单片机的定时计数器与串行接口

1、第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 5.1 定时定时/计数器计数器 5.2 串行接口串行接口第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 5151系列单片机片内有二个十六位定时系列单片机片内有二个十六位定时/ /计数器：定时器计数器：定时器0(T0)0(T0)和定时器和定时器1(T1)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制、延时、对外部事件计数和检测等场

2、合 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。 T0T0由由2 2个个8 8位特殊功能寄存器位特殊功能寄存器TH0TH0和和TL0TL0构成，构成， T1T1由由2 2个个8 8位特殊功能寄存位特殊功能寄存TH1TH1和和TL1TL1构成。构成。每个定时器都可由软件设置为定时工作方式或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。计数工作方式。T0和和T1受受特殊功能寄存器特殊功能寄存器TMODTMOD和和TCONTCON控制。控制。 5.1.1 8051定时定时/计数器结构和工作原理计数器结构和工作原理第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数

3、器与串行接口计数器与串行接口 1. 定时工作方式定时工作方式 设置为定时工作方式时，定时器计数的脉冲是由设置为定时工作方式时，定时器计数的脉冲是由51单片机单片机片内振荡器经片内振荡器经12分频后产生的。分频后产生的。 每经过一个机器周期定时器每经过一个机器周期定时器(T0或或T1)的数值加的数值加1直至计数直至计数满产生溢出。满产生溢出。 如：当如：当8051采用采用12MHz晶体时，每个机器周期为晶体时，每个机器周期为1s，计计5 个机器周期即为个机器周期即为5 s，即定时，即定时5 s 。 第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 2. 计数工作方式计数工作

4、方式 设置为计数工作方式时，通过引脚设置为计数工作方式时，通过引脚T0(P3T0(P34)4)和和T1(P3T1(P35)5)对外部脉冲信号计数。对外部脉冲信号计数。 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T0T0和和T1T1的输入电平。若前一个机器的输入电平。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 1。 由于检测一个由于检测一个1 1至至0 0的跳变需要二个机器周期，故最高计的跳变需要二

5、个机器周期，故最高计数频率为振荡频率的二十四分之一。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。一个完整的机器周期。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 5.1.2 定时计数器的控制寄存器定时计数器的控制寄存器定时器共有两个控制寄存器：定时器共有两个控制寄存器： 定时器控制定时器控制TCON（88H) 定时器工作模式寄存器定时器工作模式寄存器TMOD(8

6、9H)1. 工作模式寄存器工作模式寄存器TMOD(89H) TMOD用于控制用于控制T0和和T1的操作模式。其各位的定义如下：的操作模式。其各位的定义如下： TMOD D7D6D5D4 D3D2D1D0 (89H)GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0定时器定时器T0 定时器定时器T1第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 GATE：门控信号：门控信号 GATE=0，TRx=1时即可启动定时器工作时即可启动定时器工作 ； GATE=1，INTx=1才可启动定时器工作。才可启动定时器工作。 C/T：定时器：定时器/计数器选择位计数器选择位 C/T=1，为计数

7、器方式；，为计数器方式； C/T=0，为定时器方式。，为定时器方式。 M1 M0 工作模式选择位工作模式选择位 M1M0=00 工作方式工作方式0（13位方式）。位方式）。 M1M0=01 工作方式工作方式1（16位方式）。位方式）。 M1M0=10 工作方式工作方式2（8位自动再装入方式）。位自动再装入方式）。 M1M0=11 工作方式工作方式3（T0为为2个个8位方式）。位方式）。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 TF1 TR1TF0 TR0 IE1IT1 IE0IT0T1 请求请求有有/无无 T1工作工作启启/停停 T0 请求请求有有/无无 T0 工

8、作工作启启/停停 INT1 请求请求有有/无无 INT1方式方式下沿下沿/ 低电低电平平 INT0请求请求有有/无无 INT0方式方式下沿下沿/低电低电平平 2. 控制寄存器控制寄存器TCON(88H) TCON寄存器寄存器 中定时器控制中定时器控制 仅用了其中高四位，其意义如仅用了其中高四位，其意义如下：下： TF1：T1溢出中断请求标志。溢出中断请求标志。 TF1=1，T1有溢出中断请求。有溢出中断请求。 TF1=0，T1无溢出中断请求。无溢出中断请求。 TR1：T1运行控制位。运行控制位。 TR1=1，启动，启动T1工作。工作。 TR1=0，停止，停止T1工作。工作。第第5章章 单片机的

9、定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 TF0：T0溢出中断请求标志。溢出中断请求标志。 TF0=1，T0有溢出中断请求。有溢出中断请求。 TF0=0，T0无溢出中断请求。无溢出中断请求。 TR0：T0运行控制位。运行控制位。 TR0=1，启动，启动T0工作。工作。 TR0=0，停止，停止T0工作。工作。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 定时计数器的内部逻辑电路结构定时计数器的内部逻辑电路结构 &1C/TC/T第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 5.1.3 定时器的四种工作方式定时器的四种工作方式 对

