片微机原理第四章411定时、中断、串行

第四章定时、中断、串行口系统及应用,第一节定时/计数系统及应用,主讲人：吴雪,本章要点,要点：1、定时器的结构、工作方式、初始化、编程应用2、中断系统的结构、中断的概念、中断的标志、中断优先级、中断响应、中断程序设计3、串行口的结构、串行通信的特点、串行通信的工作方式、波特率的设定难点：1、定时器的工作方式的设定和初始化2、中断响应及中断系统程序设计3、串行口的波特率的设定,4.1.18051单片微机定时/计数器结构,8051单片微机内部有两个16位可编程的定时计数器(T0和T1),可用作定时器定时，也可作为计数器记录外部脉冲个数。用指令可以设定其工作方式、定时时间、启动、停止等。T0由TH0和TL0两个8位寄存器组成；T1由TH1和TL1两个8位寄存器组成。T0和T1的工作方式通过8位寄存器TMOD设定；T0和T1的启、停由8位寄存器TCON控制。,一、定时/计数器工作原理,两种功能：定时计数记录外脉冲的个数,1、定时原理定时器工作前先装入初值，利用送数指令将初值装入TH0和TL0或TH1和TL1，高位数装入TH0和TH1，低位数装入TL0和TL1。当发出启动命令后，装初值寄存器开始计数，连续加1，每一个机器周期加1一次，加到满值(各位全1)。若再加l则溢出，同时将初值寄存器清零。如果继续计数定时，则需要重新赋初值。,一、定时/计数器工作原理,分析与定时有关的因数：1、与频率有关:12MHZ一个机器周期1微秒，6MHZ为2微秒。2、与初值有关：3、与定时器的大小有关,2、计数原理：下降沿计数检测一个1至0的跳变需要二个机器周期，所以最高计数频率为振荡频率的1/24。,二、方式寄存器TMOD（89H）,TMOD各位的功能如下：1GATE门控位。GATE0，用启动命令启动GATEl，门脉冲控制。可实现由外部控制定时器的启停2定时计数方式选择位C/TC/T0，T0或T1为定时方式C/T1，T0或T1为计数方式,控制T1,控制T0,D7D6D5D4D3D2D1D0,TMOD用来设定定时器工作方式，其格式如下：,M1、M0两位可组合成4种状态，控制定时器的4种工作方式。每种方式的功能如表41所列,3方式选择位M1、M0,三、控制及标志寄存器TCON,外部中断0触发方式外部中断0中断标志位外部中断1触发方式选择外部中断1中断标志位定时器T0启、停控制位定时器T0溢出标志位定时器T1启、停控制位定时器T1溢出标志位,TCON是一个八位寄存器。它控制定时器的启、停、溢出、中断等。有些位是控制设置，有些是标志位，各位都有对应地址，故可位寻址。TCON格式如下：,8FH8EH8DH8CH8BH8AH89H88H位地址,TCON中各位均是“1”有效。利用程序把TR1或TR0置“l”则启动定时器，否则定时器处于关闭状态。当T1或T0溢出时，由硬件把TF1或TF0置“1”，作为溢出标志，TF1和TF0则还可作为中断申请标志。中断位IE1、IT0、IT1、IT0在介绍中断时详细说明。,4.1.2定时器初始化,初始化：使用定时器时，必须先利用指令对其进行正确设置，这种设置过程称为初始化。一、定时器初始化的主要内容1选择工作方式2给定时器赋初值3根据需要设置中断控制字4启动定时器,1选择工作方式选择工作方式，通过对方式寄存器TMOD进行设置。例如，欲设置T0为定时方式1，TMOD状态应置为：00000001其状态字为01H。MOVTMOD，#0lH，把TMOD设置成T0方式l状态。若设置T1为计数方式l，只需C/T=1，M0l，则用指令MOVTMOD，#50H可达此目的。注意：TMOD不能位寻址,例T0初值3CB0H，T1初值00FFH。