《單片機原理及應(yīng)用》課件第6章 定時計數(shù)器控制

第6章定時/計數(shù)器控制6.18051定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理6.2定時/計數(shù)器的控制寄存器6.3定時/計數(shù)器的工作方式6.4定時/計數(shù)器用于外部中斷擴展6.5定時/計數(shù)器應(yīng)用6.6定時器26.7看門狗6.8實踐訓(xùn)練—簡易頻率計設(shè)計6.9思考與練習(xí)本章要點在單片機的應(yīng)用系統(tǒng)中，常常會有定時控制的需求，如定時輸出、定時檢測、定時掃描等；也經(jīng)常要對外部事件進行計數(shù)。8051系列單片機片內(nèi)集成有兩個可編程的定時/計數(shù)器：T0和T1。它們既可以工作于定時模式，也可以工作于外部事件計數(shù)模式。此外，T1還可以作為串行接口的波特率發(fā)生器。要實現(xiàn)定時功能，可以采用下面三種方法：（1）采用軟件定時：讓CPU循環(huán)執(zhí)行一段程序，通過選擇指令和安排循環(huán)次數(shù)，以實現(xiàn)軟件定時。軟件定時不占用硬件資源，但占用了CPU時間，降低了CPU的利用率。（2）采用時基電路定時：例如采用555電路，外接必要的元器件（電阻和電容），即可構(gòu)成硬件定時電路。此種方法實現(xiàn)容易，改變電阻和電容值，可以在一定范圍內(nèi)改變定時值。但在硬件連接好以后，定時值與定時范圍不能由軟件進行控制和修改，即不可編程。中斷的基本概念8051中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)單片機中斷系統(tǒng)8051中斷的使用中斷服務(wù)程序本章要點（3）

采用可編程芯片定時：這種定時芯片的定時值及定時范圍很容易用軟件來確定和修改，此種芯片定時功能強，使用靈活。在單片機的定時/計數(shù)器不夠用時，可以考慮進行擴展。典型的可編程定時芯片如Intel8253。本章要點：定時和計數(shù)的基本概念定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)單片機定時/計數(shù)器的特點定時/計數(shù)器的使用（合理選擇定時/計數(shù)器工作方式，初始值的計算，初始化程序的設(shè)計）中斷服務(wù)程序定時/計數(shù)器工程中運用CONTNTS6.18051定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理6.18051定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理011.定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)圖6-1所示是定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)原理框圖。圖6-1定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)原理框圖定時/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器（16位），由高8位和低8位兩個寄存器組成（T0由TH0和TL0組成，T1由TH1和TL1組成）。TMOD是定時/計數(shù)器的工作方式寄存器，由它確定定時/計數(shù)器的工作方式和功能；TCON是定時/計數(shù)器的控制寄存器，用于控制T0、T1的啟動和停止以及設(shè)置溢出標(biāo)志。6.18051定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理012.定時/計數(shù)器的工作原理作為定時/計數(shù)器的加1計數(shù)器，其輸入的計數(shù)脈沖有兩個來源，一個是由系統(tǒng)的時鐘振蕩器輸出脈沖經(jīng)12分頻后送來，另一個是T0或T1引腳輸入的外部脈沖源。每來一個脈沖，計數(shù)器加1，當(dāng)加到計數(shù)器為全1時，再輸入一個脈沖，就使計數(shù)器回0，且計數(shù)器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU發(fā)出中斷請求（定時/計數(shù)器中斷允許時）。如果定時/計數(shù)器工作于定時模式，則表示定時時間已到；如果工作于計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿?？梢姡梢绯鰰r計數(shù)器的值減去計數(shù)初值才是加1計數(shù)器的計數(shù)值。6.18051定時/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理01設(shè)置為定時器模式時，加1計數(shù)器是對內(nèi)部機器周期計數(shù)（1個機器周期等于12個振蕩周期，即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12，12

MHz為1

μs、6

MHz為2

μs）。計數(shù)值乘以機器周期就是定時時間。設(shè)置為計數(shù)器模式時，外部事件計數(shù)脈沖由T0（P3.4）或T1（P3.5）引腳輸入到計數(shù)器。在每個機器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平輸入時，則計數(shù)器加1，更新的計數(shù)值在下一個機器周期的S3P1期間裝入計數(shù)器。由于檢測一個從1到0的下降沿需要2個機器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個機器周期，所以最高計數(shù)頻率為晶振頻率的1/24。當(dāng)晶振頻率為12

