单片机第六章 定时器计数器与串行通信口

2．工作方式控制寄存器TMOD （89H）
控 制 T1 控 制 T0
89H
GATE
C/T M 1 M 0 GATE C/T 和T0 类同
M1
M0 M1 M0 00 01 10 11 0 1 0 1 方 式 方式0 方式1 方式2
方式3
定时器模式 计数器模式 与INT 0 无关 与INT 0 有关
GATE——门控位
当T1用作串行口的波特率发生器时，T0才工作 在方式3。T0处于方式3时， T1可定为方式0、方式 1和方式2，用来作为串行口的波特率发生器（通常 设置成方式2 ），或不需要中断的场合。
6.1.4
定时/计数器常数的计算
1．计数器初值的计算 • 把计数器计满为零所需要的计数值设定为C，计 数初值设定为TC，由此可得到公式： TC=M-C • 式中，M为计数器模值，该值和计数器工作方式 有关。在方式0时M为213；在方式1时M为216；在 方式2和方式3时M为28。
0：以运行控制位TRX（X=0,1）来启动定时器/计 数器运行。
1：TRX=1且中断引脚(INT0或INT1)上为高电平时， 启动定时器/计数器运行。
6.1.3
定时器／计数器的工作方式（4种）
1. 方式0—13位方式
振荡器 1/12 C/T=0 C/T=1 1 & ≥1 计数 器 定时 器
计数脉冲输入
• 把计数值换算成二进制装入THX、TLX中。
2．定时器初值的计算 在定时器模式下，计数器由单片机主脉冲经12 分频后计数。因此，定时器定时时间T的公式： T=（M-TC）TP 上式也可写成：TC=M-T/TP
M：模值，和定时器的工作方式有关； TP：单片机的机器周期（振荡周期TCLK的12倍）； TC：定时器的定时初值。
6.1.2
定时器／计数器的控制寄存器
1．启/停与中断控制寄存器TCON （88H） D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 中断请求标志 启动定时/计数器 触发方式选择
0 停止 1 启动 0 低电平 1 下降沿
TCON可位寻址，字节地址是88H，复位时所有位 清零。低4位与外部中断有关，已介绍。高4位的功 能如下： (1) TF1、TF0——计数溢出标志位，计数溢出时由 硬件自动置1，向CPU请求中断，当CPU响应时，由 硬件清0。 (2) TR1、TR0——计数运行控制位 1：启动定时器/计数器工作 0：停止定时器/计数器工作
6.1.6 定时器/计数器的实时性 注意：从回0溢出到主机响应中断造成的时延。 方法:在中断服务程序中对TLX、THX、重新置初值时，应 将当前的TLX、THX值读出来重新补偿到初值中。 CLR EA ；禁止中断 MOV A，TLX ；读TLX中已计数值 ADD A，#LOW ；LOW为低字节初值 MOV TLX，A ；设置低字节初值 MOV A，#HIGE ；高字节初值送A ADDC A，THX ；高字节初值补偿 MOV THX，A ；设置高字节初值 SETB EA ；开中断
例：方式1，定时时间为5ms,主频为6MHz，求计数 初值？
3.初始化设置顺序
• • • •
工作方式控制字TMOD的设置； 计数初值的装入； 开中断； 启/停位的设置等。
6.1.5 定时器/计数器的编程和应用 由于方式0是为兼容MCS-48而设，其计数初值 计算复杂，在实际应用中，一般不用方式0，而采 用方式1。 一、方式1应用 例：假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出一 个周期为2ms的方波，如图所示。
二、同步通信方式 在同步通信中，以一串字符为一个传送 单位，字符间不加标识位，在一串字符开 始用同步字符标识，硬件要求高，通讯双 方须在时钟上必须严格同步。数据传输时， 中间不允许断流，否则将出错。
三、串行通信的制式
四、串行通信中的数据校验
奇偶校验：是一个表示给定位数的二进制数 中 1 的个数是奇数还是偶数的二进制数。 奇偶校验位是最简单的错误检测码。
