定時(shí)計(jì)數(shù)器的四種工作方式-15精選文檔

1、在單片機(jī)中有兩個(gè)特殊功能寄存器與定時(shí)/ 計(jì)數(shù)有關(guān)，這就是TMO併口 TCON順便說(shuō)一下，TMO併口 TCON是名稱，我們 在寫(xiě)程序時(shí)就能直接用這個(gè)名稱來(lái)指定它們，當(dāng)然也能直接 用它們的地址89H和88H來(lái)指定它們（其實(shí)用名稱也就是直 接用地址，匯編軟件幫你翻譯一下而已）。從圖1中我們能看出，TMO被分成兩部份，每部份 4位。分別用于控制T 1和T0，至于這里面是什么意思，我們下面介紹。從圖2中我們能看出，TCOF也被分成兩部份，高4位用于定時(shí)/計(jì)數(shù)器，低4位則用于中斷（我們暫不管）。而 TF1（ 0）我們上節(jié)課已提到了，當(dāng) 計(jì)數(shù)溢出后TF1（0）就由0變?yōu)?。原來(lái)TF1（0）在這兒！那么TRO

2、 TR 1 又是什么呢？看上節(jié)課的圖。http:/51hei 希望大家常來(lái)本站學(xué)習(xí)單片機(jī)相關(guān)知識(shí)計(jì)數(shù)脈沖要進(jìn)入計(jì)數(shù)器還真不不難，有層層關(guān)要通過(guò)，最起碼，就是 TR0（1）要為1，幵關(guān)才能合上，脈沖才能過(guò)來(lái)。因此， TR0 （1）稱之為運(yùn)行 控制位，可用指令SETB來(lái)置位以啟動(dòng)計(jì)數(shù)器/定時(shí)器運(yùn)行，用指令 CLR來(lái) 關(guān)閉定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作，一切盡在自已的掌握中。單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的四種工作方式工作方式0定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式0稱之為13位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式。它由TL （1/0 ） 的低5位和TH（ 0/1 ）的8位組成13位的計(jì)數(shù)器，此時(shí)TL（ 1/0 ）的高3 位未用。我們用這

3、個(gè)圖來(lái)討論幾個(gè)問(wèn)題：M1M0定時(shí)/計(jì)數(shù)器一共有四種工作方式，就是用M1M睞控制的，2位正好是四種組合。C/T:前面我們說(shuō)過(guò)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器即可作定時(shí)用也可用計(jì)數(shù)用，到底作什 么用，由我們根據(jù)需要自行決定，也說(shuō)是決定權(quán)在我們&#0；&#0；編程者。如果C/T為0就是用作定時(shí)器（幵關(guān)往上打），如果 C/T為1就是用作計(jì) 數(shù)器（幵關(guān)往下打）。順便提一下：一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器同一時(shí)刻要么作定時(shí)用，要么作計(jì)數(shù)用，不能同時(shí)用的，這是個(gè)極普通的常識(shí)，幾乎沒(méi)有教 材會(huì)提這一點(diǎn)，但很多幵始學(xué)習(xí)者卻會(huì)有此困惑。GATE看圖，當(dāng)我們選擇了定時(shí)或計(jì)數(shù)工作方式后，定時(shí)/計(jì)數(shù)脈沖卻不 一定能到達(dá)計(jì)數(shù)器端，中間還

4、有一個(gè)開(kāi)關(guān)，顯然這個(gè)開(kāi)關(guān)不合上，計(jì)數(shù)脈 沖就沒(méi)法過(guò)去，那么開(kāi)關(guān)什么時(shí)候過(guò)去呢？有兩種情況GATE=0分析一下邏輯，GATE非后是1進(jìn)入或門，或門總是輸出 1,和 或門的另一個(gè)輸入端INT1無(wú)關(guān)，在這種情況下，幵關(guān)的打幵、合上只取 決于TR1,只要TR1是1,幵關(guān)就合上，計(jì)數(shù)脈沖得以暢通無(wú)阻，而如果 T R1等于0則幵關(guān)打幵，計(jì)數(shù)脈沖無(wú)法通過(guò)，因此定時(shí)/計(jì)數(shù)是否工作，只取決于 TR1。GATE=1在此種情況下，計(jì)數(shù)脈沖通路上的幵關(guān)不僅要由TR1來(lái)控制，而且還要受到INT1管腳的控制，只有 TR1為1,且INT1管腳也是高電平， 開(kāi)關(guān)才合上，計(jì)數(shù)脈沖才得以通過(guò)。這個(gè)特性能用來(lái)測(cè)量一個(gè)信號(hào)的高電 平

