单片机原理及应用四章3-4

4.3 定时器/计数器编程
2. 定时器相关寄存器

TMOD：字节地址89H

TCON：字节地址88H
4.3 定时器/计数器编程
3. 工作方式：由TMOD决定
M1 M0 0 0 0 1 方式 方式0 方式1 描述 13位计数器，TH高8位，TL低五位为低 16位计数器，TH＋TL
1
1
0
1
方式2
方式3
4.3 定时器/计数器编程

计数器的计数初值
在计数器方式下： 13 方式0的满计数值为2 ＝8192； 方式1的满计数值65536； 方式2的满计数值256； 有如下公式计算： 2L－x＝n，x为计数初值、n为脉冲数。
4.3 定时器/计数器编程
6. 例子

设振荡频率为12MHz，用T1产生10kHz定时器 滴答中断。 分析：


机器周期Tc＝1us；10KHz的中断，其周期即定时时 间为0.1ms＝100us。 可用T1的方式2－8位计数器模式，最大定时时间为 256us，初值为256-100=156。
4.3 定时器/计数器编程
程序如下: #include<reg51.h> static unsigned long overflow_count=0; void timer1(void) interrupt 3 { overflow_count++; } void main(void) { TMOD=(TMOD&0x0F)|0x20; TH1=256-100; TL1=TH1; ET1=1; TR1=1; EA=1; While(1); }
4.4 串行口编程
查询方式程序如下 #include<reg51.h> #define uchar unsigned char sbit P3_3=P3^3; char code tab[]={0x88,0x83,0xc6,0xa1,0xf9,0xa4,0xb0,0x99}; void timer(uchar); main() {uchar I,a=3; SCON=0; for(;;) {P3_3=1; for(i=0;i<4;i++)

定时器的计数初值
若fosc=6MHz，则1个机器周期Tc＝2us，则 13 方式0最大定时间隔，2 ×2us=16.384ms； 方式1最大定时间隔，131.072ms； 方式2最大定时间隔，512us; 有如下公式计算： t=Tc×(2L-TC)=12/fosc×(2L-TC)，TC为计数初值
}
4.3 定时器/计数器编程
中断方式程序如下：
#include<reg51.h> sbit P1_0=P1^0; void timer0(void) interrupt 1 using 1 { P1_0=!P1_0; TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; } void main(void) { TMOD=0x01; P1_0=0; TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; EA=1; ET0=1;wenku.baidu.comTR0=1; do{}while(1); }
4.4 串行口编程

方式2和方式3

11位异步通信。 帧格式： 起
始
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8
停 止



波特率：方式2为 2SMOD×（fosc/64）；方式3同方式1 输出时，第9位数据TB8输出后，置位TI 输入时，REN＝1，第9位数据接收到后，RI＝0时存入RB8， 并且置位RI RI、TI为软件清零
4. 初始化步骤

确定T1的工作方式：编程TMOD 计算T1的初值：装载TH1、TL1 启动T1：TCON的TR1 确定串行口的控制：编程SCON 串行口在中断方式时，须开中断：编程IE
4.4 串行口编程
5. 例子

利用AT89C51的串行口设计4位静态数码管显示器，要求4位显示器上每 隔1s交替显示“ABCD”和“1234”，电路图如下。
main() { TMOD=0x01; TH0=(65536-8333)/256;
TL0=(65536-8333)%256;
EA=1; ET0=1; TR0=1; do{}while(1); }
4.4 串行口编程



UART-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter。 发送时数据由TXD送出， 接收时数据由RXD输入。 SCON 结构如右图，有发送及接收 缓冲器。 定时器单元 波特率时钟由T1获得。 接收SBUF 功能：与通用微机的通信、 TX 串行口控制逻辑 单片机间的通信、主从结构 RX 的分布式控制系统机间通信。 发送SBUF
申请中断
4.4 串行口编程
1. 相关SFR

SCON：字节地址98H，可位寻址。
位地址
位功能
9FH
SM0
9EH
SM1
9DH
SM2
9CH
REN
9BH
TB8
9AH
RB8
99H
TI
98H
RI

PCON
D7 与串行口无关 SMOD
4.4 串行口编程
2. 工作方式

四种工作方式，由SCON的SM0、SM1组合确定。

Y
次数＝高电平？ P1.0＝0
N N
次数＝周期？
Y
P1.0＝1
返回
4.3 定时器/计数器编程
程序如下
#include<reg51.h> #define uchar unsigned char uchar time; uchar period=250; uchar high=50; timer0() interrupt 1 using 1 { TH0=(65536-8333)/256; TL0=(65536-8333)%256; if(++time==high) P1=0; else if(time==period) { time=0; P1=1; } }
4.3 定时器/计数器编程

设fosc=12MHz要求在P1.0输出周期为2ms的方 波。 分析：



周期为2ms的方波，定时间隔为1ms，每次时间到 时，P1.0取反。 机器周期Tc＝1us，需计数1ms/1us=1000，可用定 时器0或1的方式0或方式1；设用方式1，初值为 65536－1000。 程序的编写，可以用查询方式实现，查询TF位；也 可用中断方式实现。
4.4 串行口编程

