第6章(1)：定时计数器与串行通讯口

第六章定时计数器与串行通讯口(上)－MCS51定时器的控制应用与内部硬件串行通讯电路的工作方式1定时/计数器电路K1K2可预置初值计数器中断请求功能选择启动控制内部时钟脉冲（定时）外部输入脉冲（计数）溢出信号计数脉冲计数初值1.1定时/计数器的工作原理定时/计数器中的核心部件为可预置初值计数器。预置初值后开始计数，直至计数值归0或产生溢出，可申请中断。计数器有加1计数或减1计数两种形式。MCS51单片机的计数器采用加1计数。要注意定时器的容量即位数例：设TIMER为8位加1计数器。按要求选择功能和初值。1.要求检测到100个脉冲，发中断请求，通知CPU。选计数功能，计数初值为156。2.要求定时每隔100s时间，发一次中断请求。设内部时钟周期1s选定时功能，计数初值为156。1.2定时/计数器的应用1．计数功能：生产线上产品计数。每个产品通过得到一个脉冲信号，计数器记录脉冲个数，当计数值与设定值相等，启动包装机器。检测转速。电机转动一圈发出一个脉冲，计数器记录一秒时间内脉冲个数，显示转速。2．定时功能：用于实时控制，定时采样、定时启动、计算两事件的间隔时间等。1.38051定时计数器8051有2个可独立控制的16位定时器计数器：T0、T1。分别由8位寄存器TH0、TL0和TH1、TL1组成。8051定时计数器为加1计数器，加到溢出时变为0，同时触发中断。定时计数器有4种工作方式，编程选择一种。定时计数器驱动时钟有两种来源：外部时钟和晶振的12分频。特殊功能寄存器TCON,TMOD用于控制定时计数器。频率不能高于晶振频率的1/24，且高低电平的宽度必须大于一个机器周期1.48051定时计数器编程①功能选择（定时/计数）②工作方式的选择即计数位数的选择（8/13/16位）③启动方式选择（内部软件启动/外部硬件启动）④启动控制（启动/停止）⑤设置计数初值（自动重装/软件重装）⑥根据需要给中断允许寄存器IE送中断控制字，以开放或禁止相应的中断，并设定中断优先级GATEC/TM1M0GATEC/TM1M01.5MCS-51定时计数器控制寄存器定时器模式寄存器1.TMOD定时器方式寄存器（89H）1）功能选择位C/T：=0，定时功能，计数内部机器周期脉冲；=1，计数功能，计数引脚T0(T1)输入的负脉冲。2）方式选择位M1、M0：4种工作方式：13/16/8位3）门控方式选择位GATE：=0，非门控方式(内部启动)：TRx=1，启动定时器工作；TRx=0，停止定时器工作。=1，门控方式(外部启动)：TRx=1且引脚INTx=1才启动。T1T0M1M0方式功能描述00013位01116位1028位自动重装113T0为两个8位2.TCON定时器控制寄存器1）启动控制位TR0、TR1=0，停止定时器工作=1，启动定时器工作例：启动T0：SETBTR02）溢出中断标志位TF0、TF1定时器溢出使TFx=1，引起中断请求，CPU响应Tx中断后，自动清0TFx。也禁止中断，用软件检测TFx，但必须软件清0。WAIT：JBCTF0，NEXT；检测T0是否溢出SJMPWAIT；未溢出，继续检测NEXT：…；溢出，TF0清0，处理溢出位地址8F8E8D8C8B8A8988位符号TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCON(88H)1.6定时器工作方式方式0(13位计数方式)13位定时/计数器。THx8位和TLx低5位组成13位加1计数器,计数值范围：1～8192（213）计数外部脉冲个数：1～8192(213)定时时间(设晶振为12MHz)：1s～8.19ms当为定时工作方式时，定时时间的计算公式：（213－计数初值）×晶振周期×12（213－计数初值）×机器周期方式1（16位计数方式）16位定时/计数器。THx8位和TLx8位组成16位加1计数器，计数值范围：1～65536（216）计数外部脉冲个数：1～65536(216)定时时间(设晶振为12MHz)：1s～65536×T=65.54ms(8位)D15D0当为定时工作方式时，定时时间的计算公式：（216－计数初值）×晶振周期×12（216－计数初值）×机器周期方式2（自动重装入8位计数方式）自动恢复初值8位定时/计数器。TLx为8位加1计数器，THx为8位初值暂存器。用于需要重复定时和计数的场合。