单片机课件专题七IO口定时器计数器

1、 本章重点讨论本章重点讨论MCS-51MCS-51单片机内部的资源的原理及其应用单片机内部的资源的原理及其应用 并行并行I/OI/O口口 定时器定时器/ /计数器计数器 串行串行I/O I/O 口口基本要求：基本要求： 掌握掌握 P0P3P0P3的特性及其应用的特性及其应用 掌握掌握T/CT/C的原理、工作方式、程序设计方法及应用的原理、工作方式、程序设计方法及应用 学会综合运用学会综合运用 了解串行口的原理、制式了解串行口的原理、制式6 63 MCS-513 MCS-51串行串行I/OI/O口及串行通信口及串行通信 第六章第六章 MCS-51MCS-51内部的内部的I/OI/O口、定时器及其

2、应用口、定时器及其应用6. 1 MCS-516. 1 MCS-51内部的并行内部的并行I/OI/O口及应用口及应用6 62 MCS-512 MCS-51的定时器的定时器/ /计数器计数器6.1 MCS-516.1 MCS-51内部的并行内部的并行I/OI/O口及应用口及应用6 63 31 1 串行通信基础知识串行通信基础知识一、并行通信与串行通信一、并行通信与串行通信二、异步通信和同步通信二、异步通信和同步通信三、串行通信的制式三、串行通信的制式 8051 8051单片机内部有四个单片机内部有四个8 8位并行位并行I/OI/O口：口： P0P0、P1P1、P2P2和和P3P3 P0P0P3P3

3、这这4 4个并行个并行I/OI/O口都可以作准双向通用口都可以作准双向通用I/OI/O口口 P0P0、P2P2和和P3P3口还有复用的第二功能口还有复用的第二功能 每个口都包含：每个口都包含： 一个（一个（8 8位）锁存器（即特殊功能寄存器位）锁存器（即特殊功能寄存器P0P0P3P3） 一个输出驱动器一个输出驱动器 和两个三态缓冲器和两个三态缓冲器 6.1 MCS-516.1 MCS-51内部的并行内部的并行I/OI/O口及应用口及应用 6.1.1 P0 6.1.1 P0口口 当外部扩展存储器或当外部扩展存储器或I/O口时，由口时，由EA、PC指指针从外部程序存储器取指令码、执行指令针从外部程

4、序存储器取指令码、执行指令MOVC、MOVX时，控制信号时，控制信号=1,使使MUX与反向器与反向器3连通，连通，作分时地址作分时地址/数据总线。数据总线。6.1.2 P16.1.2 P1口口 功能：功能： P1P1口作通用口作通用I/OI/O口口 P1P1口也是一个口也是一个“准双向准双向”口，作输入口时要先将输出口，作输入口时要先将输出驱动管截止。驱动管截止。 即先执行一条指令即先执行一条指令 MOV P1,#0FFHMOV P1,#0FFH内部结构：内部结构：如图所示如图所示6.1.3 P2口 6.1.4 P6.1.4 P3口口 功能：功能： 第二输出功能端第二输出功能端=1:=1: P

5、3 P3口用作通用口用作通用I/OI/O口口 P3P3口用作第二功能口用作第二功能 三根第二功能输出引脚三根第二功能输出引脚 TXDTXD、WRWR和和RDRD 五根第二功能输入引脚五根第二功能输入引脚 INT0INT0、INT1INT1、 T0T0、T1 T1 和和RXD RXD 内部结构内部结构 : :如图所示如图所示 Q 同理，必须先写一条同理，必须先写一条SETB PX.YSETB PX.Y或能对所读口或能对所读口位的位的D D锁存器写入锁存器写入“1”1”的指令，在其后再紧跟如下指的指令，在其后再紧跟如下指令。令。 MOV C, PX.YMOV C, PX.Y ANL C ANL C

6、，PX.YPX.Y ORL C ORL C，PX.YPX.Y JNB PX.Y JNB PX.Y，relrel JB PX.Y JB PX.Y，rel rel P0P0、P2P2、P3P3口复用作片外扩展系统的系统总线口复用作片外扩展系统的系统总线 无条件输入无条件输入/ /输出程序输出程序 查询输入查询输入/ /输出程序输出程序 中断输入中断输入/ /输出程序输出程序 三、直接输入三、直接输入/ /输出输出 (2) (2) 查询输入查询输入/ /输出程序输出程序 读入读入P3.0P3.0引脚上的开关引脚上的开关K4K4的预置状态的预置状态, ,若若P3.0=1P3.0=1，则驱动，则驱动P1