10、对TMOD寄存器的寄存器的M1、M0位的设置，可选择四种工作方位的设置，可选择四种工作方式，即方式式，即方式0、方式、方式1、方式、方式2和方式和方式3。下面用下面用THX、TLX（X=1或或0）表示）表示TH1 TL1 TH0 TL0。方式方式 定时器定时器(T0或或T1)工作于工作于13位定时、计数方式。位定时、计数方式。用于计数方式时最大计数值为用于计数方式时最大计数值为 213 8192个脉冲个脉冲用于定时工作时，定时时间为：用于定时工作时，定时时间为：t(213一一T0初值初值) 时钟周期时钟周期12在这种模式下，在这种模式下，16寄存器寄存器(THX和和TLX)只用只用13位，其中

11、位，其中THX占高占高8位。其中位。其中TLX占低占低5位，位， TLX的高的高3位末用。位末用。当当TLX的低的低5位溢出时向位溢出时向THX进位进位,而而THX溢出时硬件置位溢出时硬件置位TF0，并申请中断。，并申请中断。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 定时、计数溢出否可查询定时、计数溢出否可查询TF0TF0是否置位，如果开中断是否置位，如果开中断则产生溢出中断。则产生溢出中断。 2 .方式方式1 当当TMOD中中M1M0=01时，定时计数器工作在方式时，定时计数器工作在方式1。该模式是一个该模式是一个16位定时计数方式。位定时计数方式。寄存器寄存器

12、TH0和和TL0是以全是以全16位参与操作，位参与操作，计数方式时最大计数计数方式时最大计数 21665536(个外部脉冲个外部脉冲) 用于定时工作方式时，定时时间为：用于定时工作方式时，定时时间为： t(216一一T0初值初值) 时钟周期时钟周期12 16寄存器寄存器(THX和和TLX) 中中THX提供高提供高8位、位、TLX提供低提供低8位计数初值位计数初值 第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 3. 3. 方式方式2 2 当当TMODTMOD中中M1M0=10M1M0=10时，定时器工作在方式时，定时器工作在方式2 2。 方式方式2 2是是8 8位的可自

13、动重装载的定时计数方式。位的可自动重装载的定时计数方式。1616位的计数器被拆成两个位的计数器被拆成两个8 8位，其中位，其中TL0TL0用作用作8 8位计数器，位计数器， TH0TH0用以保持计数初值。当用以保持计数初值。当TL0TL0计数溢出，置位计数溢出，置位TF0TF0，TH0TH0中的初中的初值自动装入值自动装入TL0TL0，继续计数，循环重复计数。，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：用于计数工作方式时，最大计数值为： 2 28 8256(256(个外部脉冲个外部脉冲) )。 用于定时工作方式时，其定时时间为；用于定时工作方式时，其定时时间为； t t(2(2

14、8 8TH0TH0初值初值) )振荡周期振荡周期1212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定时时间，特别适用作串行口波待率发生器。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 4.4.方式方式3 3当当TMODTMOD中中M1M0=11M1M0=11时，定时器工作在方式时，定时器工作在方式3 3。若将若将T0T0设置为模式设置为模式3 3，TL0TL0和和TH0TH0被分成为两个互相独立的被分成为两个互相独立的8 8位计数器位计数器TH0TH0和和 TL0 TL

15、0 。 TL0TL0可工作为定时方式或计数方式。占用原可工作为定时方式或计数方式。占用原T0T0的各控制位、的各控制位、引脚和中断源。即引脚和中断源。即C CT T、GATEGATE、TR0TR0、TF0TF0和和T0 (P3.4)T0 (P3.4)引脚、引脚、INT0 (P3.2)INT0 (P3.2)引脚。引脚。 TH0TH0只可用作定时功能，占用定时器只可用作定时功能，占用定时器T1T1的控制位的控制位TR1TR1和和T1T1的中断标志位的中断标志位TF1TF1，其启动和关闭仅受，其启动和关闭仅受TRlTRl的控制。的控制。定时器定时器T1T1无模式无模式 3, 3, 可工作于方式可工作

16、于方式0 0、1 1、2 2，但不能使用，但不能使用中断方式。中断方式。 只有将只有将T1T1用做串行口的波特率发生器时，用做串行口的波特率发生器时，T0T0才工作在方才工作在方式式3 3，以便增加一个定时器。，以便增加一个定时器。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 5.1.4 定时计数器的应用编程定时计数器的应用编程5.1.4.1 5.1.4.1 定时器的计数初值定时器的计数初值C C的计算和装入的计算和装入 如前所述，如前所述，8xx518xx51定时器定时器/ /计数器不同工作方式的模值不计数器不同工作方式的模值不同，由于采用加同，由于采用加1 1计数

