【正文】 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 1 01:02 單片機(jī)原理與接口技術(shù) 第 7章 MCS51單片機(jī) 定時 /計數(shù)器和串行接口 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 2 01:02 (1) 了解定時 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和工作原理。 (2) 熟悉定時 /計數(shù)器的控制寄存器。 (3) 掌握定時 /計數(shù)器的應(yīng)用編程。 (4) 了解串行通信接口的結(jié)構(gòu)和工作原理。 (5) 熟悉串行通信接口的控制寄存器。 (6) 掌握串行通信的應(yīng)用編程。 本章教學(xué)要求 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 3 01:02 本 章 目 錄 定時 /計數(shù)器 定時 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理 定時 /計數(shù)器的工作方式 定時 /計數(shù)器對輸入信號的要求 定時 /計數(shù)器的應(yīng)用 串行通信接口 串行通信基礎(chǔ)知識 MCS51串行通信接口 串行通信接口的應(yīng)用 習(xí)題與思考題 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 4 01:02 定時 /計數(shù)器 MCS51單片機(jī)內(nèi)有 2個 16位可編程的定時 /計數(shù)器 ， 即定時器 0（ T0） 和定時器 1（ T1） 。 兩個定時 /計數(shù)器都有定時或事件計數(shù)的功能 ，可用于定時控制 、 延時 、 對外部事件計數(shù)和檢測等應(yīng)用 。 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 5 01:02 定時 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理 T0和 T1受特殊功 能 寄 存 器TMOD和 TCON控制 。 可由軟件設(shè)置為定時或計數(shù)工作方式 。 1．定時 /計數(shù)器 T0、 T1結(jié)構(gòu) T0、 T1結(jié)構(gòu) 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 6 01:02 2．加 1計數(shù)器 T0、 T1都是 16位加 1計數(shù)器， TH0、TL0構(gòu)成定時 /計數(shù)器 T0加 1計數(shù)器的高8位和低 8位。 加 1計數(shù)器的初值可以通過程序進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定不同的初值，就可以獲得不同的計數(shù)值或定時時間。 定時 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理 加 1計數(shù)器 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 7 01:02 3．定時控制寄存器（ TCON） TF0、 TF1：計數(shù)溢出標(biāo)志位。 TF0=1或 TF1=1是計數(shù)溢出； TF0=0或 TF1=0是計數(shù)未滿。 TR0、 TR1：啟 /?？刂莆弧? TR0=1或 TR1=1，使 T0或 T1啟動計數(shù)； TR0=0或 TR1=0，使 T0或 T1停止計數(shù)。 定時 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理 TCON 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 8 01:02 4．工作方式控制寄存器（ TMOD） GATE：門控信號。當(dāng) GATE=0時， TRx=1即可啟動定時器工作； 當(dāng) GATE=1時，要求同時有 TRx=1和 INTx=1才可啟動定時器工作（ x是 2）。 C/T：定時 /計數(shù)器選擇位。 C/T =1，為計數(shù)器工作方式； C/T =0，為定時器工作方式。 定時 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理 M M0： 定時 /計數(shù)器工作模式選擇位 M1M0=00 工作方式 0（ 13位方式） M1M0=01 工作方式 1（ 16位方式） M1M0=10 工作方式 2(8位自動再裝入方式 ) M1M0=11 工作方式 3（ T0為 2個 8位方式） TMOD 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 9 01:02 5． T0、 T1定時功能和計數(shù)功能的選擇 通過選擇控制 C/T實現(xiàn)定時器或計數(shù)器的功能選擇。 當(dāng) C/T=0時，選擇定時器功能； 當(dāng) C/T=1時，選擇計數(shù)器功能。 