MHz時，最高計數(shù)頻率不超過1/2

MHz，即計數(shù)脈沖的周期要大于2

μs。CONTNTS6.2

定時/計數(shù)器的控制寄存器6.2定時/計數(shù)器的控制寄存器028051系列單片機定時/計數(shù)器的工作由兩個特殊功能寄存器控制。TMOD用于設(shè)置其工作方式，TCON用于控制其啟動和中斷申請。工作方式寄存器TMOD工作方式寄存器TMOD用于設(shè)置定時/計數(shù)器的工作方式，高4位用于T1，低4位用于T0。TMOD的結(jié)構(gòu)和各位名稱、功能見表6-1。表6-1 TMOD的結(jié)構(gòu)和各位名稱、功能（字節(jié)地址89H）6.2定時/計數(shù)器的控制寄存器02（1）GATE：門控位。GATE=0時，只要用軟件使TCON中的TR0或TR1為1，就：可以啟動定時/計數(shù)器工作；GATE=1時，用軟件使TR0或TR1為1，同時外部中斷或也為高電平時，才能啟動定時/計數(shù)器工作。即此時定時器的啟動條件加上了或為高電平這一條件。（2）：定時/計數(shù)模式選擇位。=0為定時模式，此時定時器計數(shù)的脈沖是由8051單片機片內(nèi)晶振器經(jīng)12分頻后產(chǎn)生的，每經(jīng)過一個機器周期定時器（T0或T1）的數(shù)值加1，直至計數(shù)器滿產(chǎn)生溢出。例如：當(dāng)8051采用6MHz晶振時，每個機器周期為2s，計10個機器周期即為20s，即定時20s。=1為計數(shù)模式，通過引腳T0（P3.4v）和T1（P3.5）對外部脈沖信號計數(shù)。當(dāng)輸入脈沖信號由1至0的下降沿時，計算器的值加1.在每個機器周期，CPU采樣T0和T1的輸入電平。雖然對輸入信號的占空比沒有特殊要求，但是為了確保某個電平在變化之前至少被采樣一次，要求電平保持時間至少是一個完整的機器周期，又由于檢測一個1至0的下跳變需要兩個機器周期，故最高計數(shù)頻率為fosc/24，即晶振頻率的1/24。6.2定時/計數(shù)器的控制寄存器02（3）M1M0：工作方式設(shè)置位。定時/計數(shù)器有4種工作方式，由M1M0進行設(shè)置。見表6-2。特別需要注意，TMOD不能進行位尋址，所以只能用字節(jié)指令設(shè)置定時/計數(shù)器的工作方式。CPU復(fù)位時TMOD所有位清0，上電復(fù)位后應(yīng)重新設(shè)置。6.2定時/計數(shù)器的控制寄存器022.控制寄存器TCONTCON的低4位用于控制外部中斷，已在前面介紹。高4位用于控制定時/計數(shù)器的啟動與中斷申請。TCON的結(jié)構(gòu)、位名稱、位地址和功能見表6-3。（1）TF1：T1溢出中斷請求標(biāo)志。當(dāng)定時/計數(shù)器T1計數(shù)溢出后，由CPU內(nèi)硬件自動置1，表示向CPU請求中斷。CPU響應(yīng)該中斷后，片內(nèi)硬件自動對其清0。TF1也可由軟件程序查詢其狀態(tài)或由軟件置位清0。6.2定時/計數(shù)器的控制寄存器02（2）TF0：T0溢出中斷請求標(biāo)志。其意義和功能與TF1相似。（3）TR1：定時/計數(shù)器T1運行控制位。TR1=1，T1運行，TR1=0，T1停止。（4）TR0：定時/計數(shù)器T0運行控制位。TR0=1，T0運行，TR0=0，T0停止。CONTNTS6.3定時/計數(shù)器的工作方式6.3定時/計數(shù)器的工作方式038051系列單片機定時/計數(shù)器有4種工作方式，由TMOD中M1M0的狀態(tài)確定。前3種工作方式，T0和T1除所使用的寄存器、有關(guān)控制位、標(biāo)志不同外，其他操作完全相同。T1無方式3。下面以T0為例進行分析。1. 工作方式0當(dāng)M1M0=00時，定時/計數(shù)器工作于方式0，如圖6-2所示。在方式0情況下，內(nèi)部計數(shù)器為13位。由TL0低5位和TH08位組成，特別需要注意的是TL0低5位計數(shù)滿時不向TL0的第6位進位，而是向TH0進位，13位計滿溢出，TF0置1，最大計數(shù)值213=8192（計數(shù)器初值為0）。6.3定時/計數(shù)器的工作方式036.3定時/計數(shù)器的工作方式03GATE位決定定時器運行口口那個值取決于TR0或TR0和INT0引腳。當(dāng)門控位GATE=0時，由于GATE信號封鎖了或門，使引腳INT0信號無效，T0運行控制由TR0單獨控制。當(dāng)TR0=1時，接通模擬開關(guān)，定時/計數(shù)器工作；當(dāng)TR0=0，則模擬開關(guān)斷開，定時/計數(shù)器停止工作。當(dāng)GATE=1時，T0運行控制由TR0和INT0兩個條件共同控制。如果TR0=1，同時INT0=1，與門輸出為1，定時/計數(shù)器方可工作。TF0是定時/計數(shù)器的溢出狀態(tài)標(biāo)志，溢出時由硬件置位，TF0溢出中斷被CPU響應(yīng)時，轉(zhuǎn)入中斷時硬件清零，TF0也可由程序查詢和清“零”。工作方式0對定時/計數(shù)器高8位和低5位的初值計算很麻煩，易出錯。方式0采用13位計數(shù)器是為了與早期的產(chǎn)品兼容，所以在實際應(yīng)用中常由16位的方式1取代。6.3定時/計數(shù)器的工作方式03【例6-1】設(shè)定時器T0選擇工作方式0，定時時間為1ms，fosc/=6MHz。試確定T0初值，計算最大定時時間T。解答過程：當(dāng)T0處于工作方式0時，加1計數(shù)器為13位。設(shè)T0的初值為X，則轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)：X=1111000001100BT0的低5位：01100B=0CHT0的高8位：11110000B=F0H6.3定時/計數(shù)器的工作方式03T0最大定時時間對應(yīng)于13位計數(shù)器T0的各位全為1，即（TH0=FFH），（TL0）=1FH。則6.3定時/計數(shù)器的工作方式032. 工作方式1當(dāng)M1M0=01時，定時/計數(shù)器工作于方式1，如圖6-3所示。在方式1情況下，內(nèi)部計數(shù)器為16位。由TL0作低8位，TH0作高8位。16位計滿溢出時，TF0置1。6.3定時/計數(shù)器的工作方式03方式1與方式0的區(qū)別在于方式0是13位計數(shù)器，最大計數(shù)值213=8

