省去用户重载常数的操作，并可产生这种工作方式可省去用户重载常数的操作，并可产生

11、精确的定时时间。精确的定时时间。16仅适用于T0TL0和TH0被分成为两个互相独立的8位计数器。TL0可作为定时或计数方式。占用定时器0的各控制位、引脚和中断源。即、GATE、TR0、TF0控制位以及引脚T0和INT0引脚。TH0只能用作定时功能，占用定时器1的控制位TR1和中断标志位TF1，其启动和关闭仅受TRl的控制。这种情况下,T1仍可工作于方式0、1、2，但不能使用中断方式。实际中只有将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。 17n定时/计数器0（方式3）：2个8位计数器。振荡源 12T0引脚SC/ T=0C/ T=1TR0GATEINT0&1