第6章MCS-51单片机内部资源及编程培训课件

第6章

MCS-51单片机内部资源及编程

主要内容一、并行输入/输出接口二、定时/计数器三、串行接口四、中断系统

一、并行输入/输出接口51单片机有4个并口：P0~P3它们可直接通过SFR方式访问。在C51中使用时，应包含REG51.H或REG52.H头文件，否则需要自己作定义。1、定时/计数器的主要特性（1）51子系列有两个16位的可编程定时/计数器：T0和T1，52子系列有三个（多一个T2）。（2）每个定时/计数器既可以对系统时钟计数实现定时，也可以对外部信号计数实现计数功能。（3）每个定时/计数器都有多种工作方式，其中T0有四种工作方式；T1和T2有三种工作方式。（4）每一个定时/计数器的定时计数时间到时会产生溢出信号，使相应的溢出位置位，溢出可通过查询或中断方式处理。2、T0、T1的结构及工作原理定时/计数器T0、T1的结构框图2、T0、T1的结构及工作原理T0、T1都是加法计数器，在使用时须注意：

（1）计数值初值的确定对于加法计数器，每来一个计数脉冲，加法器中的内容加1个单位，当由全1加到全0时计满溢出，因而，如果要计N个单位，则首先应向计数器置初值为X，且有：初值X=最大计数值（满值）M－计数值N

在不同的工作方式下，最大计数值（满值）不一样，当定时器/计数器工作于R位计数方式时，它的最大计数值（满值）为2的R次幂。2、T0、T1的结构及工作原理（2）关于外部计数脉冲的频率当定时/计数器工作于计数方式时，对芯片引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）上的输入脉冲计数，计数过程如下：在每一个机器周期的S5P2时刻对T0（P3.4）或T1（P3.5）上信号采样一次，如果上一个机器周期采样到高电平，下一个机器周期采样到低电平，则计数器在下一个机器周期的S3P2时刻加1计数一次。因而需要两个机器周期才能识别一个计数脉冲，所以外部计数脉冲的频率应小于振荡频率的1/24。3、TMOD和TCON寄存器对定时/计数器的控制要通过访问方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON进行。

（1）方式寄存器TMODTMODD7D6D5D4D3D2D1D0(89H)GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0←定时器1→←定时器0

→TMOD：定时/计数器方式寄存器。用于设定T0和T1的工作方式。其格式如下：

（1）方式寄存器TMOD其中：M1、M0为工作方式选择位，用于对T0和T1的工作方式进行选择，如下所示：M1M0工作方式方式说明00013位定时/计数器01116位定时/计数器1028位自动重置定时/计数器113T0分成两个8位定时/计数器；T1停止计数

（1）方式寄存器TMODC/T*：定时或计数方式选择位，当C/T=1时工作于计数方式；当C/T=0时工作于定时方式。GATE：门控位，用于控制定时/计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。

（2）控制寄存器TCON其中：TF1：定时/计数器T1的溢出标志位，当定时/计数器T1计满时，由硬件使它置位，如中断允许则触发T1中断。进入中断处理后由内部硬件电路自动清除。TCOND7D6D5D4D3D2D1D0(88H)TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0

（2）控制寄存器TCONTR1：定时/计数器T1的启动位，可由软件置位或清零，当TR1=1时启动；TR1=0时停止。TF0：定时/计数器T0的溢出标志位，功能类同TF1。TR0：定时/计数器T0的启动位，功能类同TR1。低4位与中断相关。4、定时/计数器的工作方式4种：方式0方式1方式2方式3

（1）方式0方式0结构图振荡器

12TLx(低5位)THx(高8位)TFx&+1TxTRxGATEINTxS2S1C/TTcy中断请求

（1）方式0

方式0是13位的定时/计数方式，因而最大计数值（满值）为2的13次幂，等于8192。如计数值为N，则置入的初值X为：

X=8192-N

如定时/计数器T0的计数值为1000，则初值为7192，转换成二进制数为1110000011000B，则应让TH0=11100000B，TL0=00011000B。

（2）方式1

方式1的结构与方式0结构相同，只是把13位变成16位，16位的加法计数器被全部用上。由于是16位的定时/计数方式，因而最大计数值（满值）为2的16次幂，等于65536。如计数值为N，则置入的初值X为：

X=65536-N

（3）方式2方式2结构图振荡器

12TLx（8位）THx（8位）TFx&+1TxTRxGATEINTxS2S1C/TTcy中断请求重装初值8

（3）方式2方式2下，16位的计数器只用了8位来计数。具体用TL0（或TL1）的8位来进行计数，而TH0（或TH1）用于保存初值。当TL0（或TL1）计满时则溢出，一方面使TF0（或TF1）置位，另一方面溢出信号又会触发图中所示的三态门，使三态门导通，TH0（或TH1）的值就自动重新装入TL0（或TL1）。

（3）方式2

由于是8位的定时/计数方式，因而最大计数值（满值）为2的8次幂，等于256。如计数值为N，则置入的初值X为：

X=256-N

注意:

由于方式2计满后，溢出信号会触发三态门自动地把TH0（或TH1）的值装入TL0（或TL1）中，因而如果要重新实现N个单位的计数，不用重新置入初值。

（4）方式3振荡器

12TL0（8位）TF0&+1T0TR0GATEINT0S2S1C/TTcy中断请求TH0（8位）TF1S2中断请求T1TR1方式3结构图

（4）方式3方式3对于T1来说是停止工作，对于T0来说才是正常计数。方式3下，定时/计数器T0被分为两个部分TL0和TH0，其中，TL0可作为定时/计数器使用，占用T0的全部控制位：GATE、C/T、TR0和TF0；而TH0固定只能作定时器使用，对机器周期进行计数，这时它占用定时/计数器T1的TR1位、TF1位和T1的中断资源。5、定时/计数器的编程及应用（1）定时/计数器的编程（2）定时/计数器的应用

（1）定时/计数器的编程MCS-51单片机定时/计数器初始化过程如下：1）根据要求选择工作方式，确定方式控制字，写入方式控制寄存器TMOD。2）根据要求计算定时/计数器的计数值，再由计数值求得初值，写入初值寄存器THx和TLx。3）根据需要开放定时/计数器中断（后面须编写中断服务程序）。4）设置定时/计数器控制寄存器TCON的值，启动定时/计数器开始工作。5）等待定时/计数时间到，到则执行中断服务程序；如用查询处理则编写查询程序判断溢出标志，溢出标志等于1，则进行相应处理。

（2）定时/计数器的应用

通常利用定时/计数器来产生周期性的波形。利用定时/计数器产生周期性波形的基本思想是：利用定时/计数器产生周期性的定时，定时时间到则对输出端进行相应的处理。如产生周期性的方波，只须定时时间到，则对输出端取反一次即可。[例1]

基于实验开发板电路，设计一个可以发出500Hz频率声音的程序。晶振11.0592MHz分析：OK300C开发板上P37脚接蜂鸣器，往P37脚输出一个500Hz的方波，则可驱动蜂鸣器发出500Hz声音。[例1]解：500Hz方波周期为2ms，意味着每1ms需对P37作一次翻转，需要定时1ms，11.0592M晶振的时钟周期为1.085μs,则需要计数921次，选择T0方式1，计数初值等于65536-921=64615=0FC67H。程序如下：#include<reg52.h>sbitp37=P3^7;main(){TMOD=0x01;TH0=0xfc;TL0=0x67;P3=0xff;

EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1);}voidtime0_int(void)interrupt1{TH0=0xfc;TL0=0x67;p37=!p37;}中断方式查询方