单片机程序设计方法

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1、第十六课单片机程序设计方法程序设计是单片机开发最重要的工作程序设计就是利用单片机的指令系统根据应用系统即目标产品的要求编写单片机的应用程序其实我们前面已经开始这样做过了这一课我们不是讲如何来设计具体的程序而是教您设计单片机程序的基本方法不过在讲解之前还是有必要先了解一下单片机的程序设计语言一程序设计语言这里的语言与我们通常理解的语言是有区别的它指的是为开发单片机而设计的程序语言如果您没有学过程序设计可能不太明白我给大家简单解释一下您知道微软的VBVC吗VBVC就是为某些工程应用而设计的计算机程序语言通俗地讲它是一种设计工具只不过这种工具是用来设计计算机程序的要想设计单片机的程序当然也要有这样一

2、种工具说设计语言更确切些单片机的设计语言基本上有三类1 完全面向机器的机器语言机器语言就是能被单片机直接识别和执行的语言计算机能识别什么以前我们讲过-是数字0或1所以机器语言就是用一连串的0或1来表示的数字比如MOVA40H用机器语言来表示就是111001010100000很显然用机器语言来编写单片机的程序不太方便也不好记忆我们必须想办法用更好的语言来编写单片机的程序于是就有了专门为单片机开发而设计的语2 汇编语言汇编语言也叫符号化语言它使用助记符来代替二进制的0和1比如刚才的MOVA40H就是汇编语言指令显然用汇编语言写成的程序比机器语言好学也好记所以单片机的指令普遍采用汇编指令来编写用汇编

3、语言写成的程序我们就叫它源程序或源代码可是计算机不能识别和执行用汇编语言写成的程序啊怎么办当然有办法我们可以通过翻译把源代码译成机器语言这个过程就叫做汇编汇编工作现在都是由计算机借助汇编程序自动完成的不过在很早以前它是靠手工来做的道听途说我也没经历过呵呵值得注意的是汇编语言也是面向机器的它仍是一种低级语言每一类计算机都有它自己的汇编语言比如51系列有它的汇编语言PIC系列也有它的汇编语言微机也有它自己的汇编语言它们的指令系统是各不相同的也就是说不同的单片机有不同的指令系统它们之间是不通用的这就是为什么世界上有很多单片机类型的缘故了为了解决这个问题人们想了很多的办法设计了许多的高级计算机语言而现

4、在最适合单片机编程的要数C语3 C语言高级单片机语言C语言是一种通用的计算机程序设计语言它既可以用来编写通用计算机的系统程序也可以用来编写一般的应用程序由于它具有直接操作计算机硬件的功能所以非常适合用来编写单片机的程序与其他的计算机高级程序设计语言相比它具有以下的特点1 语言规模小使用简单在现有的计算机设计程序中C语言的规模是最小的ANSIC标准的C语言一共只有32个关键字9种控制语句然而它的书写形式却比较灵活表达方式简洁使用简单的方法就可以构造出相当复杂的数据类型和程序结构2 可以直接操作计算机硬件C语言能够直接访问单片机的物理空间地址KEILC51软件中的C51编译器更具有直接操作51单片

5、机内部存储器和I/O口的能力亦可直接访问片内或片外存储器还可以进行各种位操作3 表达能力强表达方式灵活C语言有丰富的数据结构类型可以采用整型实型字符型数组类型指针类型结构类型联合类型枚举类型等多种数据类型来实现各种复杂数据结构的运算利用C语言提供的多种运算符我们可以组成各种表达式还可以采用多种方法来获得表达式的值从而使程序设计具有更大的灵活性554 可进行结构化设计结构化程序是单片机程序设计的组成部分C语言中的函数相当于汇编语言中的子程序KEILC51的编译器提供了一个函数库其中包含有许多标准函数如各种数学函数标准输入输出函数等此外还可以根据用户需要编制满足某种特殊需要的自定义函数C语言程序就