5、的寬度，想想看，怎么測(cè)？為什 么在這種模式下只用 13位呢？干嗎不用 16 位，這是為了和 51 機(jī)的前輩 48 系列兼容而設(shè)的一種工作式，如果你覺(jué)得用得不順手，那就干脆 用第二種工作方式。工作方式 1工作方式1是16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，將M1M（設(shè)為01即可，其它特性與 工作方式 0 相同。工作方式 2第 3 頁(yè)在介紹這種式方式之前先讓我們思考一個(gè)問(wèn)題：上一次課我們提到過(guò)任意 計(jì)數(shù)及任意定時(shí)的問(wèn)題，比如我要計(jì) 1000 個(gè)數(shù)，可是 16 位的計(jì)數(shù)器要計(jì) 到 65536 才滿，怎么辦呢？我們討論后得出的辦法是用預(yù)置數(shù)，先在計(jì)數(shù) 器里放上 64536，再來(lái) 1000 個(gè)脈沖，不就行了嗎？是的，但

6、是計(jì)滿了之后 我們又該怎么辦呢？要知道，計(jì)數(shù)總是持續(xù)重復(fù)的，流水線上計(jì)滿后馬上 又要開(kāi)始下一次計(jì)數(shù)，下一次的計(jì)數(shù)還是 1000 嗎？當(dāng)計(jì)滿并溢出后，計(jì) 數(shù)器里面的值變成了 0（為什么，能參考前面課程的說(shuō)明），因此下一次 將要計(jì)滿 65536 后才會(huì)溢出， 這可不符合要求， 怎么辦？當(dāng)然辦法很簡(jiǎn)單， 就是每次一溢出時(shí)執(zhí)行一段程序 （這常常是需要的， 要不然要溢出干嗎？） 能在這段程序中做把預(yù)置數(shù) 64536 送入計(jì)數(shù)器中的事情。所以采用工作方 式 0 或 1 都要在溢出后做一個(gè)重置預(yù)置數(shù)的工作， 做工作當(dāng)然就得要時(shí)間， 一般來(lái)說(shuō)這點(diǎn)時(shí)間不算什么，可是有一些場(chǎng)合我們還是要計(jì)較的，所以就 有了第三種

7、工作方式 �� 自動(dòng)再裝入預(yù)置數(shù)的工作方式。既然要自動(dòng)得新裝入預(yù)置數(shù)，那么預(yù)置數(shù)就得放在一個(gè)地方，要不然裝什 么呢？那么預(yù)置數(shù)放在什么地方呢？它放在 T（0/1 ）的高 8 位，那么這樣 高 8 位不就不能參與計(jì)數(shù)了嗎？是的，在工作方式 2 ，只有低 8 位參與計(jì) 數(shù)，而高 8 位不參與計(jì)數(shù)，用作預(yù)置數(shù)的存放，這樣計(jì)數(shù)范圍就小多了， 當(dāng)然做任可事總有代價(jià)的，關(guān)鍵是看值不值，如果我根本不需要計(jì)那么多 數(shù)，那么就能用這種方式?？磮D 4，每當(dāng)計(jì)數(shù)溢出，就會(huì)打開(kāi) T（0/1 ）的 高、低 8 位之間的開(kāi)關(guān)，計(jì)預(yù)置數(shù)進(jìn)入低 8 位。這是由硬件自動(dòng)完成的， 不需要由人工干預(yù)。常

8、常這種式作方式用于波特率發(fā)生器（我們將在串行接口中講解），用于 這種用途時(shí)，定時(shí)器就是為了供給一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)。計(jì)數(shù)溢出后不需要做事 情，要做的僅僅只有一件，就是重新裝入預(yù)置數(shù)，再開(kāi)始計(jì)數(shù)，而且中間 不要任何延遲，可見(jiàn)這個(gè)任務(wù)用工作方式 2 來(lái)完成是最妙不過(guò)了。工作方式 3這種式作方式之下，定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0被拆成 2個(gè)獨(dú)立的定時(shí) /計(jì)數(shù)器來(lái)用。其中，TLO能組成8位的定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的工作方式，而TH0則只能作為定時(shí)器來(lái)用。我們知道作定時(shí)、計(jì)數(shù)器來(lái)用，需要控制，計(jì)滿后溢出需要 有溢出標(biāo)記， T0 被分成兩個(gè)來(lái)用，那就要兩套控制及、溢出標(biāo)記了，從何 而來(lái)呢？ TLO還是用原來(lái)的TO的標(biāo)記，而TH0則