192；方式1是16位計數(shù)器，最大計數(shù)值為216=65

536。用作定時器時，若fOSC=12

MHz，則方式0最大定時時間為8

192

μs，方式1最大定時時間為65

536

μs。6.3定時/計數(shù)器的工作方式033.工作方式2當(dāng)M1M0=10時，定時/計數(shù)器工作于方式2，如圖6-4所示。在方式2情況下，定時/計數(shù)器為8位，能自動恢復(fù)定時/計數(shù)器初值。在方式0、方式l時，定時/計數(shù)器的初值不能自動恢復(fù)，計滿后若要恢復(fù)原來的初值，必須在程序指令中重新給TH0、TL0賦值。但方式2與方式0、方式1不同。方式2僅用TL0計數(shù)，最大計數(shù)值為28=256。計滿溢出后，進位TF0，使溢出標(biāo)志TF0=1，同時原來裝在TH0中的初值自動裝入TL0（TH0中的初值允許與TL0不同）。所以，方式2既有優(yōu)點，又有缺點。優(yōu)點是定時初值可自動恢復(fù)，缺點是計數(shù)范圍小。因此，方式2適用于需要重復(fù)定時，而定時范圍不大的應(yīng)用場合，特別適合于用作較精確的脈沖信號發(fā)生器。6.3定時/計數(shù)器的工作方式036.3定時/計數(shù)器的工作方式034.工作方式3當(dāng)M1M0=11時，定時/計數(shù)器工作于方式3，但方式3僅適用于T0，T1無方式3。（1）T0方式3。在方式3情況下，T0被拆成2個獨立的8位計數(shù)器TL0、TH0，如圖6-5所示。6.3定時/計數(shù)器的工作方式03①TL0使用T0原有的控制寄存器資源：TF0、TR0、GATE、、，組成一個8位的定時/計數(shù)器。②TH0借用T1的中斷溢出標(biāo)志TF1、TR1，只能對機內(nèi)機器周期脈沖計數(shù)，組成一個8位定時器。（2）T0方式3情況下的T1。T1由于TF1、TR1被T0的TH0占用，計數(shù)器溢出時，只能將輸出送至串行口，即用作串行口波特率發(fā)生器，但T1工作方式仍可設(shè)置為方式0、方式1、方式2，控制位仍可使T1工作在定時/計數(shù)器方式，如圖6-6所示。從圖6-6（c）中看出，T0方式3情況下的T1方式2，因定時初值能自動恢復(fù)，用作波特率發(fā)生器更為合適。6.3定時/計數(shù)器的工作方式03圖6-6T0方式3情況下的T1工作方式6.3定時/計數(shù)器的工作方式03在這種情況下，定時/計數(shù)器通常作為串行口的波特率發(fā)生器使用，以確定串行通信的速率，因為已沒有TF1被定時/計數(shù)器0借用了，只能把計數(shù)溢出直接送給串行口。把定時/計數(shù)器1當(dāng)作波特率發(fā)生器使用時，只需設(shè)置好工作方式，即可自動運行。如果停止它的工作，需送入一個把它設(shè)置為方式3的方式控制字即可，這是因為定時/計數(shù)器本身就不能工作在方式3，如果硬把它設(shè)置為方式3，自然會停止工作。CONTNTS6.4