6、是由许多个函数组成的一个函数即相当于一个程序模块所以C语言可以很容易地进行结构化程序设计5 可移植性前面我们讲过由于单片机的结构不同所以不同类型的单片机就要用不同的汇编语言来编写程序而C语言则不同它是通过汇编来得到可执行代码的所以不同的机器上有80%的代码是公用的下册中专门来讲解C语言的应用及其编程原理不过作为单片机初学者想要学会C语言也并不是一件容易的事因此对于大多数人来说汇编语言仍是编写单片机程序的主要语言我们上册的教程将全部以汇编语言来编写单片机的程序了解了单片机编程的设计语言下面我们来看单片机编程的基本过程和步骤单片机程序设计的步骤单片机的程序设计通常包括根据任务绘制程序流程图编写程序

7、及汇编等几个步骤1绘制流程图所谓流程图就是用各种符号图形箭头把程序的流向及过程用图形表示出来绘制流程图是单片机程序编写前最重要的工作通常我们的程序就是根据流程图的指向采用适当的指令来编写的下面的图形和箭头就是我们绘制流程图用的工具图中左边所示绘制流程图时首先画出简单的功能流程图粗框图再对功能流程图进行扩充和具体化即对存储器标志位等单元做具体的分配和说明把功能图上的每一个粗框图转化为具体的存储器或地址单元从而绘制出详细的程序流程图即细框图下面举个例子给大家演示一下请看下面的程序主程序LOOP:SETBP1.0LCALLDELAYCLRP1.0LCALLDELAYLJMPLOOP子程序DELAYM

8、OVR7#250D1MOVR6#25056D2DJNZR6D2DJNZR7D1RETEND还记得吗这是我们第四课中做过的LED灯闪烁的实验以前我们曾对程序进行过分析现在让我们用流程图来把这段程序的主程序部分画出来看上图的右边部分这就是程序的流程图在单片机的编程过程中绘制流程图能看清楚程序执行的步骤以及程序的流向事实上程序的编写就是根据流程图的功能完成的下面我们来把第十五课中的那个程序也用流程图画出来程序如下ORG0000HLJMPSTARTORG30HSTARTMOVSP#5FHMOVP1#0FFHMOVP3#0FFHL1JNBP3.5L2P3.5上接有一只按键它按下时P3.5=0JNBP3.

9、6L3P3.6上接有一只按键它按下时P3.6=0LJMPL1L2CLRP1.0亮LED1LJMPL1L3SETBP1.0暗LED1LJMPL1END先不看图自己画一下看是不是同我画的一样在实际的程序设计中根据框图采用适当的指令编写出实现流程图的源程序就是我们编写程序的最后工作2编写程序和汇编程序编写完之后我们要把它汇编成机器语言这种机器语言就是十六进制文件后缀名为*.HEX文件以前还要把它转换成二进制文件后缀名为*.BIN文件不过现在的编程器都能直接读入十六进制文件就不需要转换了最后用编程器把程序写入单片机这些以前都讲过了这里就不重复了下面来讲本课的主题程序设计的方法三单片机程序设计的方法要想

10、搞清楚程序设计的方法我们首先要知道单片机到底有哪几类程序单片机的程序分为结构57在单片机的程序中既有复杂的程序也有简单的程序但不论哪种程序它们都是由一个个基本的程序结构组成的这些基本结构有顺序结构分支结构和循环结构1 顺序结构程序的设计顺序结构的程序一般用来处理比较简单的算术或逻辑问题它的执行过程是按照程序存储器PC自动加1的顺序执行的主要用数据传递类指令和数据运算类指令来实现比如我们前面第六课中的I/O口输入实验就是典型的顺序结构的程序试试看把这个程序的流程图写出来下面再看一个例子将内部RAM中20H单元和30H单元的无符号数相加存入R0高位和R1低位中先画出流程图根据流程图编写源代码如下M

11、OVA20HADDA30HMOVR0ACLRAADDCA#00HMOVR0AMOVA30HADDAR1MOVR1ACLRAADDCAR0MOVR0A这就是顺序结构程序程序的原理就不分析了我们接着讲分支结构的程序设计这里说明一点最近有朋友提出这一课的有些程序看不懂的确如此这一课的有几个程序实例58我们从来没有学过之所以放在这里原本是为了让大家理解程序设计的方法举几个示例证明一下没想到反而增加了大家的难度其实这些示例你不需要刻意的去理解它只要明白它的设计方法就可以了因为这一课的主要内容是程序设计的方法而不是程序执行的原理和结果如果以后有更好的示例我会修改一下2 分支结构程序的设计所谓分支结构就是利