17、，因此计数初值应为负值，计算机中计数，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。用有符号数采用补码表示。 计数初值（计数初值（C C）的求法如下。）的求法如下。计数方式：计数方式： 计数初值计数初值 C=C=模模-X-X（其中（其中X X为要计的脉冲个数）为要计的脉冲个数）定时方式：定时方式： 计数初值计数初值 C= t / MCC= t / MC补补= =模模t / MCt / MC 其中其中t t为欲定时时间，为欲定时时间，MCMC为为8xx518xx51的机器周的机器周MC=12/foscMC=12/fosc 当采用当采用12MHZ12MHZ晶振时，晶振时，MC=1usMC=

18、1us； 当采用当采用6MHZ6MHZ晶振时，晶振时，MC=2usMC=2us。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 方式方式0（ 13位方式）位方式）: : C=（-64H）补=2000H64H=1F9CH 1F9CH0001 1111 1001 1100B 把把13位中的高八位1111 1100B1111 1100B装入装入TH0TH0， 而把而把13位中的低五位低五位xxx1 1100Bxxx1 1100B装装入TL0TL0。 MOV TH0MOV TH0，#0FCH#0FCH； MOV TL0MOV TL0，#1CH#1CH；(xxx(xxx用用“0”

19、0”填入填入) )方式方式1(161(16位方式位方式) ): : C=C=（-64H-64H）补）补=10000H-64H=FF9CH=10000H-64H=FF9CH 用指令装入计数初值用指令装入计数初值： MOV TH0MOV TH0，#0FFH#0FFH MOV TL0 MOV TL0，#9CH#9CH例例 要计要计100个脉冲的计数初值个脉冲的计数初值第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 方式方式2（8位自动再装入方式）位自动再装入方式） C=（64H）补）补=100H64H=9CH 初值既要装入初值既要装入TH0，也要装入，也要装入TL0： MOV

20、 TH0，#9CH MOV TL0，#9CH第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 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 定时计数器的初始化编程步骤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；）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）工作方式控制字送TMOD寄存器；寄存器；3）送计数初值的高八位和低八位到）送计数初值的高八位和低八位到THX和和TLX寄存寄存 器中；器中；4）启动定时（或计数），即将）启动定时（或计数），即将TRX置位。置位。 如果工作于中断方式，需要置位如果工作于中断

21、方式，需要置位EA（中断总开关）及（中断总开关）及ETX（允许定时（允许定时/计数器中断）。并编中断服务程序。计数器中断）。并编中断服务程序。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 例例5-1 如图如图7-2所示，所示，P1中接有八个发光二极管，中接有八个发光二极管，编程使八个管轮流点亮，每编程使八个管轮流点亮，每个管亮个管亮100ms，设晶振为，设晶振为6MHz。5.1.4.3 5.1.4.3 应用编程举例应用编程举例第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 分析分析 利用利用T1T1完成完成100ms100ms的定时，当的定时，

22、当P1P1口线输出口线输出“1”1”时，发光二极管亮，每隔时，发光二极管亮，每隔100ms”1”100ms”1”左移一次，采左移一次，采用定时方式用定时方式1 1，先计算计数初值：，先计算计数初值： MC= =2MC= =2s s 100ms/2 100ms/2s =50000=C350H s =50000=C350H （C350HC350H）补补 =10000H-C350H=3CB0H=10000H-C350H=3CB0H 第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 查询方式如下：查询方式如下： ORG 0030HORG 0030H MOV A MOV A，#01

23、H#01H：置第一个：置第一个LEDLED亮亮NEXTNEXT：MOV P1MOV P1，A A MOV TMOD MOV TMOD，#10H #10H ；T1T1工作于定时方式工作于定时方式1 1 MOV TH1 MOV TH1，#3CH#3CH MOV TL1 MOV TL1，#0B0H#0B0H； 定时定时100ms 100ms SETB TR1 SETB TR1 AGAI: JBC TF1,SHIAGAI: JBC TF1,SHI； 100ms100ms到转到转SHI,SHI,并清并清TF1TF1 SJMP AGAI SJMP AGAISHISHI： RL ARL A SJMP NEX

24、T SJMP NEXT第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 中断方式中断方式 ORG 0000H ORG 0000H AJMP MAIN AJMP MAIN ；单片机复位后从；单片机复位后从0000H0000H开始执行开始执行 ORG 001BHORG 001BH AJMP IV1 AJMP IV1 ；转移到；转移到IV1IV1 ORG 0030H ORG 0030H ；主程序；主程序MAINMAIN：MOV AMOV A，#01H #01H MOV P1 MOV P1，A A ；置第一个；置第一个LEDLED亮亮 MOV TMODMOV TMOD，#10H