定時/計數(shù)器用于外部中斷擴展6.4定時/計數(shù)器用于外部中斷擴展04實際應(yīng)用系統(tǒng)中如需有兩個以上的外部中斷源，而片內(nèi)定時/計數(shù)器未使用時，可利用定時/計數(shù)器來擴展外部中斷源。擴展方法是，將定時/計數(shù)器設(shè)置為計數(shù)器方式，計數(shù)初值設(shè)定為滿程，將待擴展的外部中斷源接到定時/計數(shù)器的外部計數(shù)引腳。從該引腳輸入一個下降沿信號，計數(shù)器加1后便產(chǎn)生定時/計數(shù)器溢出中斷。因此，可把定時/計數(shù)器的外部計數(shù)引腳作為擴展中斷源的中斷輸入端。例如，利用T0擴展一個外部中斷源。將T0設(shè)置為計數(shù)器方式，按方式2工作，TH0、TL0的初值均為0FFH，T0允許中斷，CPU開放中斷。其初始化程序如下：6.4定時/計數(shù)器用于外部中斷擴展04對應(yīng)的C語言初始化程序如下：當(dāng)T0（P3.4）引腳上出現(xiàn)外部中斷請求信號（一個下降沿信號）時，TL0計數(shù)加1，產(chǎn)生溢出，將TF0置1，向CPU發(fā)出中斷請求。同時，TH0的內(nèi)容0FFH又自動裝入TL0，作為下一輪的計數(shù)初值。這樣，P3.4引腳每輸入一個下降沿脈沖，都將TF0置1，向CPU發(fā)出中斷請求。這就相當(dāng)于又多了一個邊沿觸發(fā)的外部中斷源。CONTNTS6.5