方式1

10位异步通信方式，起始位0＋8位数据＋停止位1。 帧格式 起 停
始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 止

TI＝0时，写SBUF可启动发送 REN＝1，可接收。 波特率可变：波特率＝2SMOD×（T1的溢出率）/32。其中， T1的溢出率为定时时间的倒数。
4.3 定时器/计数器编程

如图，在P1.7端接有一个LED，要求利用 T/C控制，使LED亮1s、灭1s，周而复始。
分析：
定时1s，3种工作方式不行。 采用复合定时。 T0方式1，定时100ms，定时 时间到P1.0反相；T1计数器方式 2，对P1.0输入脉冲计数，满5次， 定时1s到，将P1.7反相。 设晶振6MHz，Tc＝2us，则 T1需计数100ms/2us＝50000， 初值为65536－50000。

P1.7 LED P1.0 ＋5V
T1
8051
4.3 定时器/计数器编程
程序如下
#include<reg51.h> sbit P1_0=P1^0; sbit P1_7=P1^7; timer0() interrupt 1 using 1 { P1_0=!P1_0; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; } timer1() interrupt 3 using 2 { P1_7=!P1_7; }
自动再装入的8位计数器，TL计数器， TH存初值
T0分为2个8位计数器，T1停止计数
4.3 定时器/计数器编程
4. 编程初始化



确定T/C的工作方式：TMOD 计算T/C的计数初值，并装载到TH和TL T/C中断方式时，开中断：IE 启动T/C：TCON
4.3 定时器/计数器编程
5. 计数初值的计算
INT1 TXD
0
&
0
0
＋5V A CLK CLR B 74LS164 A CLK CLR B 74LS164 CLK CLR 74LS164
RXD
...
200*4 AT89C51
...
...
...
LED
LED
...
LED
共阳
＋5V
4.4 串行口编程
分析：


方式0，8位同步移位寄存器方式。 TXD输出时钟脉冲，RXD输出数据。不是多机通信，没有接收。 SCON写入控制字为00H。 “ABCD”与“1234”的字形码分别对应4个LED，由74164输出。 定时1s可以由定时器确定，也可由软件定时。 设定时器T0定时，假如fosc=12MHz，则机器周期TC＝1us，定时1s需 要1000000次，定时器4种工作方式都不适合。须另想办法。 可以考虑T0定时与软件定时相结合的方式用来定时1s的时间。 串行口方式0，发送8位数据后，TI会置位。程序上，可以采用查询 方式与中断方式。
4.4 串行口编程
{SBUF=tab[a]; a--; while(!TI); TI=0; if(a==255) a=7; } P3_3=0; timer(100); }
main()
{ P1_7=0; P1_0=1; TMOD=0x61; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-5000)%256; TH1=256-5; TL1=256-5; IP=0x08;
EA=1;ET0=1;ET1=0;
TR0=1;TR1=1; for(;;){}
}
SM0 SM1
0 0 1 1 0 1 0 1
工作方式
方式0 方式1 方式2 方式3
功能描述
波特率
8位移位寄存器 fosc/12 10位UART 11位UART 11位UART 可变，定时器控制 fosc/64或fosc/32 可变，定时器控制
4.4 串行口编程

方式0




8位移位寄存器方式。串行数据由RXD输入、输出，低位在前， TXD输出移位时钟。波特率fosc/12。 发送以写sbuf开始，8位输出结束时TI置位。 REN＝1、RI＝0同时满足，接收开始。数据装入SBUF中，结 束时RI置位。 可以用CD4014（74LS165）扩展输入，CD4094（74LS164） 扩展输出。其中，CD4014为并入－串出移位寄存器，CD4094 为串入－并出移位寄存器。 还可以用于两个单片机之间的通信。
4.4 串行口编程
3. 串行口常用波特率
T1产生的波特率
常用bps Fosc(MHz) SMOD TH1初值
19200
9600 4800 2400 1200
11.0592
11.0592 11.0592 11.0592 11.0592
1
0 0 0 0
FDH
FDH FAH F4H E8H
4.4 串行口编程
4.3 定时器/计数器编程

设10MHz晶振，在P1.0脚上输出周期为2.5s，占空 比为20%的脉冲信号。 中断次数加1 分析：
对于10MHz，最大定时时间为 几十ms，取10ms定时，周期2.5s 需250次中断。占空比为20%，高 电平应为50次中断。 T0方式1，需计数次数为 10×1000×10/12=8333 程序流程图如右
4.3 定时器/计数器编程
1. 定时器/计数器的功能



2个16位，分为TH、TL，用来存放计数初值，TH存 高位。 定时：定时的发出脉冲，在发出定时脉冲的同时， 还可以向CPU申请中断。定时的起始时间、终止时 间的控制及时间间隔等均可由程序设定。 计数：对外部的事件计数。当达到程序所规定的计 数常数时，输出一脉冲信号，并可同时向CPU发出 中断请求信号。
4.3 定时器/计数器编程
查询方式程序如下：
#include<reg51.h> sbit P1_0=P1^0; void main(void) { TMOD=0x01; TR0=1; for(;;) { TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; do{}while(!TF0); } P1_0=!P1_0; TF=0;