25、#10H ；T1T1工作于定时方式工作于定时方式1 1 MOV TH1 MOV TH1，#3CH#3CH MOV TL1 MOV TL1，#0B0H #0B0H ；定时；定时100ms100ms SETB TR1 SETB TR1 ；启动；启动T1T1工作工作 SETB ET1 SETB ET1 ；允许；允许T1T1中断中断WAITWAIT：SJMP WAIT SJMP WAIT ；等待中断；等待中断第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 IV1IV1：RL A RL A ；中断服务程序，左移一位；中断服务程序，左移一位 MOV P1MOV P1，A A ；下一

26、个发光二极管亮；下一个发光二极管亮 MOV TH1MOV TH1，#3CH#3CH MOV TL1 MOV TL1，#0B0H #0B0H ；重装计数初值；重装计数初值 RETI RETI ；中断返回；中断返回以上程序进入循环执行以上程序进入循环执行, ,八个八个LEDLED一直循环轮流点亮。一直循环轮流点亮。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 方法方法1:1:采用采用T0T0产生周期为产生周期为200ms200ms脉冲，即脉冲，即P1.0P1.0每每100ms100ms取反一次作取反一次作为为T1T1的计数脉冲，的计数脉冲，T1T1对下降沿计数，因此对下降

27、沿计数，因此T1T1计计5 5个脉冲正好个脉冲正好100ms100ms。T0采用方式采用方式1，X= 得得X=3CB0H，T1采用方式采用方式2，计数初值计数初值X = 5=FBH均采用查询方式，均采用查询方式，流程图和程序如下：流程图和程序如下：162162210100382例例5-25-2 在在P1.7P1.7端接一个发光二极管端接一个发光二极管LEDLED，要求利用定时控制使，要求利用定时控制使LEDLED亮一秒灭一秒周而复始，设亮一秒灭一秒周而复始，设fosc=6MHZfosc=6MHZ。解解: 16: 16位定时最大为位定时最大为 * *2us=131.072ms2us=131.07

28、2ms，显然不能满足要求，可，显然不能满足要求，可用以下两种方法解决。用以下两种方法解决。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 ORG 0000H ORG 0000HMAINMAIN：CLR P1.7CLR P1.7 SETB P1.0 SETB P1.0 MOV TMOD MOV TMOD，#61H#61H MOV TH1 MOV TH1，#0FBH#0FBH MOV TL1 MOV TL1，#0FBH#0FBH SETB TR1 SETB TR1LOOP1:CPL P1.7LOOP1:

29、CPL P1.7 LOOP2LOOP2：MOV TH0MOV TH0，#3CH#3CH MOV TL0 MOV TL0，#0B0H#0B0H SETB TR0 SETB TR0 LOOP3: JBC TF0 LOOP3: JBC TF0，LOOP4LOOP4 SJMP LOOP3 SJMP LOOP3 LOOP4 LOOP4：CPL P1.0CPL P1.0 JBC TF1 JBC TF1，LOOP1LOOP1 AJMP LOOP2 AJMP LOOP2 END END 程序中用程序中用JBCJBC指令对定时指令对定时/ /计数溢出标志位进行检测，当计数溢出标志位进行检测，当标志位为标志位为1

30、 1时跳转并清标志。时跳转并清标志。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 方法方法2：T0每隔每隔100ms中断一次，利用软件对中断一次，利用软件对T0的中断次数的中断次数进行计数，中断进行计数，中断10次即实现了次即实现了1秒的定时。秒的定时。 ORG 000BH ；T0中断服务程序入口中断服务程序入口 AJMP IP0 ORG 0030H ；主程序开始；主程序开始 MAIN：CLR P1.7 ；T0定时定时100ms MOV TMOD，#01H MOV TH0，#3CH MOV TL0，#0B0H SETB ET0 SETB EA第第5章章 单片机的定时单

31、片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 MOV R4 MOV R4，#0AH#0AH；中断；中断1010次计数次计数 SETB TR0SETB TR0 SJMP SJMP ；等待中断；等待中断 IP0IP0：DJNZ R4DJNZ R4，RET0RET0； MOV R4MOV R4，#0AH#0AH CPL P1.7 CPL P1.7RET0RET0：MOV TH0MOV TH0，#3CH#3CH MOV TL0 MOV TL0，#0B0H#0B0H SETB TR0 SETB TR0 RETI RETI第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 例例5-5-

