文档介绍：第6章 MCS - 51单片机内部定时器/
计数器及串行接口
定时器/计数器的基本结构及基本工作原理
定时器/计数器的方式寄存器和控制寄存器
定时器/计数器的工作方式
定时器/计数器应用举例
MCS - 51单片机的串行接口
串行口的应用
MCS-51系列单片机芯片,其内部带有两个16位定时器/计数器,以及一个全双工的异步通信串行接口,这给用户利用单片机进行精确定时和计数脉冲及双机异步串行通讯带来了极大的方便。
本章介绍8051系列单片机内部定时器/计数器和串行接口的结构、工作原理及应用。
定时器/计数器的基本结构及基本原理
定时器/计数器,本质上是加法计数器:即,当其对具有固定时间间隔的内部机器周期(脉冲)进行计数时,它就是定时器;(T0)(T1)对外部事件(脉冲)进行计数时,它就是计数器。所以统称为定时器/计数器,有时也简称定时器,如称T0、T1。
图 定时器/计数器结构框图
1. 定时器/计数器的基本结构
定时器/计数器,其基本工作原理都是基于加法计数器,都是对脉冲进行计数,计满溢出时申请中断,由中断服务程序进行计满后的处理!
所不同的是:作为定时器时,所加的脉冲为单片机内部频率固定的机器周期脉冲;而作为计数器时,所加的脉冲为从外部引脚输入的频率可变的一般脉冲。
因为定时器/计数器实质上是加法计数器,所以根据定时的时间不同,或者所要计数的外部脉冲的个数不同,一般情况下要给计数器赋予不同的初值!
赋初值时,不能直接输入所需的“脉冲个数”, 而应输入的是计数器所能计数的最大值与所需要计数的“脉冲个数”的差值。
那么,定时器/计数器到底怎么设置初值呢?这是学习定时器/计数器必须要掌握的重点内容之一!假设:具有一定位数的计数器,所能计数的脉冲的最多个数为M、而需要定时或计数的脉冲个数为N、计数器中需要用指令事先给定的初值(脉冲个数)为X , 则X的计算方法如下:
(a)当其工作于计数状态时: X = M-N
(b)当其工作于定时状态时: X = M-N = M-定时时间/T
其中,T 为单片机机器周期: T =12×晶振周期= 12 ÷晶振频率。
例如,当定时器/计数器T0 工作于计数状态时,若只用TH0计数,且TH0为 8 位,则其M=256。若N=1,则X=255=FFH。此时说明,若计数器再有一个外部脉冲输入,则计数器TH0即达到256=100H=00H--即计满溢出,此时定时器/计数器T0即溢出而(可能)引起中断。
一、定时器/计数器的方式寄存器TMOD
定时器/计数器的方式寄存器和控制寄存器
图 TMOD各位定义
定时器/计数器的方式寄存器TMOD,用于对定时器/计数器的工作方式事先进行定义或设定,它也是特殊功能寄存器SFR之一,其在片内RAM中的地址为89H。 TMOD的各位只能使用一条指令一次性进行设置,下面对其各位进行说明。
89H
1. M1、M0工作方式控制位
表 工作方式选择表
M1 M0
方式
说明
0 0
0
13 位计数器(TH的 8 位和TL的低 5 位)
0 1
1
16 计数器
1 0
2
自动重装入初值的 8 位计数器
1 1
3
T0 分成两个独立的 8 位计数器,而T1 在T0为方式 3 时停止工作
2. C/T 定时器方式或计数器方式的选择位
若C/T = 1时, 为计数器方式;C/T = 0时, 为定时器方式。
3. GATE 定时器/计数器运行门控标志位
(1)若GATE = 0时, 则只要TR0 (或TR1)指令置1, 则定时器/计数器就被选通开始工作, 而不管 INT0(或 INT1)的电平是高还是低。
(2)当GATE= 1时, 则只有当INT0 (或INT1)引脚为高电平,且TR0(或TR1)还要指令置1时, 则相应的定时器/计数器才被选通工作。这时可用于测量在INT0(或INT1)端出现的正脉冲的宽度;
二、定时器/计数器控制寄存器TCON
TF0、TF1分别是定时器/计数器T0、T1的溢出标志位,即工作时当加法计数器计满溢出时自动置1, 自动申请中断,而在中断响应后自动复0。TF产生的中断申请是否被接受, 还需要由中断是否开放来决定。
TR1、TR0 分别是定时器/计数器T1、T0 的运行控制位,通过软件置 1 后, 定时器/计数器才开始工作,在系统复位时自动被清 0。
TF1
TR1
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0
IT0
(MSB)
(LSB)
图 定时器