最大计数值：256(28)最大定时时间(设晶振为12MHz)：256s(8位)Timer1的溢出时钟还可用作串口时钟定时方式时，定时时间的计算公式：（28－计数初值）×晶振周期×12方式3（8位计数器）T0分成2个8位定时器：TL0定时/计数器和TH0定时器TL0占用T0控制位：C/T，TR0，GATE，TF0；TH0占用T1控制位：TR1,TF1;此时Timer1始终打开，且不能用中断。T1不能使用方式3工作TH0的时钟只能来源于晶振的12分频1.7MCS-51定时器的应用定时器初始化编程：使用定时器工作之前，先编程相应的控制寄存器，确定好定时器的工作方式。初始化编程格式：MOVTMOD，#方式字；选择方式MOVTHx，#XH；装入Tx时间常数MOVTLx，#XL(SETBEA)；开Tx中断(SETBETx)SETBTRx；启动Tx定时器1.按实际需要选择定时/计数功能2.按时间或计数长度选择方式3.计算时间常数定时器的溢出处理编程举例：1）查询方式：先查询定时器溢出标志，再进行溢出处理。…；定时器初始化WAIT：JBCTFx，PT；检测溢出标志SJMPWAITPT：MOVTHx，#XH；重装时间常数MOVTLx，#XL…；溢出处理SJMPWAIT2）中断方式：初始化后执行其他任务，中断服务程序处理溢出。ORG0000HLJMPMAINORG000BH(001BH)；Tx中断入口LJMPPTSMAIN：…；初始化后执行其他程序PTS：…；溢出中断服务程序MOVTHx，#XH；重装时间常数MOVTLx，#XLRETI例：由P1.0输出方波信号，周期为2ms，设fosc=12MHz。2ms解：每隔1ms改变一次P1.0的输出状态。用T0非门控方式1定时。计算时间常数：X=216-t/T=216-1000/1=FC18H（1）查询方式：START：MOVTMOD，#01HMOVTL0，#18HMOVTH0，#0FCHSETBTR0LOOP：JBCTF0，PTF0SJMPLOOPPTF0：CPLP1.0MOVTL0，#18HMOVTH0，#0FCHSJMPLOOP（2）中断方式程序ORG0000HAJMPMAINORG000BHAJMPPT0INTORG0100HMAIN：MOVSP，#60HMOVTMOD，#01HMOVTL0，#18HMOVTH0，#0FCHSETBEASETBET0SETBTR0HERE：SJMPHEREPT0INT：CPLP1.0MOVTL0，#18HMOVTH0，#0FCHRETI例：P1.7驱动LED亮1秒灭1秒地闪烁，设时钟频率为6MHz。思路：长定时方法：增加一个软件计数器或一个硬件计数器。若采用硬件方式，可用T0定时每隔200mS溢出，再用T1计数T0的定时跳变信号P1.0的负跳变次数，计满5个跳变为1秒。START：MOVTMOD，#61HMOVTL1，#0FBHMOVTH1，#0FBHCLRP1.0SETBTR1RELOAD：MOVTL0，#0B0HMOVTH0，#3CHSETBTR0WAIT:JBCTF0，TOVSJMPWAITTOV：CPLP1.0JNBTF1，RELOADCLRTF1CPLP1.7SJMPRELOAD例：利用GATE门控方式测量正脉冲宽度。解：从INT1(P3.3)引脚输入被检测信号，记录正脉冲的时间包含的机器脉冲个数。1）设晶振12MHz，正脉宽小于65.5ms等待查询INT1，正脉冲过后，读出TH1TL1。START：MOVTMOD，#90HMOVTL1，#0HMOVTH1，#0HWAIT1：JBP3.3，WAIT1SETBTR1WAIT2：JNBP3.3，WAIT2NOPWAIT3：JBP3.3，WAIT3CLRTR1MOVR0，TL1MOVR1，TH1…TR1=1T1启动TR1=0T1停止INT1正脉冲宽度＝（R1×28＋R0）×12TOSC2）设晶振12MHz，正脉冲宽度大于65.5ms，可用中断记录TH1、TL1溢出中断次数。主程序：START:MOVTMOD,#90H；初始化AGAIN:MOVTL1，#0HMOVTH1，#0HMOVR2,#0；R2清零WAIT1:JBP3.3，WAIT1；等待上一正脉冲结束SETBTR1；开定时器1SETBET1；开T1中断SETBEA；开总中断WAIT2:JNBP3.3，WAIT2；等待正脉冲到来WAIT3:JBP3.3，WAIT3；等待正脉冲结束CLRTR1；关闭T1MOVIE，#00；关闭中断MOVR0，TL1；读出T1MOVR1，TH1SJMPAGAIN；测量下一脉冲脉冲宽度=（R2×216+R1×28＋R0)×机器周期TR1=1T1启动TR1=0T1停止INT1中断服务程序：PRIC：INCR2RETI