ORG 0000H RESET: AJMP MAIN ORG 000BH AJMP IT0P ORG 0100H MAIN: MOV SP,#60H MOV TMOD,#01H
；转主程序 ；T0的中断入口 ；转T0中断处理程序IT0P
；设堆栈指针 ；设置T0为方式1
ACALL PT0M0 HERE: AJMP HERE PT0M0: MOV TL0,#0CH MOV TH0,#0FEH SETB TR0 SETB ET0 SETB EA RET ITOP: MOV TL0,#0CH 值 MOV TH0,#0FEH CPL P1.0 RETI
（3）10次计数的实现 对于中断10次计数，采用循环程序的方法实现。 （4）程序设计 参考程序 : ORG RESET： LJMP ORG LJMP ORG MAIN： MOV MOV
0000H MAIN ；上电，转主程序入口MAIN 000BH ；T0的中断入口 IT0P ；转T0中断处理程序IT0P 1000H SP,#60H ；设堆栈指针 B,#0AH ；设循环次数10次
6.1.7 运行中读定时器/计数器 方法：先读（THX），后读（TLX），再读（THX）。若 两次读得（THX）相同，则读得的内容正确。若前后 两次读得的（THX）有变化，则再重复上述过程，这 次重复读得的内容就应是正确的。 RDTIME:MOV MOV CJNE
MOV RET
A,TH0 ；读（TH0） R0,TL0 ；读（TL0） A,TH0,RDTIME；比较2次读得的（TH0） ,不相等则重复读 R1,A ；（TH0）送入R1中
1/12
C/T=0 TLX C/T=1 & THX TFX 去串口
≥1
初值同时送THX、TLX，启动后可无限次运行，常用 于串行口波特率的产生。
4. 方式3—2个8位方式 只适用于定时器/计数器T0 。此时T1可用来作 串行口波特率产生器。 T0分为两个独立的8位计数器:TL0和TH0 。TL0 使用T0的状态控制位C/T*、GATE、TR0、，而TH0 被固定为一个8位定时器（不能作外部计数模式）， 并使用定时器T1的状态控制位TR1和TF1。 各引脚与T0的逻辑关系如图所示：
(1)计算初值
设：需要装入T0的初值为X，则有: (216-X)×2×10-6=1×10-3 216-X=500 X=65036 X化为16进制，即X=FE0CH=1111111000001100B。 所以，T0的初值为： TH0=0FEH TL0=0CH
(2)初始化程序设计
(3)程序设计 中断服务程序除了完成要求的产生方波这一工作 之外，还要注意将计数初值重新装入定时器中，为 下一次产生中断作准备。 参考程序：
循环冗余校验（CRC）：CRC在传输或者储存 之前计算出来并且附加到数据后面，然后接 收方进行检验确定数据是否发生变化。
五、通用异步收发器（UART）的功能 1.发送器：并串数据格式转换，添加标识 位和校验位，一帧发送结束，设置结束标志， 申请中断。 2.接收器：串并数据格式转换，检查错误， 去掉标识位，保存有效数据，设置接收结束 标志，申请中断。 3.控制器：接收编程命令和控制参数，设置 工作方式：同步/ 异步、字符格式、波特率、 校验方式、数据位与同步时钟比例等。
TLX THX
低5位 8位
TFX
TX TRX
GATE INTX
13位计数器
2. 方式1—16位方式
振荡器 TX TRX GATE INTX 1
1/12
C/T=0
C/T=1
&
≥1
TLX THX TFX 8位 8位
16位计数器
3. 方式2—8位自动装入时间常数方式
振荡器
TX TRX GATE INTX 1
；调用子程序PT0M0 ；自身跳转 ；T0初始化程序，T0置初值 ；启动T0 ；允许T0中断 ；CPU开中断 ；T0中断服务子程序，T0重置初
；P1.0的状态取反
例：假设系统时钟为6MHz，编写定时器T0产生1秒定 时的程序。 （1）定时器T0工作方式的确定 因定时时间较长，采用哪一种工作方式？由定时器各 种工作方式的特性，可计算出： 方式0最长可定时16.384ms; 方式1最长可定时131.072ms; 方式2最长可定时512s。 选方式1，每隔100ms中断一次，中断10次为1s。 （2）计算计数初值 因为：(216-X)×2×10-6 = 10-1 所以：X=15536=3CB0H 因此：TH0=3CH，TL0=B0H
