MCS定时计数器实用教案

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1、第1页/共109页第一页，共110页。 日常日常(rchng)(rchng)中断的例子中断的例子 你正在专心看书，突然(trn)电话铃响，于是你记下正在看的书的页数，去接电话，接完电话后再回来接着看书。第2页/共109页第二页，共110页。第3页/共109页第三页，共110页。中断请求RETI主程序中断服务子程序返主程序中断请求第4页/共109页第四页，共110页。低级中断请求RETI主程序高级中断服务子程序返主程序高级中断请求返低级中断RETI低级中断服务子程序低级中断服务子程序第5页/共109页第五页，共110页。第6页/共109页第六页，共110页。第7页/共109页第七页，共110页。

2、第8页/共109页第八页，共110页。第9页/共109页第九页，共110页。第10页/共109页第十页，共110页。第11页/共109页第十一页，共110页。第12页/共109页第十二页，共110页。第13页/共109页第十三页，共110页。第14页/共109页第十四页，共110页。第15页/共109页第十五页，共110页。第16页/共109页第十六页，共110页。中断中断(zhngdun)(zhngdun)处理处理INTT0: PUSH ACC PUSH DPH PUSH DPL PUSH PSW 中断(zhngdun)源服务 POP PSW POP DPL POP DPH POP ACC

3、RETI保护(boh)现场恢复现场第17页/共109页第十七页，共110页。中断(zhngdun)处理过程示意图中断(zhngdun)源发中断(zhngdun)请求中断响应条件(tiojin) 是否满足？中断是否受阻？ 把PC断点地址压入堆栈 相应中断源的中断入口地址送入PC，转向中断服务程序NYYN 由硬件自动完成第18页/共109页第十八页，共110页。 关中断(zhngdun)保护(boh)现场中断(zhngdun)服务 开中断 关中断恢复现场 开中断中断返回断点地址由堆栈弹入PC保护现场和恢复现场的过程中不允许中断，以免现场遭到破坏。保护和恢复现场之后的开中断是为了允许有更高级中断打断

4、此中断服务程序。 中断服务程序硬件自动完成第19页/共109页第十九页，共110页。第20页/共109页第二十页，共110页。中断(zhngdun)返回 RETI指令功能：把断点地址取出，送回到程序计数器PC中去。另外，它还通知中断系统已完成中断处理(chl)，将清除优先级状态触发器。 特别注意：不能用RET指令代替RETI指令！中断响应中断返回第21页/共109页第二十一页，共110页。中断请求的撤除中断请求的撤除(chch)(chch)串行口中断：CPU响应(xingyng)中断后，没有用硬件清除T1、R1，故这些中断不能自动撤除，而要靠软件来清除相应的标志。第22页/共109页第二十二页

5、，共110页。电平激活的外部中断(zhngdun)源中断(zhngdun)标志的撤除第23页/共109页第二十三页，共110页。；T0计数方式，自动装载；置计数初值；T0开中断；CPU开中断；启动T0工作第24页/共109页第二十四页，共110页。例5-1 统计脉冲触发(chf)方式的的个数，若满100个，则停止统计并将置1。ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP SUM ORG 1000HMAIN:MOV A，00H；主程序开始SETB IT0；设置脉冲触发(chf)方式SETB IE0；设置外部中断0允许SETB EA；总中断允许SJMP $；等待中断第25页/共1

6、09页第二十五页，共110页。SUM:INCACJNEA，#100, QUITCLR EA；总中断(zhngdun)禁止C L RI E 0； 外 部 中 断(zhngdun)0禁止 SETBP1.0；置位QUIT：RETI；中断(zhngdun)返回END第26页/共109页第二十六页，共110页。INT0INT1P1.3P1.2 P1.1 P1.0第27页/共109页第二十七页，共110页。；进入中断后；注意保护现场；依次查询判断；若是干扰信号引起；返主程序前；注意恢复现场；的中断请求,可被滤掉第28页/共109页第二十八页，共110页。第29页/共109页第二十九页，共110页。第30页