9、借用T1的標(biāo)記。如此T1 不是無(wú)標(biāo)記、控制可用了嗎？是的。一般情況處，只有在 T1 以工作方式 2 運(yùn)行（當(dāng)波特率發(fā)生器用）時(shí)，才 讓 TO 工作于方式 3 的。定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的定時(shí) / 計(jì)數(shù)范圍工作方式0： 13位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因此，最多能計(jì)到 2的13次方，也就 是 8192 次。工作方式 1： 16位定時(shí)/計(jì)數(shù)方式，因此，最多能計(jì)到 2的 16次方，也就 是 65536 次。第 5 頁(yè)工作方式 2 和工作方式 3，都是 8 位的定時(shí) / 計(jì)數(shù)方式，因此，最多能計(jì)到 2的 8次方，也說(shuō)是 256次。 預(yù)置值計(jì)算：用最大計(jì)數(shù)量減去需要的計(jì)數(shù)次數(shù)即可。 例：流水線上一個(gè)包裝是 12 盒，要

10、求每到 12 盒就產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)作，用單片機(jī)的工作方式 0 來(lái)控制，應(yīng)當(dāng)預(yù)置多大的值呢？對(duì)了，就是 8192-12=818 0。以上是計(jì)數(shù)，明白了這個(gè)道理，定時(shí)也是一樣。這在前面的課程已提到， 我們不再重復(fù)，請(qǐng)參考前面的例程。1中斷允許寄存器 -IEIE在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為 A8H位地址（由低位到高位）分別是A8H-AFH。IE 用來(lái)打開(kāi)或關(guān)斷各中斷源的中斷請(qǐng)求，基本格式如下圖二所示：EA全局中斷允許位。EA= 0,關(guān)閉全部中斷；E心1打幵全局中斷控制，在此條件下，由各個(gè)中斷控制位確定相應(yīng)中斷的打開(kāi)或關(guān)閉。X：無(wú)效位。ES:串行I /O中斷允許位。ES= 1,打幵串行I /O中斷；ES=

11、 0,關(guān)閉串 行I /O中斷。ETI;定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷允許位。ETI = 1,打幵T1中斷；ETI= O,關(guān) 閉T1中斷。ETO:定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷允許位。ET0= 1,打幵T0中斷；ETO= 0,關(guān) 閉TO中斷。EXO外部中斷0中斷允許位。Ex0= 1,打幵INT0;EX0=0,關(guān)閉INTO.中斷優(yōu)先寄存器 -IP ：IP在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為B8H位地址（由低位到高位）分別是B8H BFH,IP用來(lái)設(shè)定各個(gè)中斷源屬于兩級(jí)中斷中的哪一級(jí)，IP的基本格式如下圖三所示:X：無(wú)效位。PS:串行I /O中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PS= 1,高優(yōu)先級(jí)；PS= 0,低優(yōu)先級(jí)。PTl:定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

12、1中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PTI = 1,高優(yōu)先級(jí)；PTI = 0, 低優(yōu)先級(jí)。Pxl :外部中斷1中斷優(yōu)先級(jí)控制位。Pxl = 1,高優(yōu)先級(jí)；PXI = O,低優(yōu) 先級(jí)。PT0:定時(shí)器/計(jì)數(shù)器o中斷優(yōu)先級(jí)控制位。PT0= 1,高優(yōu)先級(jí)；PT8 0, 低優(yōu)先級(jí)。Px0:外部中斷0中斷優(yōu)先級(jí)控制位。Px0= 1,高優(yōu)先級(jí)；Px0= 0,傷優(yōu) 先級(jí)。在MCS-51單片機(jī)系列中，高級(jí)中斷能夠打斷低級(jí)中斷以形成中斷嵌套； 同級(jí)中斷之間,或低級(jí)對(duì)高級(jí)中斷則不能形成中斷嵌套。若幾個(gè)同級(jí)中斷 同時(shí)向CPU青求中斷響應(yīng)，則 CPU按如下順序確定響應(yīng)的先后順序：INTO 一 TO-INT1 一 T1 一 RI /T1