32、 有有P3.4引脚引脚(T0)输入一低频信号输入一低频信号(其小于其小于0.5kHZ),要要求求P3.4每发生一次负跳变时，每发生一次负跳变时， P1.0输出一个输出一个500us同步负脉同步负脉冲，同时冲，同时P1.1输出一个输出一个1ms的同步正脉冲。已知晶振频率为的同步正脉冲。已知晶振频率为6MHZ。P3.4P3.4500us500us1ms1ms定时方式定时方式计数方式计数方式 计数方式计数方式（初值（初值FFH）定时方式定时方式1ms1ms500us500usP1.0P1.0P1.1P1.1第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 第第5章章 单片机的定

33、时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 源程序如下：源程序如下：BEGIN:MOV TMOD,#6H ; 设设T0为方式外部计数为方式外部计数 MOV TH0,#0FFH ；计数一个脉冲；计数一个脉冲 MOV TL0,#0FFH CLR P1.1 ；P1.1初值为初值为0 SETB TR0 ；启动计数器；启动计数器DELL: JBC TF0,RESP1 ；检测外跳变信号；检测外跳变信号 AJMP DELLRESP1:CLR TR0 MOV TMOD,#02H；重置；重置T0为为500ms定时定时 第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 MOV TH0,

34、#06H ；重置定时初值；重置定时初值 MOV TL0,#06H SETB P1.1 ; P1.1置置1 CLR P1.0 ; P1.0清清0 SETB TR0 ; 启动定时计数器启动定时计数器DEL2: JBC TF0, RESP2 ；检测第一次；检测第一次500us到否到否 AJMP DEL2RESP: SETB P1.0 ；P1.0恢复恢复1DEL3: JBC TF0,RESP3 ；检测第二次；检测第二次500us到否到否 AJMP DEL3RESP3: CLR P1.1 ； P1.1复复0 CLR TR0 AJMP BEGIN第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器

35、与串行接口 5.1.4.4 门控位的应用门控位的应用 门控位门控位GATE为为1时，时，TRx=1，INTx=1才能启动定时器。利才能启动定时器。利用这个特性可以测量外部输入脉冲的宽度。用这个特性可以测量外部输入脉冲的宽度。例例7-4 利用利用T0门控位测试门控位测试 INT0引脚上出现的正脉冲宽度，已引脚上出现的正脉冲宽度，已知晶振频率为知晶振频率为12MHz，将所测得值最高位，将所测得值最高位 存入片内存入片内71H单元，低位存入单元，低位存入70H单元。单元。解：设外部脉冲解：设外部脉冲 由由(P3.2)输入，输入，T0工作于定时方式工作于定时方式 1 (16位计数位计数)，GATE设为

36、设为1。测试时，应在。测试时，应在INT0 低电平时，低电平时，设置设置TR0为为1(16位计数位计数)；当；当INT0 变为高电平时，就启动计变为高电平时，就启动计数；数； 再次变低时，停止计数。此计数值与机器周期的乘积即再次变低时，停止计数。此计数值与机器周期的乘积即为被测正脉冲的宽度。因为被测正脉冲的宽度。因fosc=12MHZ，机器周期为，机器周期为1us，测，测试过程如下。试过程如下。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 源程序如下：源程序如下： MOV TMOD，#09H ; 设设T0为方式为方式1 MOV TL0，#00H ；设计初值取最大值；设

37、计初值取最大值 MOV TH0，#00H MOV R0，#70H JB P3.2, $ ；等；等P3.2(INT0 )变低变低 SETB TR0 ；启动；启动T0准备工作准备工作 JNB P3.2, $ ；等待；等待P3.2(INT0 ) JB P3.2,$ ; 等待等待P3.2(INT0 ) CLR TR0 ;停止计数停止计数T0从从0开始计数开始计数INT0INT0 09H (TMOD) 1 TR0 0 TR0T0停止计数停止计数第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 MOV R0,TL0 ；存放结果；存放结果 INC R0 MOV R0,TH0 SJMP

38、$ 读者不难编出读者不难编出C语言程序。这种方案被测脉冲的宽度最大为语言程序。这种方案被测脉冲的宽度最大为65535个个机器周期。由于靠软件启动和停止计数，有一定的测量误差。其可能机器周期。由于靠软件启动和停止计数，有一定的测量误差。其可能的最大误差与指令的执行时间有关。的最大误差与指令的执行时间有关。 此例中，在读取定时器的计数之前，已把它停住。但在某些情况下，此例中，在读取定时器的计数之前，已把它停住。但在某些情况下，不希望在读计数值时打断定时的过程，由于我们不可能在同一时刻读不希望在读计数值时打断定时的过程，由于我们不可能在同一时刻读取取THX和和TLX的内容。读取一个时恰好另一个产生溢