12、用条件转移指令使程序执行某一指令后根据所给的条件是否满足来改变程序执行的顺序也就是本条指令执行完后并不是象顺序结构那样执行下一条指令而是看本条指令所给的条件是否满足如果满足条件就跳转到其他的指令如果不满足就顺序执行当然也可以是满足条件顺序执行而不满足条件跳转执行看十五课实验程序中的下面两条这就是分支结构的程序如果P3.5为0就转移反之就顺序执行当然也可以改成P3.5=0顺序执行而P3.5=1则转移不过此时的程序就要用JB指令了在51系列单片机中可以直接用于分支程序的指令有JBJNBJCJNCJZJNZCJNEJBC等这几条它们可以完成诸如正负判断大小判断和溢出判断等等在分支结构的指令设计中大家

13、必须注意执行一条判断指令只可以形成两路分支如果要形成多路分支就必须进行多次判断也就是多条指令连续判断下面给大家举两个例子A单分支结构的程序实例假设有两个数在内部RAM单元的40H和41H中现在要求找出其中较大的一个数并将较大的数存入40H中而将较小的一个数存入41H中根据程序的要求我们先画出程序的流程图左图再根据流程图写出程序的源代码如下MOVA40HCLRCSUBBA41HJNCWAITMOVA41HXCHA41H59MOV40HAWAITSJMPWAITEND程序的原理请大家自行分析一下接下来再举一个多分支结构的实例看下面的程序MOVA20H取数JZZEROA=0转移A=1顺序执行JBAC

14、C7STOREA为负数转移ADDA#3A为正数则加3SJMPSTOREZEROMOVA#20STOREMOV21HA自己画一下本例的流程图再和上面的右图比较一下看是不是一样这里有一条指令给大家解释一下JBACC.3STOREACC.3表示累加器A中的D3位这条指令的意思就是看一下累加器中的D3位是正还是负D3是什么呢在这里就是020H的二进制10000000上一课刚讲过不要说又忘了接下来再讲第三种循环结构的程序设计3 循环结构程序的设计循环程序是最常用的程序结构形式在单片机的程序设计中有时要碰到一段程序需要重复执行多次的情况此时就要用到循环结构程序比如第四课中的实验-LED灯闪烁程序的子程序D

15、ELAYMOVR7#2501D1MOVR6#2502D2DJNZR6D23DJNZR7D14RET5END在这段程序中为了延时需要多次执行DJNZ指令此时若用循环结构程序就可以大大地简化程序初始化部分主要用来设置循环的初始值包括预值数计数器和数据指针的初值比如上例中的#250就是预值数初值B循环处理部分循环处理部分是程序的主体部分也称为程序体通过它可以完成程序处理的任务C循环控制部分循环控制部分可以控制程序循环的次数并修改预值数或计数器和指针的值检查该循环是否执行了足够的次数如果到了足够的次数就采用条件转移指令或判断指令来控制循环的结束比如上例中的34指令就是当R6或R7中的值为0时就转移C循

16、环结束部分循环结束后必须返回一般用RET或RETI指令这里注意以上四个部分中第一和第四部分只能执行一次而第二和第三部分可以执行多次典型的循环结构程序的流程图可画成如下左图所示也可以将处理部分和控制部分位置对调如右图在循环程序设计中循环控制部分是程序设计的关键环节常用的循环控制方式有计数器控制和条件控制两种计数器控制就是把要循环的次数即预值数放入计数器中程序每循环一次计数器的值就减1一直到计数器的内容为零时循环结束一般用DJNZ指令而条件控制方式常预先不知道要循环的次数只知道循环的有关条件此时就可以根据给定的条件标志位来判断程序是否继续一般参照分支结构方法中的条件来判别指令并执行下面举几个例子来

17、分别解释一下希望大家能以此类程序一用计数器控制的单重循环程序源程序如下CLRAMOVR220HMOVR122HLOOPADDAR1INCR1DJNZR2LOOPMOV21HA这段程序的作用是从22H单元开始存放一个数据块其长度存放在20H单元中将数据块求和要求将和存放入21H单元中和不超过255下面再举一个条件控制的循环程序程序二用条件控制的单重循环程序设字符串存放在内部RAM的21H开始的单元中以结束作标志要求计算出该字符串的长度并将其存放在20H单元中源程序如下CLRAMOVR0#21H将地址指针指向21H单元LOOPCJNZR0#24HNEXT与比较SJMPCOMP找到结束NEXTINC