定時/計數(shù)器應(yīng)用6.5定時/計數(shù)器應(yīng)用05在工程應(yīng)用中，常常會遇到要求系統(tǒng)定時或?qū)ν獠渴录嫈?shù)等類似問題，若用CPU直接進行定時或計數(shù)不但降低了CPU的效率，而且會無法響應(yīng)實時事件。靈活運用定時/計數(shù)器不但可減輕CPU的負(fù)擔(dān)，簡化外圍電路，而且可以提高系統(tǒng)的實時性，能快速響應(yīng)和處理外部事件。由于定時/計數(shù)器的功能是由軟件編程實現(xiàn)的，因此一般在使用定時/計數(shù)器前都要對其進行初始化。所謂初始化，實際上就是確定相關(guān)寄存器的值。初始化步驟如下：（1）確定工作方式。對TMOD賦值。根據(jù)任務(wù)性質(zhì)明確工作方式及類型，從而確定TMOD寄存器的值。例如，要求定時/計數(shù)器T0完成16位定時功能，TMOD的值就應(yīng)為01H，用指令MOVTMOD，#01H即可完成工作方式的設(shè)定。（2）預(yù)置定時/計數(shù)器的計數(shù)初值。依據(jù)以上確定的工作方式和要求的計數(shù)次數(shù)，計算出相應(yīng)的計數(shù)初值。直接將計數(shù)初值寫入TH0、TL0或TH1、TL1。（3）根據(jù)需要開放定時/計數(shù)器中斷。直接對IE寄存器賦值。（4）啟動定時/計數(shù)器工作。將TR0或TR1置1。GATE=0時，直接由軟件置位啟動；GATE=l時，除軟件置位外，還必須在外中斷引腳處加上相應(yīng)的電平值才能啟動。6.5定時/計數(shù)器應(yīng)用05【例6-2】設(shè)單片機的振蕩頻率為12MHz，用定時器/計數(shù)器0的模式1編程，在P1.0引腳產(chǎn)生一個50Hz的方波，定時器T0采用中斷的處理方式。題意分析定時器的分析過程：需要產(chǎn)生周期信號時，選擇定時方式。定時時間到了對輸出端進行周期性的輸出即可。周期為50Hz的方波要求定時器的定時時間為10ms，每次溢出時，將P1.0引腳的輸出取反，就可以在P1.0上產(chǎn)生所需要的方波。解答過程：定時器初值計算：振蕩頻率為12MHz，則機器周期為1μs。設(shè)定時初值為X，（65536-X）×1μs=10ms，則X=55536=D8F0H定時器的初值為：TH0=0D8H，TL0=0F0H6.5定時/計數(shù)器應(yīng)用05C語言程序：6.5定時/計數(shù)器應(yīng)用05【例6-3】用定時器控制P1.1所接的LED每100ms亮或滅一次，設(shè)系統(tǒng)的晶振為6MHZ。采用查詢方式實現(xiàn)。分析過程：要使用單片機的定時器，首先要設(shè)置定時器的工作方式，然后給定時器賦初值，即進行定時器的初始化。解答過程：這里選擇定時器T0定時，方式1，不使用門控位。由此可以確定定時器的工作方式字TMOD應(yīng)為00000001B，即0x01。定時初值為：由于fosc=6MHz，Tm=2μs，因此時間常數(shù)的計算為：6.5定時/計數(shù)器應(yīng)用05初始化定時器后，要定時器工作，必須將TR0=1。下面用查詢方式完成。6.5定時/計數(shù)器應(yīng)用05當(dāng)定時時間到，TF0被置為1。因此，只需要查詢TF0是否等于1，即可得知定時時間是否到達，程序中“if(TF0==1)”來判斷。如果TF0=0，則條件滿足，大括號中的程序不會被執(zhí)行；當(dāng)定時時間到，TF1=1，條件滿足，執(zhí)行大括號中的程序，首先將TF0清零，然后重置定時初值，最后是執(zhí)行規(guī)定動作，取反P1.1的狀態(tài)。CONTNTS6.6

定時器26.6定時器206除了定時器0和定時器1外，52系列單片機還有另外一個定時器——定時器2。下面我們簡單介紹一下定時器2的用法。定時器2是一個16位的定時器/計數(shù)器。T2CON中的2/TC位決定定時器2是用作定時器還是計數(shù)器。定時器2有三種工作模式：捕捉模式、自動重載（增或減計數(shù)）模式和波特率發(fā)生器模式。定時器2的工作模式由T2CON決定，詳見表6-6。定時器2有兩個8位的寄存器TH2和TL2。在定時器功能中，每個機器周期TL2都會增1。由于一個機器周期由12個振蕩周期組成，所以定時器2的計數(shù)速率為振蕩頻率的1/12。與定時器2有關(guān)的寄存器為T2CON和T2MOD。T2CON寄存器的組成見表6-4。6.6定時器206詳細(xì)介紹如下。TF2：定時器2溢出標(biāo)志位。定時器2溢出時置位。必須由軟件清零。當(dāng)RCLK＝1或TCLK＝1時，TF2不會置位。EXF2：定時器2外部標(biāo)志位。當(dāng)EXEN2＝1，且T2EX引腳發(fā)生電平的負(fù)跳變引起捕捉或重載時被置位。當(dāng)允許定時器2中斷時，EXF2＝1會使CPU跳轉(zhuǎn)到定時器2的中斷處理函數(shù)中。EXF2必須由軟件清零。在增/減計數(shù)模式下（DCEN＝1），EXF2不會引起中斷。RCLK：接收時鐘使能。置位時，在串行通信模式1和模式3中，串口將使用定時器2的溢出脈沖作為接收時鐘。RCLK＝0將使串口使用定時器1的溢出脈沖作為接收時鐘。?