39、出，在这种情况的内容。读取一个时恰好另一个产生溢出，在这种情况下，读取的计数值有可能是错的。可以解决错读的方法是：下，读取的计数值有可能是错的。可以解决错读的方法是：第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 先读先读THXTHX后读后读TLXTLX，若两次读得的，若两次读得的THxTHx没有发生变化，则可没有发生变化，则可确定读到的内容是正确的。若前后两次读到的确定读到的内容是正确的。若前后两次读到的THxTHx有变化，则有变化，则再重复上述过程，重复读到的内容就应该是正确的了。下面再重复上述过程，重复读到的内容就应该是正确的了。下面是按此是按此思路编写的程序段，

40、读到的思路编写的程序段，读到的TH0 TH0 和和TL0TL0放在放在R1R1和和R0R0内：内： RPRP：MOV AMOV A，TH0TH0； MOV R0MOV R0，TL0TL0； CJNE ACJNE A，TH0TH0，RPRP； MOV R1MOV R1，A A第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 5.1.5 小小 结结 定时计数器应用非常广泛，如定时采样、时间测量、产定时计数器应用非常广泛，如定时采样、时间测量、产生音响、作脉冲源、制作日历时钟、测量波形的频率和占空生音响、作脉冲源、制作日历时钟、测量波形的频率和占空比、检测电机转速等。因此应很好

41、掌握。比、检测电机转速等。因此应很好掌握。 51系列单片机既有两个系列单片机既有两个16位的定时计数器，有四种不同的位的定时计数器，有四种不同的工作方式，归纳于下表：工作方式，归纳于下表：第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 28=256=100H28=256=100H216=65536=10000H213=8192=2000H 模模 值值 (计数最大值计数最大值)TL0定时，计数定时，计数占用占用TR0、TF0 ；TH0定时，使用定时，使用T1 的的TR1、TF1此时此时T1作波特率作波特率发生器发生器定时、计数范围小，定时、计数范围小，不用重装时间常数，不

42、用重装时间常数，多用于串行通信的波多用于串行通信的波特率发生器特率发生器用于用于定时时间定时时间 65.5ms,计数脉冲计数脉冲 65536 个个场合场合用于用于定时时间定时时间 8.19ms ,计数脉冲计数脉冲 8192 个个场合场合 应用场合应用场合(设设fosc12MHz)同方式同方式0、1第一次装入第一次装入,启动工启动工作后作后,每次每次TL回零后回零后,不用程序装入不用程序装入,由由TH自动装入到自动装入到TL每启动一次工作每启动一次工作,需装入一次计数初需装入一次计数初值值 同左同左 TH TL高八位高八位 TH低八位低八位 TL高八位高八位 TH低五位低五位 TL 计数初值计数

43、初值C的装入的装入方式方式 3 3T0T0两个两个8 8位位 方式方式方式方式 2 28 8位自动位自动重装方式重装方式方式方式 116位定时位定时计数方式计数方式 方式方式 013位定时位定时计数方式计数方式 方方 式式八位八位第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 定时和计数实质都是对脉冲的计数，只是被计脉冲的来源定时和计数实质都是对脉冲的计数，只是被计脉冲的来源不同，定时方式的被计脉冲来源于不同，定时方式的被计脉冲来源于时钟时钟，计数方式的被计脉冲，计数方式的被计脉冲来源于来源于外部外部，定时方式的计数初值和被计脉冲，定时方式的计数初值和被计脉冲周期周期有

44、关，计数有关，计数方式的和被计脉冲的方式的和被计脉冲的个数个数有关。有关。 无论定时还是计数，当计满规定的无论定时还是计数，当计满规定的 脉冲个数产生溢出（计脉冲个数产生溢出（计数初值寄存器回零），置位数初值寄存器回零），置位TFx , 可以通过程序查询，如果允可以通过程序查询，如果允许中断，会产生中断。许中断，会产生中断。 本章应重点掌握定时计数器的应用设计本章应重点掌握定时计数器的应用设计第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 5.2串行接口串行接口第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 5 .2. 1 概概 述述 单片机应用

45、与数据采集或工业控制时，往往作为前端机安装单片机应用与数据采集或工业控制时，往往作为前端机安装在工业现场，远离主机，现场数据采用串行通信方式发往主机进在工业现场，远离主机，现场数据采用串行通信方式发往主机进行处理，以降低通信成本，提高通信可靠性。如下图所示。行处理，以降低通信成本，提高通信可靠性。如下图所示。 第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 数据通信方式有两种：并行通信与串行通信数据通信方式有两种：并行通信与串行通信并行通信：并行通信： 所传送数据的各位同时发送或接收，所传送数据的各位同时发送或接收， 数据有多少位就需要多少根数据线。数据有多少位就需要多