18、A不为0计数器加1INCR0修改地址指针SJMPLOOPCOMPMOV20HA存放结果个例子试试看自己把上面两段程序的流程图画出来下面再看DELAYMOVR7#250D1MOVR6#250D2DJNZR6D2DJNZR7D1RETEND61这是一段约125mS的延时程序现在我们来把它改成下面表格中的程序右边的程序DELAYMOVR7#250DELAYMOVR7#250D1MOVR6#250D1MOVR6#250D2DJNZR6D2D2MOVR5#250DJNZR7D1D3DJNZR5D3RETDJNZR6D2ENDDJNZR7D1RETEND从这里可以引出一个概念程序的嵌套什么是嵌套比如早上我

19、骑自行车从家里到单位去上班当走到半路上时太太叫我去孩子学校拿点东西到了学校老师又叫我把学校的一台电脑修一下修好电脑一个朋友又打电话叫我去他那里拿了一本单片机与嵌入式系统杂志完了之后再去上班这就是生活中的嵌套在单片机的程序设计中也有类似的现象有时为了达到某个目的往往要在一段循环程序中再加入另一段循环程序这就是单片机的程序嵌套通常我们把一个循环体中不再包含循环的叫做单重嵌套如果一个循环体中还包括有循环则叫做多重嵌套上面的表格中左边的程序就是单重嵌套而右边的程序则是多重嵌套另外须注意在多重嵌套中不允许各个循环体互相交叉也不允许从外循环跳入内循环否则编译时会出错了解了结构化程序的设计下面再来看子程序的

20、设计方法2 子程序的设计方法什么是子程序如何设计子程序要解释这个问题让我们先同样从生活中的一个例子说起请看下面的数学题目28*33+65+47*33+65+875*33+65在这道题中我们一般是怎么算的也许大家都知道一般总是先把33+65=98代出来然后再用28+47+875*98来计算最后的结果为什么会这样这是因为在这道题中我们多次用到了33+65这个中间结果在单片机的程序设计中有时也有这样的情况比如下面的程序主程序LOOP:SETBP1.0LCALLDELAYCLRP1.0LCALLDELAYLJMPLOOP子程序DELAY:MOVR7,#250D1:MOVR6,#250D2:DJNZR6

21、,D2DJNZR7,D1RETEND这是大家非常熟悉的LED灯延时程序在这段程序中两次调用到了DELAY这段程序为了简化程序的设计我们就把DELAY这段程序单独地列了出来这段列出的程序我们就叫它子程序而调用子程序的程序我们则叫它主程序LOOP的程序段在主程序执行时每当要用到子程序时我们就用LCALL指令来调用子程序子程序执行完之后必须返回主程序返回就用RET指令这我们以前都讲过了这里不再重复另外如果子程序执行的过程中还要再次调用其他的子程序这种现象我们就称它为子程序的嵌套看上面右边的图就是一个两层子程序的嵌套结构图这里有个问题在子程序的执行过程中有时可能要使用到累加器和某些工作寄存器而在调用子

22、程序前这些寄存器中可能已经存放有主程序的中间结果它们在子程序返回后仍要使用这样就需62要在进入子程序之前将要使用的累加器和寄存器中的内容预先转移到安全的地方保存起来这叫现场保护当子程序执行完即将返回主程序之前还要将这些内容先取出来送回到累加器和原来的工作寄存器中这个过程叫恢复现场保护现场和恢复现场通常使用堆栈即在进入子程序之前将需要保护的数据压入堆栈在返回之前再将压入的数据弹出到原来的工作单元中恢复原来的状态看下面的例子LOOPPUSH03H将03H单元中的值压入堆栈保护PUSHACC将累加器中的值压入堆栈保护由于堆栈的操作是后进先出先进后出所以编写指令时必须把后压入堆栈的数据先弹出来才能保证

