51单片机内部资源及编程

第6章 MCS-51单片机内部资源及编程
TF0：定时/计数器T0的溢出标志位，当定时/计数器T0计满时，由硬 件使它置位，如中断允许则触发T0中断。进入中断处理后由内部硬件 电路自动清除。 TR0：定时/计数器T0的启动位，可由软件置位或清零，当TR0=1时启 动；TR0=0时停止。
6.2.3 定时/计数器的工作方式 一．方式0
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(1)采用中断处理方式的程序： 汇编程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH 序 CPL P1.0 RETI ORG 0100H ；主程序 MAIN：MOV TMOD，#02H MOV TH0，#06H MOV TL0，#06H SETB EA SETB ET0 SETB TR0 SJMP $ END C语言程序： #include <reg51.h> //包含特殊功 能寄存器库 sbit P1_0=P1^0; void main() { TMOD=0x02; TH0=0x06;TL0=0x06; EA=1;ET0=1; TR0=1; while(1); } void time0_int(void) interrupt 1 //中断服务程序 { P1_0=!P1_0; }
振荡器 12 Tcy S2 TLx THx (低5位) (高8位) 中断请 求 TFx
C/T S1
Tx TRx GATE INTx 或
与
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方式1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TH0=11100000B，TL0=00011000B。
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6.2.2 定时/计数器的方式和控制寄存器 一．定时/计数器的方式寄存器TMOD
TMOD (89H) D7 GATE ← D6 C/T D5 M1 D4 M0 → D3 GATE ← D2 C/T 定时器0 D1 M1 D0 M0 →
定时器1
其中： M1、M0为工作方式选择位 ，用于对T0的四种工作方式，T1的三 种工作方式进行选择，选择情况如下
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；中断处理程
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（2）采用查询方式处理的程序
汇编程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H ；主程序 MAIN：MOV TMOD,#02H MOV TH0,#06H MOV TL0,#06H SETB TR0 LOOP:JBC TF0,NEXT ；查询计数溢出 SJMP LOOP NEXT:CPL P1.0 SJMP LOOP SJMP $ END C语言程序： #include <reg51.h> //包含特殊功 能寄存器库 sbit P1_0=P1^0; void main() { char i; TMOD=0x02; TH0=0x06;TL0=0x06; TR0=1; for(;;) { if (TF0) { TF0=0;P1_0=! P1_0;} //查询计数溢出 } }
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如果定时时间大于65536μs，这时用一个定时/计数器直接处理不能实 现，这时可用两个定时/计数器共同处理或一个定时/计数器配合软件计 数方式处理。 【例6-3】设系统时钟频率为12MHZ，编程实现从P1.1输出周期为 1s的方波。 根据例6-2的处理过程，这时应产生500ms的周期性的定时， 定时到则对P1.1取反就可实现。由于定时时间较长，一个定时/计数器 不能直接实现，可用定时/计数器T0产生周期性为10ms的定时，然后 用一个寄存器R2对10ms计数50次或用定时/计数器T1对10ms计数50 次实现。系统时钟为12MHZ，定时/计数器T0定时10ms，计数值N为 10000，只能选方式1，方式控制字为00000001B（01H），初值X： X=65536-10000=55536=1101100011110000B 则TH0=11011000B=D8H，TL0=11110000B=F0H。
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加法计数器在使用时注意两个方面。 第一，由于它是加法计数器，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 在不同的计数方式下，最大计数值（满值）不一样，一般来说， 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。 第二，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。
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（1）用寄存器R2作计数器软件计数，中断处理方式。 汇编程序： ORG 0000H MOV TL0，#0F0H LJMP MAIN INC R2 ORG 000BH CJNE R2，#32H，NEXT LJMP INTT0 CPL P1.1 ORG 0100H MOV R2，#00H MAIN：MOV TMOD，#01H NEXT：RETI MOV TH0，#0D8H END MOV TL0，#0F0H MOV R2，#00H SETB EA SETB ET0 SETB TR0 SJMP $ INTT0：MOV TH0，#0D8H
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6.2 定时/计数器接口
6.2.1 定时/计数器的主要特性 1．MCS-51系列中51子系列有两个16位的可编程定时/计数器： 定时/计数器T0和定时/计数器T1，52子系列有三个，还有一个定时/ 计数器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，通过编程设定来实现。 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有三种工作方式，T2有三种工作方式。通过编程可设定工作于某 种方式。 4．每一个定时/计数器定时计数时间到时产生溢出，使相应的溢 出位置位，溢出可通过查询或中断方式处理。
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二．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 间到对输出端取反一次即可。 【例6-2】 设系统时钟频率为12MHZ，用定时/计数器T0编程实现 从P1.0输出周期为500μs的方波。 分析：从P1.0输出周期为500μs的方波，只须P1.0每250μs取反一 次则可。当系统时钟为12MHZ，定时/计数器T0工作于方式2时，最 大的定时时间为256μs，满足250μs的定时要求，方式控制字应设定 为00000010B（02H）。系统时钟为12MHZ，定时250μs，计数值N 为250，初值X=256-250=6，则TH0=TL0=06H。
二．定时/计数器的控制寄存器TCON
TCON
(88H)
D7
TF1
D6
TR1
D5
TF0
D4
TR0
D3
IE1
D2
IT1
D1
IE0
D0
IT0
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。 TR1：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。
M1 0 0 1 1 M0 0 1 0 1 工作方式 0 1 2 3 方式说明 13位定时/计数器 16位定时/计数器 8位自动重置定时/计数器 两个8位定时/计数器（只有T0有）
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C/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。
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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 如定时/计数器T0的计数值为100，则初值为256-100=156，转 换成二进制数为10011100B，则TH0= TL0=10011100B。 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。
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三．方式2
振荡器 12
S1 Tx TRx GATE INTx 或 Tcy C/T
S2ห้องสมุดไป่ตู้
TLx （8位） 中断请 求 TFx 重装初值 8 THx （8位）
与
方式2下，16位的计数器只用了8位来计数，用的是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6.5上的三态门，使三态门导通，TH0（或TH1）的值就自动装 入TL0（或TL1）。
四．方式3 方式3只有定时/计数器T0才有，当M1M0两位为11时，定时/计数 器T0工作于方式3，方式3的结构如下图. 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。
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C语言程序： #include <reg51.h> //包含特殊功能寄存器库 sbit P1_1=P1^1; char i; void main() { TMOD=0x01; TH0=0xD8;TL0=0xf0; EA=1;ET0=1; i=0; TR0=1; while(1); } void time0_int(void) interrupt 1 //中断服务程序 { TH0=0xD8;TL0=0xf0; i++; if (i= =50) {P1_1=! P1_1;i=0;} }
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6.2.4 定时/计数器的初始化编程及应用 一．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。 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。
二．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 如定时/计数器T0的计数值为1000，则初值为655361000=64536，转换成二进制数为1111110000011000B，则 TH0=11111100B，TL0=00011000B。