46、少根数据线。 特点：特点： 速度快，成本高，适合近距离传输速度快，成本高，适合近距离传输 如计算机并口，打印机，如计算机并口，打印机，8255 。 串行通信：所传送数据的各位按顺序一位一位串行通信：所传送数据的各位按顺序一位一位 地发送或接收。只需一根数据，一根地线，共地发送或接收。只需一根数据，一根地线，共2根根 （如双向通信发送和接收各需（如双向通信发送和接收各需1根数据线。）根数据线。） 特点：成本低，硬件方便，适合远距离通信，特点：成本低，硬件方便，适合远距离通信， 传输速度低。传输速度低。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 第第5章章 单片机的定时

47、单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 串行通信的分类：同步串行通信和异步串行通信串行通信的分类：同步串行通信和异步串行通信一、异步通信一、异步通信： 通信的双方应该有一个约定，什么时候开始发送，什么通信的双方应该有一个约定，什么时候开始发送，什么时候发送完毕；接收方收到的信息是否正确等，这就是时候发送完毕；接收方收到的信息是否正确等，这就是通信通信协议协议。 异步串行通信一帧数据格式：异步串行通信一帧数据格式： 一个起始位一个起始位 “0”,表示字符的开始，然后是表示字符的开始，然后是58位数据位数据即该字符的代码，规定低位在前，高位在后，接即该字符的代码，规定低位在前，高位在后，接

48、 下来是奇偶下来是奇偶校验位校验位(可省略可省略)，最后以停止位，最后以停止位“1”表示字符的结束。表示字符的结束。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 优点：硬件结构简单。优点：硬件结构简单。缺点：传输速度慢。缺点：传输速度慢。P1D0 D1D2 D3 D4 D5 D6 D7P10第第n个字符（一帧）个字符（一帧）n-1n+10D0起起始始位位数据位（数据位（58位）位）校校验验位位停停止止位位第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 二、同步通信二、同步通信 在同步通信中，发送方在数据或字符开始处就用同步字符在同步通信中，发送

49、方在数据或字符开始处就用同步字符(常约定常约定12个字节个字节)指示一帧的开始指示一帧的开始 ，由时钟来实现发送端和，由时钟来实现发送端和接收端同步，接收方一旦检测到与规定的同步字符符合，下面接收端同步，接收方一旦检测到与规定的同步字符符合，下面 就连续按顺序传送若干个数据就连续按顺序传送若干个数据 ，最后发，最后发校校验字节。见下图：验字节。见下图：SYN字符字符1SYN字符字符2数据数据1数据数据2.数据数据n连续传送连续传送n 个数据个数据校验校验第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 三、单工、半双工、全双工通信方式三、单工、半双工、全双工通信方式 按通

50、信方向分类：单工、半双工、全双工通信方式按通信方向分类：单工、半双工、全双工通信方式 1 单工方式单工方式: 一端是发送端，另外一端是接收端：一端是发送端，另外一端是接收端： 2. 半双工方式半双工方式 每端口有一个发送器和一个接收器，通过开关连接在线路每端口有一个发送器和一个接收器，通过开关连接在线路上，数据可以双向传送，但不能同时发送和接收上，数据可以双向传送，但不能同时发送和接收. 要通过换向要通过换向器转换方向。器转换方向。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 3. 全双工方式全双工方式 通信双方用两个独立的收发器单独连接通信双方用两个独立的收发器单独

51、连接,可以同时发送和可以同时发送和接收数据接收数据,因而提高了速度。因而提高了速度。 第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 1.实现数据格式化实现数据格式化 因为因为CPU发出的数据是并行数据，接口电路应实现不同发出的数据是并行数据，接口电路应实现不同串行通信方式下的数据格式化任务，串行通信方式下的数据格式化任务， 如自动生成起止方式的如自动生成起止方式的帧数据格式帧数据格式(异步方式异步方式)或在待传送的数据块前加上同步字符或在待传送的数据块前加上同步字符等。等。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 2.进行串、并转换进行串

52、、并转换 在发送端，接口将在发送端，接口将CPU送来的并行信号转换成串行数据进送来的并行信号转换成串行数据进行传送；而在接收端，接口要将接行传送；而在接收端，接口要将接 收到串行数据变成并行数收到串行数据变成并行数据送往据送往CPU，由，由CPU进行处理。进行处理。3.控制数据的传输速率控制数据的传输速率 接口应具备对数据传输率接口应具备对数据传输率波特率的控制选择能力，即具波特率的控制选择能力，即具有波特率发生器。有波特率发生器。4.进行传送错误检测进行传送错误检测 在发送时，对传送的数据自动生成校验位或校验码，在接在发送时，对传送的数据自动生成校验位或校验码，在接收端能检查校验位或校验收端