23、恢复到原来的状态在实际的程序设计中由于每个应用程序的不同还必须根据具体的情况来考虑是否需要保护哪些数据需要保护等等这就是单片机的堆栈为什么能够变化的原因关于堆栈的操作先讲这些后面的实验中我们还将结合具体的实验来分析接下来再看另一种程序-综合程序的设计方法3 综合程序的设计方法综合程序有查表程序散转程序数据排序程序代码转换程序等等作为初学者要想全面的掌握也确实有一定的难度所以只给大家简单地提一下详细的内容就留到下则的课程中再来解释四本课总结程序设计是单片机开发最重要的工作掌握程序设计的基本步骤和方法对于单片机的软件编写是至关重要的这一课的内容较多对于一时无法搞清的部分大家可以结合以后的实际应用慢

24、慢去理解不要急于求成千万记住一点学习使用单片机绝不是一朝一夕的事如果你不是天才想速成单片机我还是劝你赶紧改行五第16课习题1 什么是单片机的程序设计语言2 单片机的程序设计包括哪几个步骤3 画出单片机的流程图符号并简述它的作用4 单片机的分支结构程序指令有哪几条5 什么是单片机的程序嵌套想想生活中还有哪些现象与单片机的嵌套类似63第十七课单片机的定时/计数器通过前面十几节课的学习我们已经掌握了很多的单片机知识也许您已经可以用它来开发具体的产品了不过在有些工业及民用控制中我们往往需要定时检测某个参数或按一定的时间间隔来进行某项控制比如家里的闹钟定时电动机的Y/控制等等此时您就要用到定时器或计数器

25、因此几乎所有的单片机系统内部都有几个定时/计数器89C51有两个16位的定时/计数器而89C52则有31 定时/计数的概念从选票的统计谈起画正这就是计数生活中计数的例子处处可见例线缆行业在电线生产出来之后要计米也就是测量长度怎么测量呢用尺量不现实太长不说要一边做一边量怎么办呢行业中有很巧妙的方法用一个周长是1米的轮子将电缆绕在上面一周由线带动轮子转这样轮子转一周不就是线长1米嘛所以只要记下轮子转了多少圈就可以知道走过的线有多少米了2 计数器的容量从生活中的一个例子看起一个水盆在水龙头下水龙没关紧水一滴一滴地滴入盆中水滴不断落下盆的容量是有限的过一段时间之后水就会逐渐变满换句话说计数是有容量的那

26、么单片机中的计数器有多大的容量呢89C51的两个计数器分别称之为T0和T1这两个计数器都是由两个8位的RAM单元组成的即每个计数器都是16位的计数器最大的计数容量是216=65536记住是从0-65535因为在计算机中往往把0作为起始点比如P0P1.0T0等等3 定时器的原理单片机中的计数器除了可以作为计数用还可以用作定时器定时器的用途当然很大如闹钟的定时手机的定时开关机等等那么计数器是如何作为定时器来用的呢一个闹钟如果我们将它定时在1个小时后闹响就相当于秒针走了3600次在这里时间就转化成为了秒针走的次数可见计数的次数和时间之间的确有关那么单片机的定时/计数器是怎么回事呢请看下面的图从图中我

27、们可以得出这样的结论只要计数脉冲的间隔相等那么计数值就代表了时间的流逝其实单片机中的定时器和计数器是一个东西只不过计数器记录的是外界发生的事情而定时器则是由单片机提供一个非常稳定的计数源然后把计数源的计数次数转化为定时器的时间图中的C/T开关就是起这个作用的那么提供给定时器的计数源又是从哪里来的呢继续看上面的图原来它就是由64单片机的晶振经过12分频后获得的一个脉冲源我们知道晶振的频率是很准的所以这个计数脉冲的时间间隔当然也很准这里提个问题一个12M的晶振它提供给计数器的脉冲时间间隔是多少呢不知大家是否还记得那就是1us也就是1个微秒4 溢出的原理继续让我们看水滴的例子当盆中的水不断落下最终会

28、有一滴水使得盆中的水变满这时如果再有一滴水落下就会发生什么现象水会溢出来用个单片机的术语叫溢出水溢出是流到地上而计数器溢出后会使得TF0由0变为1至于TF0是什么我们稍后再谈一旦TF0由0变为1就是发生了变化发生了变化就会引发事件就象闹钟的定时时间一到铃声就会响一样那么单片机的溢出会引发什么事件呢我们下节课再具体介绍这里我们来研究另一个问题要有多少个计数脉冲才会使TF0由0变为15 任意定时及计数的方法刚才已经讲过51系列单片机的计数器是16位的也就是最大的计数值范围是0-65535因此计数器计到65536个脉冲就会产生溢出这个不是问题问题是我们在实际应用中经常会有少于65536个计数脉冲的要