7、/共109页第三十页，共110页。40H41H42H43H44H *PCL *PCHSPSPSPSP*SPSP*SPSP*SPSPSP 作业作业 P204: 6 - 30 第31页/共109页第三十一页，共110页。可 编 程 的第32页/共109页第三十二页，共110页。第33页/共109页第三十三页，共110页。第34页/共109页第三十四页，共110页。第35页/共109页第三十五页，共110页。第36页/共109页第三十六页，共110页。第37页/共109页第三十七页，共110页。第38页/共109页第三十八页，共110页。第39页/共109页第三十九页，共110页。当GATE0时，

8、若TR0=1，接通计数控制K，启动T0在原计数值上加1计数，直至溢出。 若TR00，则关断控制开关，停止计数。当GATE1，且TR01时， 或门、与门全部(qunb)打开，外信号电平 通过引脚 直接开启或关断定时器计数。 输入1电平时，允许计数，否则停止计数。0INT第40页/共109页第四十页，共110页。由于定时器/计数器以加1方式(fngsh)计数，当定时器/计数器用于计数工作方式(fngsh)时，假定要求的计数长度为N，则应装入定时器/计数器的初值 X213N。 在方式(fngsh)0下，计数的长度范围为18192。 第41页/共109页第四十一页，共110页。 当工作于定时(dn s

9、h)状态时，由于定时(dn sh)器/计数器是计数内部的机器周期，每个机器周期包括12个振荡周期，若晶振频率为6MHz，则：机器周期Tp12/晶振频率12/(6106)2us若需要的定时(dn sh)时间: Tc，则需要的机器周期数NTc/Tp。则应装入定时(dn sh)器/计数器的初值 X213N。若晶振频率为6MHz，则当X8191时，具有最小的定时(dn sh)时间为2us；当X0时，具有最大的定时(dn sh)时间为16384us。第42页/共109页第四十二页，共110页。例1：设单片机晶振频率fosc6MHz，使用定时器1以方式0产生周期为500us的等宽正方波脉冲，并由输出。以查

10、询方式完成。 （1）计算计数初值 实现正方波脉冲的方法(fngf)：端以250us为周期交替输出高低电平，则：定时时间应为250us。 若晶振为6MHz，则一个机器周期2us。 设待求的计数初值为X，则： （213X）2us250us得：X8067 1111110000011B=1E83H 11111100 00011B TH1FCH， TL103H。第43页/共109页第四十三页，共110页。（2）TMOD寄存器初始化 T1在方式0下， M1M000； 定时(dn sh)功能，应使 0； 实现T1的运行控制，则GATE0。 所以： TMOD00H。（3）由定时(dn sh)器控制寄存器TCO

11、N中的TR1位控制定时(dn sh)的启动和停止，则TR11，启动；TR10，停止。T/C位序号位序号 D7D6D5D4 D3D2D1D0位符号位符号 GATEC/TM1M0GATEC/TM1M000000000第44页/共109页第四十四页，共110页。（4）程序清单：ORG 1000HMOVTMOD，#00H；设置T1工作方式(fngsh)0MOV TH1，#0FCH；设置计数初值MOV TL1，#03HMOV IE，#00H；禁止中断SETB TR1；启动T1运行 SETB P1.7 ；高电平LOOP：JBTF1，LOOP1；查询计数溢出AJMPLOOP第45页/共109页第四十五页，共

12、110页。LOOP1： MOV TH1，#0FCH；重新设置(shzh)计数初值MOV TL1， #03H；CLRTF1 ；计数溢出标志位清零CPLP1.7；输出取反 AJMP LOOP ；重复循环END；程序结束第46页/共109页第四十六页，共110页。第47页/共109页第四十七页，共110页。计数器由TH 8位和TL8位构成。当定时器/计数器用于计数工作方式时，假定要求的计数长度为N，则应装入定时器/计数器的初值X216N。在方式0下，计数的长度范围为165536。当工作于定时状态时，若需要的定时时间为Tc，则需要的机器(j q)周期数NTc/Tp（Tp机器(j q)周期），则应装入定

13、时器/计数器的初值X216N。若晶振频率为6MHz，则当X65535时，具有最小的定时时间为2us； 当N65536时，具有最大的定时时间为131072us131ms。第48页/共109页第四十八页，共110页。例2：设单片机晶振频率fosc6MHz，使用定时器1以方式1产生周期为500us的等宽正方波脉冲，并由输出。以中断(zhngdun)方式完成。（1）计算计数初值设待求的计数初值为X，则： （216X）2us250us得： X65411FF83H， 则： TH1FFH，TL183H。（2）TMOD寄存器初始化第49页/共109页第四十九页，共110页。位序号位序号 D7D6D5D4 D3