13、.中斷的響應(yīng)過(guò)程若某個(gè)中斷源通過(guò)編程設(shè)置， 處于被打開(kāi)的狀態(tài)， 并滿足中斷響應(yīng)的條件， 而且當(dāng)前正在執(zhí)行的那條指令已被執(zhí)行完1 、當(dāng)前末響應(yīng)同級(jí)或高級(jí)中斷2、不是在操作IE , IP中斷控制寄存器或執(zhí)行 REH指令則單片機(jī)響應(yīng)此中 斷。在正常的情況下，從中斷請(qǐng)求信號(hào)有效開(kāi)始，到中斷得到響應(yīng)，通常需要 3個(gè)機(jī)器周期到 8個(gè)機(jī)器周期。中斷得到響應(yīng)后， 自動(dòng)清除中斷請(qǐng)求標(biāo)志 （ 對(duì) 串行I /O端口的中斷標(biāo)志，要用軟件清除），將斷點(diǎn)即程序計(jì)數(shù)器之值（P C）壓入堆棧（以備恢復(fù)用）；然后把相應(yīng)的中斷入口地址裝入 PC,使程序轉(zhuǎn) 入到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序中去執(zhí)行。各個(gè)中斷源在程序存儲(chǔ)器中的中斷入口地址如下

14、：中斷源 入口地址INTO（外部中斷0） 0003HTF0（TO 中斷）000BHINT1（外部中斷1） 0013HTFl（T1 中斷） 001BHRITI（ 串行口中斷 ） 0023H由于各個(gè)中斷入口地址相隔甚近，不便于存放各個(gè)較長(zhǎng)的中斷服務(wù)程序，故通常在中斷入口地址開(kāi)始的二三個(gè)單元中，安排一條轉(zhuǎn)移類指令，以轉(zhuǎn)第 7 頁(yè)入到安排在那兒的中斷服務(wù)程序。以T1中斷為例，其過(guò)程下如圖四所示由于5個(gè)中斷源各有其中斷請(qǐng)求標(biāo)志 0, TFO, IEI，TFI以及RI /TI，在 中斷源滿足中斷請(qǐng)求的條件下，各標(biāo)志自動(dòng)置1,以向CPU請(qǐng)求中斷。如果某一中斷源提出中斷請(qǐng)求后，CPU不能立即響應(yīng)，只要該中斷請(qǐng)

15、求標(biāo)志不被軟件人為清除，中斷請(qǐng)求的狀態(tài)就將一直保持，直到CPU響應(yīng)了中斷為止,對(duì)串行口中斷而言，這一過(guò)程與其它4個(gè)中斷的不同之處在于；即使CPU響應(yīng)了中斷，其中斷標(biāo)志 RI/TI也不會(huì)自動(dòng)清零，必須在中斷服 務(wù)程序中設(shè)置清除RI/TI的指令后，才會(huì)再一次地提出中斷請(qǐng)求。CPU的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和恢復(fù)必須由被響應(yīng)的相應(yīng)中斷服務(wù)程序去完成，當(dāng)執(zhí)行 RETI中斷返回指令后，斷點(diǎn)值自動(dòng)從棧頂2字節(jié)彈出，并裝入PC寄存器, 使CPU繼續(xù)執(zhí)行被打斷了的程序。下面給出一個(gè)應(yīng)用定時(shí)器中斷的實(shí)例?，F(xiàn)要求編制一段程序，使 P1. 0端口線上輸出周期為2ms的方波脈沖。設(shè) 單片機(jī)晶振頻率Fosc= 6MHZ1、方法：利用定

16、時(shí)器 T0作1ms定時(shí)，達(dá)到定時(shí)值后引起中斷，在中斷服 務(wù)程序中，使P1. 0的狀態(tài)取一次反，并再次定時(shí) 1ms,2、 定時(shí)初值：機(jī)器周期 MC= 12/fosc = 2us。所以定時(shí)Ims所需的機(jī)器周 期個(gè)數(shù)為500D,亦即0IF4H。設(shè)T0為工作方式1(16位方式)，則定時(shí)初 值是(01F4H)求補(bǔ)=FEOCHMOVTMOD；T0為定時(shí)器狀態(tài)，工作方式1#01HMOXTL0, #0CH；T0的低位定時(shí)初值MOV TH0#0FEH；T0的高位定時(shí)初值MOV TCO,N#10H；打幵T0SETB ET0；1ET0,即允許 T0中斷SETB EA；1EA,即充許全局中斷AJMP $；動(dòng)態(tài)暫存00