29、求如药品生产线上一箱为50瓶一瓶为100粒怎么样才能满足这个要求呢提示如果是一个空的盆要1万滴水滴进去才会满我们在开始滴水之前就预先放入一勺水还需要1万滴嘛单片机计数也是如此如果我要计5000个脉冲就先放进60535个再来5000个不就到了65535了吗定时器同样如此每个脉冲是1微秒则计满65536个脉冲需时65.536毫秒但现在我只要10毫秒就可以了怎么办10个毫秒为10000微秒所以只要在计数器里预先放进55536就可以了这种计数方法我们把它称之为预置数计数法那么单片机的定时/计数器是由什么来控制的呢下面就来讨论这个问题二 定时/计数器的方式控制字从上一节我们已经知道单片机中的定时/计数器

30、可以有两种用途那么我们怎样才能让它们工作于我们所需要的用途呢这就需要通过定时/计数器的方式控制字实际上就是与定时/计数器有关的特殊功能寄存器来设置在单片机中有两个特殊功能寄存器与定时/计数器有关它们是TMOD和TCON顺便说一下TMOD和TCON是名称我们在写程序时既可以直接用这个名称来指定它们也可以直接用它们的地址89H和88H来指定它们其实用名称也就是直接用地址只不过汇编软件帮你翻译一下而已具体使用稍后讲现在先来看特殊功能寄存器TMOD的组成看下表1特殊功能寄存器TMOD89H用于T1用于T0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0从表中可以看出TMOD被分成两部份每部份4位分别用于控

31、制T1和T0至于这里面是什么意思我们稍后介绍先看另一个与定时/计数器有关的特殊功能寄存器TCON2特殊功能寄存器TCON88H用于定时/计数器用于中断TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TCON也被分成两部份高4位用于定时/计数器低4位则用于中断我们暂时不管而TF0我们前面已提到了当计数溢出后TF0将由0变为1原来TF0在这儿那么TR0TR1又是什么呢看前面的图计数脉冲要想进入计数器还真不容易有层层关要通过最起码就是TR0要为1 开关才能合上脉冲才能过来因此TR0我们称之为运行控制位当要使用T0时必须用指令SETB来置位以启动计数/定时器工作用指令CLR可关闭定时/计数器的工作这一

32、切就在您的掌握中了知道了TF0和TR0TF1和TR1的作用也清楚了讲到这里我们还是没有讲清楚单片机定时/计数器是如何来工作的别着急接着往下看三 定时/计数器的四种工作方式65单片机的定时/计数器共有四种工作方式下面我们分别加以介绍1 工作方式0定时/计数器的工作方式0称之为13位定时/计数器方式它由TL0/1的低5位和TH0/1的8位构成13位的计数器此时TL0/1的高3位未用请看各位的功能1M1M0定时/计数器一共有四种工作方式就是用TMOD的M1M0来控制的两位正好是4种组合2C/T前面我们说过定时/计数器既可作定时器用也可作计数器用到底作什么用由我们根据需要自行决定也说是决定权在我们编程

33、者手中如果C/T=0就是用作定时器开关往上打如果C/T=1就用作计数器开关往下打顺便提一下一个定时/计数器同一时刻要么作定时用要么作计数用不能同时使用这一点请大家注意3GATE当我们选择了定时/计数器工作方式后定时/计数脉冲却不一定能到达计数器端中间还有一个开关很显然如果这个开关不合上计数脉冲就没法通过那么开关什么时候合上呢它有两种情况AGATE=0分析一下逻辑GATE非后是1进入或门或门总是输出1和或门的另一个输入端INTO中断0什么是中断先不去管它无关在这种情况下开关的打开合上只取决于TR0只要TR0=1开关就合上计数脉冲得以畅通无阻而如果TR0=0则开关打开计数脉冲无法通过因此定时/计数