TCLK：發(fā)送時鐘使能。置位時，在串行通信模式1和模式3中，串口將使用定時器2的溢出脈沖作為發(fā)送時鐘。TCLK＝0將使串口使用定時器1的溢出脈沖作為發(fā)送時鐘。? EXEN2：定時器2外部信號使能。置位時，如果定時器2并沒有用作串口的波特率發(fā)生器，T2EX引腳的電平負(fù)跳變將發(fā)生捕捉或重載。6.6定時器206TR2：定時器2啟動/停止控制位。TR2＝1將啟動定時器2。C/T2：定時器/計數(shù)器選擇位。C/T2=0時用作定時器，C/T2=1時用作計數(shù)器（下降沿觸發(fā)）。CP/RL2：捕捉/重載選擇位。CP/RL2=1時，如果EXEN2＝1，將在T2EX引腳發(fā)生電平負(fù)跳變時產(chǎn)生捕捉事件。02/=RLCP時，當(dāng)定時器2溢出或T2EX引腳發(fā)生電平負(fù)跳變時（如果EXEN2＝1）發(fā)生重載。當(dāng)RCLK或TCLK＝1時，這一位將被忽略，定時器2溢出時會被強行自動重載。T2MOD寄存器的組成見表6-5。具體說明如下。T2OE：定時器2輸出使能位。DCEN：置位時，定時器2可設(shè)置成增/減計數(shù)器。6.6定時器2066.6定時器2061.捕捉模式在捕捉模式中，要設(shè)置T2CON中的EXEN2位。如果EXEN2＝0，那么定時器2是一個16位的定時器或計數(shù)器，當(dāng)它溢出時，T2CON中的TF2置位，并可產(chǎn)生中斷。如果EXEN2＝1，那么定時器2的操作是一樣的，但單片機的T2EX引腳的從1到0的電平變化會把當(dāng)前TH2和TL2的值分別捕捉到RCAP2H和RCAP2L中。此外，T2EX引腳的電平變化會使T2CON中的EXF2位置位。EXF2和TF2一樣，都可以產(chǎn)生中斷。2.自動重載（增或減計數(shù)）模式在16位自動重載模式中，定時器2可以設(shè)置成增計數(shù)或減計數(shù)。這一功能由T2MOD中的DCEN（減計數(shù)使能）位設(shè)置（見表3.13）。當(dāng)單片機復(fù)位時，DCEN被置0，定時器為增計數(shù)方式。當(dāng)DCEN被置位時，定時器2可以為增計數(shù)或減計數(shù)，這要取決于T2EX引腳的值。

當(dāng)DCEN＝0時，定時器2處于增計數(shù)方式。在這種模式下，如果EXEN2＝0，那么定時器2增計數(shù)至0xFFFF，當(dāng)定時器溢出時，把TF2位置位。定時器溢出會使定時器的寄存器值自動從RCAP2H和RCAP2L自動重載。6.6定時器206RCAP2H和RCAP2L的值由軟件預(yù)設(shè)。如果EXEN2＝1，那么定時器寄存器的重載除由定時器溢出觸發(fā)外，還可以被T2EX引腳的從1到0的電平變化觸發(fā)。這一電平變化還會把EXF2位置位。如果中斷被允許，TF2和EXF2的置位都可以產(chǎn)生中斷。把DCEN位置1使定時器2可以增計數(shù)或減計數(shù)。在這種模式下，T2EX引腳的電平控制計數(shù)的方向。當(dāng)T2EX引腳為高電平時，定時器2增計數(shù)。當(dāng)定時器計數(shù)至0xFFFF溢出并把TF2置位，同時RCAP2H和RCAP2L的值會被分別自動重載至定時器的寄存器TH2和TL2。當(dāng)T2EX引腳為低電平時，定時器2減計數(shù)。當(dāng)TH2和TL2分別與RCAP2H和RCAP2L相等時，定時器下溢出，TF2置位，0xFFFF被重載至定時器的寄存器中。在這種模式下，EXF2位在定時器2上溢出或下溢出時翻轉(zhuǎn)，可以被用作定時器的第17位。這時EXF2并不作為中斷的標(biāo)志位。6.6定時器2063. 波特率發(fā)生器模式通過設(shè)置T2CON中的TCLK和（或）RCLK位，定時器2可用作波特率發(fā)生器。注意如果把定時器2僅用作發(fā)送或接收而把定時器1用作另一功能，那么發(fā)送和接收的波特率可以不一樣。波特率發(fā)生器模式與自動重載模式相似，TH2的溢出會引起定時器2的定時器值被由軟件預(yù)設(shè)的RCAP2H和RCAP2L自動重載。串行通信模式1和模式3中的波特率由定時器2的溢出速率決定：