例：利用定时器T1的方式2对外部信号计数，要求每计 满100个数，将P1.0取反。 （1）选择工作方式 外部信号由T1(P3.5) 脚输入,每发生一次负跳变 计数器加1，每输入100个脉冲，计数器产生溢出中 断，在中断服务程序中将P1.0取反一次。 T1工作在方式2的控制字为TMOD=60H。不使用T0 时，TMOD的低4位可任取，但不能使T0进入方式3， 这里取全0。 （2）计算T1的初值 X=28-100=156=9CH 因此，TL1的初值为9CH，重装初值寄存器TH1=9CH
异步通讯双方的两项约定 （1）帧格式：帧格式的规定是双方能够在对同 一种0和1的串理解成同一种意义。从通用、方 便的角度出发，一般还是使用一些标准为好， 如采用ASCII标准（串行通信中为10位）。 （2）波特率：(位/秒)对传送速率的规定。 例：要求每秒传送120个字符，每帧为10位。 解： 10b×120／s＝1200b／s＝1200波特 每位传输时间为0.83ms
MOV MOV MOV SETB SETB SETB HERE： SJMP ITOP： MOV MOV DJNZ CLR LOOP： RETI
TMOD,#01H ；设T0工作在方式1 TL0,#0B0H Leabharlann Baidu给T0设初值 TH0,#3CH TR0 ；启动T0 ET0 ；允许T0中断 EA ；CPU开放中断 HERE ；等待中断 TL0,#0B0H ；中断子程序，重装初值 TH0,#3CH ； B，LOOP TR0 ；1s定时时间到，停止T0工作
（3）程序设计
ORG LJMP ORG CPL RETI ORG MAIN: MOV MOV MOV SETB SETB SETB HERE: AJMP 0000H MAIN 001BH P1.0
；T1中断服务程序入口 ；P1.0位取反
0100H TMOD,#60H ；设T1为方式2计数 TL0,#9CH ；T0置初值 TH0,#9CH TR1 ；启动T1 ET1 ；允许T1中断 EA ；CPU开放中断 HERE
第六章 定时器/计数器与串行通信口
定时器/计数器学习目标
定时器/计数器的结构及原理
定时器/计数器的各种工作方式 掌握定时器／计数器的应用
6.1.1
定时/计数器的基本原理
定时/计数器的核心部件是二进制加1计数器 (TH0、TL0或TH1、TL1) 。 1. 定时功能----计数输入信号是内部时钟脉 冲，每个机器周期使寄存器的值加1。所以， 计数频率是振荡频率的1/12。 2. 计数功能----计数脉冲来自相应的外部输入 引脚，T0为P3.4，T1为P3.5。当输入脉冲信号 从1到0的负跳变时，计数器就自动加1。计数的 最高频率为振荡频率的1/24。
6.2.2 MCS-51单片机串行口结构 MCS-51有一个可编程的全双工串行通 信接口，可作为通用异步接收/发送器 UART，也可作为同步移位寄存器。它的帧 格式有8位、10位和11位，可以设置为固 定波特率和可变波特率，给使用者带来很 大的灵活性。
6.2
单片机的串行通信
单片机串行通信I/O接口的结构 串行通信控制寄存器 单片机串行通信的工作方式 串行通信应用。
6.2.1
串行通信的概念
通 信 方 式
并行通信方式—空间上区分各位数据 及联络控制信号。占 用传输线多，速度快。
串行通信方式—时间上区分各位数据 及联络控制信号。占 用传输线少，速度慢。
串行通信方式 ----信息传输在一个方向上只占 用一跟通信线，它既作为数据线，又作为联络 线。
异步通信方式—按字符传输
信息 格式 上分
同步通信方式—按数据块传输，要 求时钟严格同步。
一、异步通信方式
数据是以帧为单位传送的。每1帧数据由 1个字符代码组成，而每1个字符代码又是由 起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四个 部分组成。