定時 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理 定時 /計數(shù)功能選擇 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 10 01:02 對單片機(jī)內(nèi)部機(jī)器周期產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計數(shù) ， 計數(shù)器每個機(jī)器周期自動加 1。 如果單片機(jī)的晶振頻率為12MHz， 則計數(shù)頻率為 1MHz， 或者說計數(shù)器每加 1， 可實現(xiàn) 1μs的計時 。 定時 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理 定時器功能（ C/T =0）： 定時器功能 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 11 01:02 對外部事件產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計數(shù) 。 對于 MCS51單片機(jī)來說 ， T0和 T1計數(shù)器的計數(shù)脈沖信號輸入端 ， 當(dāng)該引腳輸入脈沖發(fā)生負(fù)跳變時 ，加 1計數(shù)器自動加 1。 定時 /計數(shù)器的結(jié)構(gòu)與原理 計數(shù)器功能（ C/T =1）： 計數(shù)器功能 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 12 01:02 定時 /計數(shù)器的工作方式 定時 /計數(shù)器 T0、 T1可以有四種不同的工作方式： 方式 0、方式 方式 2 和 方式 3 4種工作方式由 TMOD中的 M M0兩位決定，見表 73所示。 四種工作方式 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 13 01:02 當(dāng) TMOD中 M1M0=00時 ， 選定方式 0 (13位狀態(tài) )進(jìn)行工作 。 C/T=1時 ， 圖中電子開關(guān) S1切至下端 ， 13位定時 /計數(shù)器處于 計數(shù)器狀態(tài) ， 加法計數(shù)器對 T0引腳上的外部輸入脈沖計數(shù) 。 計數(shù)值： N=8192x。 x是由 TH0、 TL0設(shè)定的初值 。x=8191時為最小計數(shù)值 l， x=0時為最大計數(shù)值 8192， 即計數(shù)范圍為 1~8192（ 213） 。 定時 /計數(shù)器的工作方式 1．方式 0 方式 0， 13位計數(shù) 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 14 01:02 C/T=0時 ， 圖中電子開關(guān) S1切至上端 ， 加法計數(shù)器對機(jī)器周期計數(shù) ， 13位定時 /計數(shù)器處于 定時器狀態(tài) 。 定時時間： Td=(8192x) Tcy。 如果晶振頻率 fosc=12MHz， 即機(jī)器周期為 1μs， 則定時范圍為 1μs~8192μs。 定時 /計數(shù)器的工作方式 方式 0， 13位定時 1．方式 0 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 15 01:02 無論是計數(shù)器狀態(tài)還是計時器狀態(tài) ， 隨著加法計數(shù)的增大 ， TL0的低 5位溢出后自動向 TH0進(jìn)位 ， TH0溢出后 ， 將溢出標(biāo)志位 TF0置位 ， 并向 CPU發(fā)出中斷請求 。 定時 /計數(shù)器的工作方式 方式 0計數(shù)溢出置位 TF0 1．方式 0 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 16 01:02 定時 /計數(shù)器的工作方式 啟動方式 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 17 01:02 當(dāng) TMOD中 M1M0=01時，選定方式 1 (16位狀態(tài) )進(jìn)行工作。 定時 /計數(shù)器的工作方式 方式 1， 16位定時 /計數(shù) 2．方式 1 當(dāng)作為 計數(shù)器 使用時， 計數(shù)范圍 是 1~65536（ 216）； 當(dāng)作為 定時器 使用時，定時器的 定時時間 為： Td=(216Count) Tcy。如果晶振頻率 fosc=12MHz，則定時范圍為： 1~65536μs。 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 18 01:02 方式 0和方式 1具有共同的特點 ， 即當(dāng)加法計數(shù)器發(fā)生溢出后 ， 自動處于 0狀態(tài) ， 如果要實現(xiàn)循環(huán)計數(shù)或周期定時 ，就需要程序不斷反復(fù)給計數(shù)器賦初值 ， 這就影響了計數(shù)或定時精度 ， 并給程序設(shè)計增添了麻煩 。 