14、D2D1D0位符号位符号 GATEC/TM1M0GATEC/TM1M000010000M1M010， C/T 0， GATE0 所以(suy)： TMOD10H第50页/共109页第五十页，共110页。（3）程序清单：ORG 0000HAJMP MAINORG 001BHAJMP TIMER1ORG 1000HMAIN： MOVTMOD，#10H；设置T1工作方式(fngsh)1MOV TH1，#0FFH；设置计数初值MOV TL1， #83H；SETB EA；开中断第51页/共109页第五十一页，共110页。SETB ET1；定时器1允许中断LOOP：SETB TR1；定时开始HERE： S

15、JMP $；等待中断 TIMER1：MOVTH1，#0FFH；T1中断服务程序；重新设置(shzh)计数初值MOV TL1， #83H；CPLP1.0; 输出取反RETIEND；程序结束第52页/共109页第五十二页，共110页。第53页/共109页第五十三页，共110页。例3：有一自动罐装药粒系统，每瓶罐装药粒100片，每满一瓶，累加器A加1操作，若满200瓶，向输出0，然后停止计数。要求(yoqi)用定时器1以工作方式2计数。（1）计算计数初值设待求的计数初值为X，则： （28X）100得：X1569cH， 则：TH19cH，TL19cH。（2）TMOD寄存器初始化第54页/共109页第五

16、十四页，共110页。M1M010， 1， GATE0 因此(ync)：TMOD60H（3）程序清单：ORG 1000HMOV TMOD，#60H；设置T1工作方式MOV TH1，#9cH；设置计数初值MOV TL1， #9cHT/C位序号位序号 D7D6D5D4 D3D2D1D0位符号位符号 GATEC/TM1M0GATEC/TM1M001100000第55页/共109页第五十五页，共110页。MOV A, #00HMOV IE， #00H；禁止中断(zhngdun)SETB TR1；启动计数CHECK：JBC TF1，LOOP；查询计数溢出 AJMP CHECKLOOP： INCACJNE

17、A，#200， CHECK CLRP1.0；清零CLRTR1；停止计数器1的运行END；程序结束第56页/共109页第五十六页，共110页。第57页/共109页第五十七页，共110页。第58页/共109页第五十八页，共110页。 而此时TH0只可用作简单的定时器使用。而且由于T0的控制位已被TL0独占，因此只好借用定时器/计数(j sh)器1的控制位TR1和TF1，即以计数(j sh)溢出去置位TF1，而定时的启动和停止则受TR1的状态控制。 由于TL0既能作定时器使用也能作计数(j sh)器使用，而TH0只能作定时器使用，却不能作计数(j sh)器使用。因此，在工作方式3下，定时器/计数(j

18、 sh)器0可以构成两个定时器或一个定时器和一个计数(j sh)器。 第59页/共109页第五十九页，共110页。 TH1(8位 ) TL1(8或 5位 ) 12分 频OSCC/T 0C/T 1T1(P3.5)串 行 口串 行 口 TH1(8位 ) TL1(8位 ) 12分 频C/T 0C/T 1T1(P3.5)OSC重 装 入工作方式3下的定时器/计数器1如果T0已工作在工作方式3，则T1只能工作在方式0、1或方式2下，因为(yn wi)它的运行控制位TR1及计数溢出标志位TF1已被T0借用，如图6-6所示。第60页/共109页第六十页，共110页。 TH1(8位 ) TL1(8或 5位 )

19、 12分 频OSCC/T 0C/T 1T1(P3.5)串 行 口串 行 口 TH1(8位 ) TL1(8位 ) 12分 频C/T 0C/T 1T1(P3.5)OSC重 装 入此时，T1通常是作为串行口的波特率发生器使用，以确定串行通信的速率。因为已经没有计数溢出标志位TF1可供使用，因此只能把计数溢出直接送给串行口。若将T1强行(qingxng)设置为模式3，就会使T1立即停止工作。第61页/共109页第六十一页，共110页。例4 设定时器/计数器T0工作于方式3，TL0和TH0作为两个独立的8位定时/计数器分别(fnbi)产生250us和500us的定时中断，使和产生500us和1000us