利用指令：MOVTH0,#3CH；送T0初值MOVTL0,#0B0HMOVTH1,#00H；送T1初值MOVTL1,#0FFH,2给定时器赋初值,3根据需要设置中断控制字对中断允许寄存器IE和优先级寄存器IP设置，详细在中断中介绍,赋初值即把初始常数装入TH0、TL0或TH1、TL1,4启动定时器,例SETBTR0；启动T0SETBTR1；启动T1设定时器T1为方式l，初值3CB0H，若未用中断，初始化程序如下：MOVTMOD，#10HMOVTH1，#3CHMOVTL1，#0B0HSETBTR1,二、定时器初值设定方法,定时时间和定时器工作方式、初值及时钟周期均有关系，欲设定准确时间，必须会计算定时值。即使同样的时间，工作方式不同，初值则不同；时钟频率不同即使工作方式相同，初值也不同。一般设定初值分几步考虑。,1根据定时长短，选择工作方式因为工作方式不同，溢出一次计数最大值不同。设用M表示最大计数值，则各种方式计数最大值如下：方式0M2138192方式lM=21665536方式2M28256方式3M28256,原则上：定时时间长选用16位或13位计数器，即方式0或方式1。若时间短选8位，即方式2和方式3，如果需要自动装入初值，只能选择方式2。,2定时初值计算,设初值为x，最大计数值为M。初值X与机器周期Tm、定时时间T的关系如下：(M-X)TmTTm=12个时钟周期12/foscXM-T/Tm,因为Tm12/fosc当fosc6MHz时，Tm=2sfosc12MHz时，Tm1s,例如：设采用定时器T1，方式l，定时50ms，计算定时初值。已知晶振频率fosc12MHz解：fosc12MHzTm1s定时方式1时M21665536XM-T/Tm65536-50000/1155363CB0H把定时器T1装入初值3CB0H，定时器计满溢出一次的时间就是50MS，若需要继续定时，应再装入初值。溢出信号使TCON寄存器中的溢出标志位TF1置“1”，称硬件置位。,4.1.3定时计数器应用程序设计,一、定时程序设计例编写用定时器延时1分钟的子程序。设fosc=12MHz。程序如下：DELAY：MOVR0，#20；送延时1s常数MOVR1，#60；送延时1min常数MOVTMOD，#0lH；T0为方式1，送方式字MOVTH0，#3CH；送初值高字节MOVTL0，#0B0H；送初值低字节SETBTR0；启动T0,LP：JBCTF0LP1；判断溢出标志TF0l转LP1SJMPLP；继续查询50msLP1：MOVTH0,#3CHMOVTL0,#0B0HDJNZR0，LP；R00继续查询MOVR0，#20；R00重装循环常数DJNZR1，LP；R10继续循环定时MOVR1，#60RET；R1=0，1min到返回无论定时多长，编程方法类似，只是改变定时初值和循环常数而已。,二、计数程序设计,定时/计数器作为计数器方式，记录外部输入脉冲个数，外部脉冲每下跳变一次计数器加1。例编写每记录100个脉冲，将P1.0取反一次的程序。初值X28-1001569CH最大值脉冲个数程序MOVTMOD，#60H；T1方式2、计数方式MOVTH1，#9CH；保存备用初值MOVTL1，#9CH；赋初值SETBTR1；启动T1,LP：JBCTF1，LP1；查询T1溢出标志AJMPLP；TF11转LP继续查询LP1：CPLP1.0；TF1l时P10取反AJMPLP；转LP自动循环计数。自动装初值的优点：免去用指令重装初值，当溢出后，由硬件自动把TH1中备用初值装入TL1中。这样提高了计数(或定时)精度。,三、脉冲宽度测量程序设计,测试过程如下:图4-2门控波形图所示：脉冲宽度T=计数值机器周期例测试INT0(P3.2)引脚上输入的外脉冲宽度。已知晶振频率fosc=12MHz。选择T0方式1，门控方式(GATE1)，计数器从00H开始工作比较方便，计数器中的最后值则是总计数脉冲值。脉宽计算：从R0、R1中读出计数结果(即脉冲数)，该值乘以机器周期则为脉冲宽度T。,程序MOVTMOD，#09H；设置T0方式l，门控方式MOVTH0，#00H；初值为0MOVTL0,#00HSET