而方式 2具有初值自動重新加載功能 ， 其邏輯結(jié)構(gòu)如圖 75所示 。 定時 /計數(shù)器的工作方式 方式 2，自動重載 初值 3．方式 2 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 19 01:02 當(dāng) M1M0=10時 ， 定時 /計數(shù)器 選定方式 2進(jìn)行工作 。 該方式下 ， 16位計數(shù)器被分為兩個 8位寄存器 TL0和TH0， 其中 TL0作為計數(shù)器 ， TH0作為計數(shù)器 TL0的初值預(yù)置寄存器 ， 并始終保持為初值常數(shù) 。 當(dāng) TL0計數(shù)溢出時 ，系統(tǒng)將 TF0置位 ， 并向 CPU申請中斷 ， 同時將 TH0的內(nèi)容重新裝入 TL0， 繼續(xù)計數(shù) 。 定時 /計數(shù)器的工作方式 方式 2，自動重載 初值 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 20 01:02 4．方式 3 定時 /計數(shù)器的工作方式 方式 3 ? 在前述方式 0、 2 三種工作方式中 ， T0和 T1兩個定時 /計數(shù)器具有相同的功能 。 ? 在方式 3下 ， T0和 T1的功能完全不同 。 ? 當(dāng) M1M0=11時： ? T0定時 /計數(shù)器處于方式 3工作模式 。 ? T1定時 /計數(shù)器只能工作在方式 0、 2下 。 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 21 01:02 4．方式 3 定時 /計數(shù)器的工作方式 方式 3時 T0的 結(jié)構(gòu) 1) T0的方式 3工作模式 ? 在方式 3下 ， T0被拆成兩個獨立的 8位計數(shù)器 TL0和 TH0。 ? TL0既可以計數(shù)使用 ， 又可以定時使用 ， 構(gòu)成了 1個 8位的定時 /計數(shù)器 （ TL0） 。 T0的控制位和引腳信號全歸 TL0使用 ， 其功能和操作與方式 0或方式 1完全相同 ， 而且工作邏輯結(jié)構(gòu)也極其類似 。 ? TH0只能作為 1個 8位定時器使用 （ 不能用做外部計數(shù)方式 ） 。而且由于 T0的控制位已被 TL0獨占 ， 因此只好借用定時 /計數(shù)器T1的控制位 TR1和 TF1， 以計數(shù)溢出去置位 TF1， 還占用 T1的中斷源 。 而定時的啟動和停止則受 TR1的狀態(tài)控制 。 ? 由于 TL0既能做定時器使用 ， 也能做計數(shù)器使用 ， 而 TH0只能做定時器使用 ， 因此在工作方式 3下 ， 定時 /計數(shù)器 T0可以構(gòu)成兩個獨立的定時器或 1個定時器 、 1個計數(shù)器 。 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 22 01:02 1) T0的方式 3工作模式 T0為方式 3工作模式時可以構(gòu)成兩個獨立的定時器或 1個定時器、 1個計數(shù)器。 定時 /計數(shù)器的工作方式 方式 3時 T0的結(jié)構(gòu) 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 23 01:02 2) T0在方式 3時 T1的工作模式 定時 /計數(shù)器的工作方式 方式 3時 T1的工作模式 如果定時 /計數(shù)器 T0已工作在方式 3下 ， 則定時 /計數(shù)器T1只能工作在方式 0、 方式 1或方式 2下 。 此時由于 T1的運行控制位 TR1及計數(shù)溢出標(biāo)志位 TF1已被定時 /計數(shù)器 T0借用而沒有計數(shù)溢出標(biāo)志位可供使用 ， 因此只能把計數(shù)溢出直接送給串行口 ， 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 。 當(dāng)作為波特率發(fā)生器使用時 ， 只需要設(shè)置好工作方式 ，便可自動運行 。 如要停止工作 ， 只需送入一個把 T1設(shè)置為方式 3的方式控制字就可以了 。 因為定時 /計數(shù)器 T1不能在方式 3下使用 ， 如果硬把它設(shè)置為方式 3， 則停止工作 。 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 24 01:02 2) T0在方式 3時 T1的工作模式 定時 /計數(shù)器的工作方式 方式 3時 T1的工作模式 如果定時 /計數(shù)器 T0已工作在方式 3下 ， 則定時 /計數(shù)器T1只能工作在方式 0、 方式 1或方式 2下 。 單片機(jī)原理與接口技術(shù) (第 2版 ).李曉林 .電子工業(yè)出版社 返回目錄 25 01:02 定時 /計數(shù)器對輸入信號的要求 ?定時 /計數(shù)器的作用是用來精確地確定某一段時間間隔 (作為定時器用 )或累計外部輸入的脈沖個數(shù) (作為計數(shù)器用 )。 當(dāng)用作定時器時 ， 在其輸入端輸入周期固定的脈沖 ， 根據(jù)定時 /計數(shù)器中累計的脈沖個數(shù) ，