7、.7P1.7输出使输出使LED3LED3闪亮一段时间；否则，查询等待。参考程序如下闪亮一段时间；否则，查询等待。参考程序如下： ORG 0200H MAIN3: MOV SP，#60H SETB P1.7 WAIT: JNB P3.0,WAIT MOV R7,#0FH LOOP: CPL P1.7 ACALL DLY DJNZ R7,LOOP SJMP WAIT END6 62 MCS-512 MCS-51的定时器的定时器/ /计数器计数器 在单片机实时应用系统中，需要定时和对外部事件计数的功能在单片机实时应用系统中，需要定时和对外部事件计数的功能 。定时：定时：对周期已知的脉冲信号计数对周期

8、已知的脉冲信号计数计数：计数：对外部事件计数，对周期未知的外来脉冲信号计数对外部事件计数，对周期未知的外来脉冲信号计数定时方法：定时方法： 采用软件延时占用采用软件延时占用CPUCPU的时间，降低了的时间，降低了CPUCPU的使用效率；的使用效率；定时或计数方法：定时或计数方法： 采用专门的硬件电路，参数调节不便；采用专门的硬件电路，参数调节不便； 采用可编程的定时器采用可编程的定时器/ /计数器是最好的方法。计数器是最好的方法。 可以方便灵活地修改定时或计数的参数或方式可以方便灵活地修改定时或计数的参数或方式 与与CPUCPU并行工作，大大提高了并行工作，大大提高了CPUCPU的工作效的工作

9、效 6.2.1 6.2.1 定时器定时器/ /计数器的组成计数器的组成 Timer/ Counter MCS-51 MCS-51单片机内部有二单片机内部有二个个1616位的可编程的定时器位的可编程的定时器/ /计数器：计数器： 定时器定时器/ /计数器计数器0 0（T/C0T/C0） 定时器定时器/ /计数器计数器1 1（T/C1T/C1） 它们都有定时和对外部它们都有定时和对外部事件计数的功能，可用于定事件计数的功能，可用于定时控制、延时、对外部事件时控制、延时、对外部事件检测和计数等场合检测和计数等场合. . 结构组成：结构组成： T/C0由两个由两个8位的位的TH0（8CH）和）和TL0

10、（8AH）组成）组成 T/C1由由TH1（8DH）和）和TL1（8BH）组成）组成软件设置：软件设置： 计数初值：计数初值： 对对TH1、TL1 、TH0、和、和TL0的初始化编程的初始化编程 工作方式：工作方式： 通过通过TMOD和和 TCON对每个对每个T/C设置定时或计数设置定时或计数特殊功能寄存器特殊功能寄存器 TMOD(Timer Mode Register) TCON(Timer Control Register ) THx 存放计数初值的高存放计数初值的高8位位 TLx 存放计数初值的低存放计数初值的低8位位定时器定时器/ /计数器（计数器（T/C0T/C0和和T/C1T/C1）

11、的组成）的组成T/C0T/C0和和T/C1T/C1都是都是1616位的位的加加1 1计数器计数器方式方式0 0方式方式1 1方式方式2 2方式方式3 3TH0TH0TL0TL0TH1TH1TL1TL1 2 2、 计数方式计数方式 T/C计数来自引脚计数来自引脚T0（P3.4）和和T1(P3.5)的外部脉冲信号的的外部脉冲信号的个数。个数。 输入脉冲由输入脉冲由1变变0的下降沿的下降沿时，计数器的值增加时，计数器的值增加1直到回直到回零产生溢出中断零产生溢出中断,表示计数已达表示计数已达预期个数。预期个数。 最高计数频率为振荡频率最高计数频率为振荡频率的的1/241/24。 即计数周期即计数周期

12、=2=2机器周期。机器周期。 由软件把控制字写入由软件把控制字写入TCON和和TMOD，用来设置，用来设置T/C0和和T/C1的工作方式和控制功能。的工作方式和控制功能。 当当8051系统复位时，系统复位时，TCON和和TMOD所有位都被清所有位都被清0。 一、工作模式寄存器一、工作模式寄存器TMOD（89H） TMOD用于控制用于控制T/C0和和T/C1的工作模式，其各位的定义的工作模式，其各位的定义格式如下：格式如下： 其中，低其中，低4位用于位用于T/C0，高，高4位用于位用于T/C1。各位功能如下：。各位功能如下： 1M1和和M0 工作方式选择位工作方式选择位这两位可形成四种编码，对应