6.6定時器206這時，定時器2可以被設(shè)置作定時器或計數(shù)器。在大多數(shù)應(yīng)用中，定時器2都被設(shè)置作定時器。當(dāng)定時器2被設(shè)置作波特率發(fā)生器時，它的定時器操作是不一樣的。通常，作為一個定時器，它每個機器周期增1（以振蕩頻率的1/12的速率增1）。但作為波特率發(fā)生器，定時器每2個振蕩周期增1。波特率的計算公式如下：

其中（RCAP2H,RCAP2L）是由RCAP2H和RCAP2L組成的16位無符號整數(shù)。在使用要注意TH2的溢出并不會使TF2置位，也不會產(chǎn)生中斷。另外，如果EXEN2被置位，T2EX引腳處的從1到0的電平變化會把EXF2置位，但不會引起(RCAP2H,RCAP2L)重載到（TH2,TL2）。因此，當(dāng)定時器2被用作波特率發(fā)生器時，T2EX可以用作額外的外部中斷。當(dāng)定時器2在波特率發(fā)生器模式下運行（TR2＝1）時，TH2和TL2不應(yīng)被讀寫。RCAP2寄存器可以讀，但不應(yīng)被寫入。在訪問定時器2的寄存器或RCAP2寄存器前，應(yīng)先把定時器停掉（把TR2清0）。6.6定時器206定時器/計數(shù)器T2作為波特率發(fā)生器使用時的編程方法如下：6.6定時器2064.可編程時鐘輸出P1.0可用作輸出50%占空比的方波。這一引腳除了常規(guī)的I/O外，還有兩個其它功能。它可以用作定時器2的外部時鐘輸入，也可以用作輸出從61Hz到4MHz（振蕩頻率為16MHz時）的占空比為50%的方波。要把定時器2設(shè)置成時鐘發(fā)生器，要把2/TC清0和把T2OE（T2MOD.1）置1。TR2位（T2CON.2）用于開始或停止定時器。時鐘的輸出頻率取決于振蕩器頻率和定時器2的捕捉寄存器（RCAP2H和RCAP2L）：在時鐘發(fā)生器模式下，定時器2的溢出不會產(chǎn)生中斷?？梢酝瑫r把定時器2用作波特率發(fā)生器和時鐘發(fā)生器。

但是，

波特率和時鐘頻率不能分別確定，

因為它們共用RCAP2H和RCAP2L。6.6定時器206【例6-4】用定時器/計數(shù)器2從P1.0產(chǎn)生一個5000Hz的方波，假設(shè)晶振頻率fosc為12MHz。分析過程：當(dāng)T2MOD的T2OE=1，T2CON的C/T2=0時，T2工作于時鐘輸出方式。T2溢出信號自動觸發(fā)T2(P1.0）引腳狀態(tài)翻轉(zhuǎn)從P1.0引腳輸出頻率可調(diào)、精度高的方波信號。解答過程：溢出后，RCAP2H和RCAP2L寄存器內(nèi)容裝入TH2和TL2寄存器中，重新計數(shù)，以便獲得準(zhǔn)確的溢出信號。輸出信號頻率為：6.6定時器206C語言程序：CONTNTS6.7