17、0BHAJMP IST0;轉(zhuǎn)入T0中斷服務(wù)程序入口地址 IST0IST0:MOVL0, #0CH;重置定時(shí)器初值MOV TH0#0FEH;重置定時(shí)器初值CPL P1.0；P1.0取反RET1;中斷返回串行端口的控制寄存器: 串行端口共有2個(gè)控制寄存器SCON和PCON用以設(shè)置串行端口的工作方 式、接收/發(fā)送的運(yùn)行狀態(tài)、接收/發(fā)送數(shù)據(jù)的特征、波特率的大小，以第9頁(yè)及作為運(yùn)行的中斷標(biāo)志等。串行口控制寄存器 SCONSCON勺字節(jié)地址是98H,位地址（由低位到高位）分別是98H 9FH SCON 的格式如圖五所示。SMo, SMl：串行口工作方式控制位。00- 方式 0；01- 方式 1；10- 方

18、式 2；11- 方式 3。SM2：僅用于方式 2和方式 3勺多機(jī)通訊控制位發(fā)送機(jī)SM差1（要求程控設(shè)置）。當(dāng)為方式 2 或方式 3 時(shí)：接收機(jī)SM2= 1時(shí)，若RBA1,可引起串行接收中斷；若 RBA 0,不 引起串行接收中斷。SM2= 0時(shí)，若RBA 1,可引起串行接收中斷；若 RBA 0,亦可引起串行接收中斷。REN:串行接收允許位。0- 禁止接收； 1- 允許接收。TB8:在方式2, 3中，TB8是發(fā)送機(jī)要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。RB8:送機(jī)的TB&TI:發(fā)送中斷標(biāo)志位。發(fā)送前必須用軟件清零，發(fā)送過(guò)程中TI保持零電平，發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后，由硬件自動(dòng)置 1。如要再發(fā)送，必須用軟件再清零。R

19、I:接收中斷標(biāo)志位。接收前，必須用軟件清零，接收過(guò)程中RI保持零電平，接收完一幀數(shù)據(jù)后，由片內(nèi)硬件自動(dòng)置1。如要再接收，必須用軟件再清零。電源控制寄存器PCONPCON勺字節(jié)地址為87H，無(wú)位地址，PCON勺格式如圖六所示。需指出的是, 對(duì)80C31單片機(jī)而言，PCON還有幾位有效控制位。SMOD波特率加倍位。在計(jì)算串行方式 1, 2, 3的波特率時(shí)；0-不加倍；1-力口倍。串行中斷的應(yīng)用特點(diǎn)：8031單片機(jī)的串行I /O端口是一個(gè)中斷源，有兩個(gè)中斷標(biāo)志RI和TI，RI用于接收，TI用于發(fā)送。串行端口無(wú)論在何種工作方式下，發(fā)送/接收前都必須對(duì)TI /RI清零。當(dāng)一幀數(shù)據(jù)發(fā)送接收完后， TI/R

20、I 自動(dòng)置 1，如要再發(fā)送接收，必須 先用軟件將其清除。在串行中斷被打開(kāi)的條件下，對(duì)方式 0 和方式 1 來(lái)說(shuō)，一幀數(shù)據(jù)發(fā)送接 收完后，除置位 TI RI 外，還會(huì)引起串行中斷請(qǐng)求，并執(zhí)行串行中側(cè)目 務(wù)程序。但對(duì)方式2和方式3的接收機(jī)而言，還要視 SM2和RB8的狀態(tài)， 才可確定 RI 是否被置位以及串行中斷的開(kāi)放：SM2 RB8接收機(jī)中斷標(biāo)志與中斷狀態(tài)0 1 激活 RI ，引起中斷1 0不激活RI，不引起中斷1 1 激活 RI ，引起中斷單片機(jī)正是利用方式 2， 3 的這一特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多機(jī)間的通信。串行端口的 常用應(yīng)用方法見(jiàn)相關(guān)章節(jié)。波特率的確定：對(duì)方式 0來(lái)說(shuō)，波特率已固定成 fosc 12，隨著外部晶振的頻率不同，波 特率亦不相同。常用的fosc有12MHz和6MHz所以波特率相應(yīng)為1000X 103和500X 103位/ s。在此方式下，數(shù)據(jù)將自動(dòng)地按固定的波特率發(fā)送 接收，完全不用設(shè)置。對(duì)方式2而言，波特率的計(jì)算式為 2SMODfosc / 64。當(dāng)SMOB 0時(shí)，波特率為fm/64;當(dāng)SMOB 1時(shí)，波特率為fosc / 32。在此方式下，程控 設(shè)置SMOD&的狀態(tài)后，波特率就確定了，