53、能检查校验位或校验 码，以确定传送中是否有误码。码，以确定传送中是否有误码。 第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 5151系列单片机内有一个全双工的异步通信接口，通过对串行系列单片机内有一个全双工的异步通信接口，通过对串行接口写控制字可以选择其数据格式，同时内部有波特率发生器，接口写控制字可以选择其数据格式，同时内部有波特率发生器，提供可选的波特率，可完成双机通信或多机通信。提供可选的波特率，可完成双机通信或多机通信。四、四、 波特率波特率 单位时间内传送的信息量。在计算机中，以每秒传送的单位时间内传送的信息量。在计算机中，以每秒传送的二进制位数为单位。二进

54、制位数为单位。例如：例如：100字符字符/秒，秒，1个字符个字符11位，位， 波特率为：波特率为：10011=1100（波特）（波特） 平均每位传送占用时间平均每位传送占用时间 Td = 1/1100=0.909ms第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 （一）通信线的连接（一）通信线的连接 通信速率和通信距离这两个方面是相互制约的，降低通信速率和通信距离这两个方面是相互制约的，降低通信速率，可以提高通信距离通信速率，可以提高通信距离. 不同的通信距离，串行通信电路有不同的连接方法。不同的通信距离，串行通信电路有不同的连接方法。五五. . 串行通信总线标准及接口

55、串行通信总线标准及接口第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 RXD TXD GNDRXDTXDGNDRXDTXDGND电电平平转转换换RXDTXDGNDRXDTXDGND电电平平转转换换RXDTXDGND微机微机微机其微机其他设备他设备较远距离传送电路较远距离传送电路近距离传送电路近距离传送电路第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 微机接口调制解调器调制解调器接口微机电话分机电话分机远距离传送电路远距离传送电路 数字信号通过调制器变成模拟信号通过电话线传数字信号通过调制器变成模拟信号通过电话线传送到对方，接收方通过解调器将模拟

56、信号转换成数字送到对方，接收方通过解调器将模拟信号转换成数字信号接收。信号接收。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 （二）串行通信接口总线标准（二）串行通信接口总线标准 测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信方式，常测控系统中，计算机通信主要采用异步串行通信方式，常用的异步总线标准有三种：用的异步总线标准有三种：RS-232（RS-232A RS-232B RS-232C）RS-449 （RS422 RS423 RS485）20mA电流环电流环 这里重点介绍这里重点介绍RS-232 RS-232C：速率：速率：20Kbit/S， 最大通信距离最大通信距离

57、 ： 15m RS422： 10Mbit/s， : 300m 90Kbit/s， ：1200m第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 抗干扰能力抗干扰能力 采用标准的通信接口，本身具有一定的抗干扰能力，但是采用标准的通信接口，本身具有一定的抗干扰能力，但是工业现场的情况往往很恶劣，因而要根据具体情况进行工业现场的情况往往很恶劣，因而要根据具体情况进行选择。选择。 RS232C：一般场合：一般场合 RS422： 共模信号比较强共模信号比较强 光纤：光纤： 电磁干扰较强电磁干扰较强第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 （三）（三）R

58、SRS232C232C 美国电子工业协会（美国电子工业协会（EIA）公布的一种异步通信标准。）公布的一种异步通信标准。 RS232C标准是：标准是：设备之间通信的距离不大于设备之间通信的距离不大于15米米最大传输速率最大传输速率20KB/S采用负逻辑：采用负逻辑：“1” 5V 15V “0” +5V + 15V不带负载时输出电平：不带负载时输出电平：25V +25V输出短路电流：输出短路电流： 0.5A最大负载电容最大负载电容: 2500pF 当计算机采用当计算机采用RS232标准时必须通过电平，标准时必须通过电平，MAX232 是是EIA和和TTL电平转换芯片。内部具有电压提升电路，并电平转

59、换芯片。内部具有电压提升电路，并有两路接收器和发送器。其连线和引脚如图有两路接收器和发送器。其连线和引脚如图第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 TTL电平可以由专用集成电路转换成电平可以由专用集成电路转换成RS232C标准标准; 如如: MC1488 或或 75188 TTL RS232C 从从MC1489 或或 75189 RS232C TTL 由于由于MC1488需要采用需要采用12V电源，一般在单片机通信中大量使电源，一般在单片机通信中大量使用的是只需要用的是只需要+5V电源、具有发送和接收的一体化芯片，如：电源、具有发送和接收的一体化芯片，如：MAX

60、232、ICL232、ADM202等。等。第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 MCS51之间的双机通信之间的双机通信 RXD TXD GNDTXDGND8xx518xx51RXD第第5章章 单片机的定时单片机的定时/计数器与串行接口计数器与串行接口 5.2.2 5.2.2 单片机串行口的结构单片机串行口的结构与工作原理与工作原理 51单片机有一个可编程的全双工异串行通信接口，单片机有一个可编程的全双工异串行通信接口，它可作它可作UART用，也可作同步移位寄存器，其帧格式用，也可作同步移位寄存器，其帧格式可有可有8位、位、10位或位或l l位，并能设置各种波特率，给使