看門狗6.7看門狗07看門狗是S5x系列單片機比C5x系列多出來的功能之一?？撮T狗可以在CPU死機時重啟CPU。看門狗由一個14位的計數(shù)器和看門狗寄存器WDTRST組成。單片機復(fù)位后，看門狗是處于禁用狀態(tài)的。要使能看門狗，就要連續(xù)向WDTRST寄存器寫入0x1e和0xe1。當(dāng)看門狗使能且振蕩器工作時，看門狗計數(shù)器每個機器周期增1。使能看門狗后，除了復(fù)位（硬件復(fù)位或看門狗溢出復(fù)位）外沒有辦法禁用看門狗。當(dāng)看門狗計數(shù)器溢出時，它會在RST引腳產(chǎn)生一個高電平脈沖，迫使單片機復(fù)位。當(dāng)看門狗使能后，程序必須不斷地向WDTRST寫0x1e和0xe1以避免看門狗溢出（通常稱為“喂狗”）?？撮T狗的14位計數(shù)器在數(shù)到16383（0x3FFF）后溢出，這時單片機會復(fù)位。這意味著程序必須最多16383機器周期內(nèi)喂一次狗。CONTNTS6.8實踐訓(xùn)練—簡易頻率計設(shè)計6.8實踐訓(xùn)練—簡易頻率計設(shè)計08利用單片機的T0、T1的定時/計數(shù)功能，完成對輸入的信號的頻率進行測量，測量的結(jié)果通過8位動態(tài)數(shù)碼管顯示出來。這里要求實現(xiàn)對0～200KHz的信號頻率進行準(zhǔn)確測量，測量誤差不超過±1Hz。頻率計的功能，是測出1s內(nèi)的輸入信號的周期個數(shù)，再用數(shù)字的方式顯示出來，也就是需要完成定時1s、對輸入的脈沖計數(shù)和數(shù)字顯示的硬件電路和相應(yīng)的程序。6.8實踐訓(xùn)練—簡易頻率計設(shè)計086.8.1

應(yīng)用環(huán)境數(shù)字頻率計是一種用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器。根據(jù)電信號的頻率的定義，就是在1s鐘內(nèi)信號變化的周期數(shù)。在一個單片機系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)頻率的測量，就是要對外部信號進行計數(shù)，每到1s時，將計數(shù)所得的數(shù)值送到顯示器上。6.8實踐訓(xùn)練—簡易頻率計設(shè)計086.8.2實現(xiàn)過程1.硬件電路分析從設(shè)計要求可以得出，定時1s，可以通過單片機內(nèi)部的定時器來完成，不需要額外的硬件電路。同樣，對脈沖的計數(shù)也可能用單片機內(nèi)部的定時/計數(shù)器來完成，也不需要另外的硬件電路，只需要將外部的計數(shù)脈沖連接對應(yīng)的引腳上，本訓(xùn)練中選擇T0作為計數(shù)用，所以將計數(shù)脈沖連接到對應(yīng)的T0引腳（P3.4，第二功能）。顯示頻率的數(shù)字，可以采用各種顯示器件，如LED、LCD等，本設(shè)計中采用LED的動態(tài)顯示電路，P0口接七段顯示器的段碼輸入端，P2口接位碼控制端。輸出脈沖的P1.0（采用定時器2產(chǎn)生脈沖）作為信號源。（可以參考后面的顯示器設(shè)計一章）6.8實踐訓(xùn)練—簡易頻率計設(shè)計082.程序設(shè)計分析通過任務(wù)分析，要求單片機要完成三個實時任務(wù)，分別是：對輸入信號周期進行計數(shù)、1s定時、動態(tài)顯示，以及頻率計算及頻率轉(zhuǎn)換為顯示數(shù)據(jù)。要同時完成三個實時任務(wù)，只有使用中斷的方式進行任務(wù)分割，可以用定時器T0、T1及其中斷服務(wù)程序和主程序來分別完成每一個任務(wù)。其中，動態(tài)顯示因人的視覺的不敏感，對實時要求最低，因而使用主程序完成，同時將數(shù)據(jù)的運算也放在主程序中。剩下的兩個任務(wù)分別用T0完成輸入信號的計數(shù)和T1完成1s的定時。（1）定時1sT1工作在定時狀態(tài)下，最大定時時間約為65ms，達不到1s的定時，所以采用定時50ms，共定時20次，即可完成1s的定時功能。因電路晶振fOSC＝11.0592MHz，所以T1的初值的裝入語句如下：6.8實踐訓(xùn)練—簡易頻率計設(shè)計08每定時1s鐘時間到了，就停止T0的計數(shù)，而從T0的計數(shù)單元中讀取計數(shù)的數(shù)值，然后進行數(shù)據(jù)處理，送到數(shù)碼管顯示出來。定時器1的中斷服務(wù)程序如下所示：6.8實踐訓(xùn)練—簡易頻率計設(shè)計08（2）輸入的脈沖計數(shù)T0是工作在計數(shù)狀態(tài)下，對輸入的頻率信號進行計數(shù)。在本任務(wù)中，由于單片機的工作頻率fOSC＝11.0592MHz，工作在計數(shù)狀態(tài)