13、四种工作方式：这两位可形成四种编码，对应四种工作方式： M1 M0 方式方式 功功 能能 描描 述述 0 0 0 为为13位定时器位定时器/计数器计数器,TL存放低存放低5位位,TH存高存高8位位 0 1 1 为为16位定时器位定时器/计数器计数器 1 0 2 常数自动装入常数自动装入8位定时器位定时器/计数器计数器 1 1 3 仅适于仅适于T/C0,两个两个8位定时器位定时器/计数器计数器2 C/T 计数计数/定时选择位定时选择位 C/T 0, 设为定时方式，对机器周期计数；设为定时方式，对机器周期计数； C/T 1，设为计数方式，对来自，设为计数方式，对来自T0或或T1引脚的外来脉冲计数。

14、引脚的外来脉冲计数。 3GATE 门控位（控制启动方式）门控位（控制启动方式） GATE0时，时，T/C的启动只要用软件使的启动只要用软件使TR0（或（或TR1）置）置1即可，而不管即可，而不管/INT0（或（或/INT1）的电平是高还是低。）的电平是高还是低。 GATE1时，只有时，只有/INT0(或或/INT1）引脚为高电平且由软）引脚为高电平且由软件使件使TR0（或（或TR1）置）置1时，才启动时，才启动T/C工作。工作。 也就是也就是T/C的启动受双重控制。的启动受双重控制。注意：注意：TMOD不能位寻址，只能由字节设置不能位寻址，只能由字节设置T/C的工作方式，的工作方式， 低半字节

15、设定低半字节设定T/C0，高半字节设定，高半字节设定T/C1。 。 16213282 。 132 ORG 0000H AJMP MAIN ； 转到主程序转到主程序MAIN ORG 000BH AJMP TC0S ； 转到转到T/C0的中断服务程序的中断服务程序TC0S主程序：主程序： ORG 1000H MAIN: MOV SP,#6FH MOV TMOD ,#00H ；置；置T/C0为方式为方式0，定时。，定时。 MOV TH0,#0E0H ；送计数初值；送计数初值 MOV TL0,#18H SETB ET0 ；T/C0允许中断允许中断 SETB EA ；CPU开中断开中断 SETB TR0

16、 ；启动；启动T/C0定时定时 HERE: SJMP HERE ；等待中断；等待中断中断服务程序：中断服务程序： ORG 1200H TC0S: MOV TH0,#0E0H ；重新装入计数初值；重新装入计数初值 MOV TL0,#18H CPL P1.0 ；输出方波；输出方波 RETI ；中断返回；中断返回 END例例6-5 利用利用GATE门控位门控位测量从测量从INT1引脚输入的正脉冲宽度。引脚输入的正脉冲宽度。解：解：1. 确定工作方式确定工作方式 (1）送方式控制字）送方式控制字 （TMOD）1001 0000B90H ； T/C1定时，方式定时，方式1 ，GATE1 。(2）计算初值

17、）计算初值 由于被测正脉冲宽度未知，由于被测正脉冲宽度未知， 假设宽度假设宽度= 65.536ms，fosc12MHz ，则：，则： 计数个数：计数个数：X65536（最大）（最大） 定时初值：定时初值：C65536-X65536-655360， （TH1）00H，（，（TL1）00H。 对对P3.3(INT1)P3.3(INT1)引脚输入的脉冲采用查询的方法。引脚输入的脉冲采用查询的方法。 ) 被测脉宽被测脉宽 置置1 TR1 TH1TL1从从0开始计数开始计数 清清0 TR1,停止停止T/C1计数计数图图6-12 脉冲测试原理脉冲测试原理 ORG 0000HMAIN: MOV SP,#6F

18、H MOV TMOD,#90H MOV TL1,#00H MOV TH1,#00HLOOP: JB P3.3,LOOP SETB TR1LOOP1:JNB P3.3,LOOP1LOOP2:JB P3.3,LOOP2 CLR TR1 MOV 30H,TL1 MOV 31H,TH1 . ACALL Calc ;计算子程序略计算子程序略 ACALL DIR ;显示子程序略显示子程序略 SJMP $ END ORG 8000HLJMP MAINORG 800BHLJMP TC0SVORG 801BHLJMP TC1SV ORG 8100HMAIN: MOV SP,#70HMOV TMOD,#61HMOV TH1,#0FBHMOV TL1,#0FBH MOV TH0,#4CH;T0 定时定时50MS，中断一次。，中断一次。 MOV TL0,#00HSETB ET1SETB ET0SETB EA SETB TR0 SETB TR1MOV