34、是否工作在这里只取决于TR0BGATE=1在这种情况下计数脉冲通路上的开关不仅要由TR0来控制而且还要受到INT0引脚的控制只有TR0=1且INT0也是高电平开关才能合上计数脉冲才得以通过那么为什么在这种模式下只用13位呢干吗不用16位这是为了和51的前辈48系列兼容而设的一种工作方式如果你觉得用起来不顺手那就干脆用工作方式1吧2 工作方式1工作方式1是16位的定时/计数器方式将TMOD的M1M0设为01即可其它特性与工作方式0相同这里就不详细介绍了3 工作方式2在介绍这种工作方式之前先让我们思考一个问题前面我们提到过任意计数及任意定时的问题比如我要计5000个数可是16位的计数器要计到655

35、35才溢出怎么办呢我们讨论后得出的办法是采用预置数的办法-先在计数器里放上60535个再来5000个脉冲不就行了吗是的但是计满了之后我们又该怎么办呢要知道计数总是不断重复的流水线上计满后马上又要开始下一次计数下一次的计数还是5000吗当计满并溢出后计数器里面的值又变成了0为什么可以参考前面课程的说明因此下一次将要计满65535后才会溢出这可不符合要求怎么办当然办法很简单就是每次一溢出时执行一段程序这通常是需要的要不然要溢出干吗可以在这段程序中做把预置数60535送入计数器中的工作所以采用工作方式0或1都要在溢出后做一个重置预置数的工作做工作当然就得要时间一般来说这点时间不算什么可是有一些场合我

36、们还是要计较的所以就有了工作方式2-自动再装入预置数的工作方式既然要自动装入预置数那么预置数就得放在一个地方要不然装什么呢那么预置数放在什么地方呢它放在T0或T1的高8位中那么这高8位不就不能参与计数了吗是的在工作方式2中只有低8位参与计数而高8位是不参与计数的用作预置数的存放这样计数范围就小了当然做任何事总是有代价的关键看值不值如果我根本不需要计那么多数那就可以用这种工作方式了看前面的图每当计数溢出就会打开T0或T1的高低8位之间的开关预置数就进入低8位当然这是由硬件自动完成的不需要我们去操心通常工作方式2用于波特率发生器我们将在下册的串行接口中讲解对于这种用途定时器就是为了提供一个时间基准

37、计数溢出后不需做任何的事情要做的仅仅只有一件就是重新装入预置数再开始计数而且中间不能有任何的延迟可见这个任务用这种工作方式来完成是最妙不过了4 工作方式3在这种工作方式下T0被拆成2个独立的定时/计数器来用其中TL0可以构成8位的定时器或计数器工作方式而TH0则只能作为定时器用我们知道定时/计数器使用时需要有控制计满后溢出需要有溢出标记T0被分成两个来用那就要两套控制及溢出标记了从何而来呢TL0还是用原来的T0的标记而TH0则借用T1的标记如此一来T1不是无标记控制可用了吗是的在一般情况下只有在T1以工作方式2运行时才让T0工作于方式3四 定时器/计数器的定时/计数范围那么单片机的这四种工作方

38、式的计数范围是如何确定的呢1 工作方式013位的定时/计数器工作方式因此最多可以计到2的13次方也就是8192次2 工作方式116位的定时/计数器工作方式因此最多可以计到2的16次方也就是65536次3 工作方式2和3工作方式2和工作方式3都是8位的定时/计数器工作方式因此最多可以计到2的8次方也说是256次预置值计算用最大计数量减去需要的计数次数即可例如流水线上一个包装是24盒要求每到24盒就产生一个动作用单片机的工作方式0来控制应当预置多大的值呢对了就是8192-24=8168以上是计数器的原理明白了这个道理定时器也一样前面的课程已经提到过就不再重复请大家参考前面的例子自行分析本来想在这里做个实验可有的问题可能还解释不清楚所以等大家学完了下一课的中断后一块儿来实验吧请继续把下一课的内容看完五 本课总结本课主要讲述了单片机的定时/计数器的原理和工作方式定时/计数器是单片机的重要组成部分如果您在用单片机开发产品时需要用到定时器或计数器那么本课的内容是必须掌握的所以希望大家能认真地看一下这一课的内容后面我们还会结合具体的实验来讲解它们的使用方法六 第17课习题189C51中有几个定时/计数器它们的计数范围是多少2 什么是单片机的溢出溢出后会产生什么现象3 定时/计数器有关的两个SFR是什么它们的地址为什么4 单片机有几种工作方式它们的定时/计数范围是多少67