20、的方波。设晶振频率为6MHz。（1）计算计数初值 TL0的计数初值256250us/2us=13183H TH0的计数初值256500us/2us=06H因此，TL083H，TH006H。 （2）TMOD寄存器初始化第62页/共109页第六十二页，共110页。M1M011， 0， GATE0，同时设 T1工作于方式(fngsh)0因此： TMOD03HT/C位序号位序号 D7D6D5D4 D3D2D1D0位符号位符号 GATEC/TM1M0GATEC/TM1M000000011第63页/共109页第六十三页，共110页。（3）程序清单：ORG 0000HAJMP MAINORG 000BH；T

21、0AJMP TIMER0ORG 001BH；T1AJMP TIMER1ORG 1000HMAIN：MOV TMOD，#03HMOV TL0，#83H MOV TH0，#06H第64页/共109页第六十四页，共110页。SETB TR0；启动定时器运行SETB TR1SETB ET0；允许(ynx)定时/计数器中断SETB ET1SETB EA；总中断允许(ynx)SJMP $；等待中断TIMER0： MOV TL0， #83HRETITIMER1： MOV TH0， #06HRETIEND第65页/共109页第六十五页，共110页。第66页/共109页第六十六页，共110页。第67页/共109

22、页第六十七页，共110页。第68页/共109页第六十八页，共110页。第69页/共109页第六十九页，共110页。第70页/共109页第七十页，共110页。;T1按方式0工作;给计数器赋初值;CPU开中断;T1允许中断;启动T1;模拟主程序;T1中断入口;转T1中断服务;重装T1的初值;输出方波;返回第71页/共109页第七十一页，共110页。第72页/共109页第七十二页，共110页。;T1按方式1工作;启动T1定时;给计数器赋初值;TF1=0，则继续查询;TF10;输出方波;返回第73页/共109页第七十三页，共110页。第74页/共109页第七十四页，共110页。 计数(j sh)初值X

23、 = M64H = 9CH 用启动外设发包装(bozhung)命令 用R5R4作箱数计数器 方式字TMOD = 06H第75页/共109页第七十五页，共110页。;P1.0为低;箱数计数器清“0”;置T0工作方式;计数初值送计数器;T0开中断;CPU开中断;启动T0;模拟主程序;T0中断入口;转向中断服务第76页/共109页第七十六页，共110页。;箱计数器加“1”;启动外设包装;给外设足够时间;延时;停止包装;中断返回第77页/共109页第七十七页，共110页。第78页/共109页第七十八页，共110页。第79页/共109页第七十九页，共110页。;置T1方式控制字;T1从0开始计数;等IN

24、T1低电平;T1允许计数;等INT1高电平;等INT1低电平;停止计数第80页/共109页第八十页，共110页。 作业(zuy) P204: 6 - 31 作业作业(zuy) P190: 1,3,4,5,7,19 第81页/共109页第八十一页，共110页。1实训目的(1) 复习掌握定时器的功能和编程使用。(2) 理解串行通信与并行通信的两种方式。(3) 掌握串行通信的重要指标：字符帧和波特率。(4）初步(chb)了解MCS-51单片机串行口的使用方法。2实训引入 单片机间经常(jngchng)需要互相传递信息通信.第82页/共109页第八十二页，共110页。3实训程序(chngx)甲机发送程

25、序(chngx)参考如下： MOV TMOD，#20H MOV TL1，#0F4H MOV TH1，#0F4H SETB TR1 MOV SCON，#40H MOV R0，#20H MOV R7，#08H START：MOV A，R0MOV SBUF,A WAIT: JBC TI,CONT AJMP WAIT CONT： INC R0 DJNZ R7,START SJMP $ 乙机接收及显示程序参考(cnko)如下：MOV TMOD，#20H MOV TL1，#0F4H MOV TH1，#0F4H SETB TR1 MOV SCON，#40H MOV R0，#20H MOV R7，#08H S

26、ETB RENWAIT: JBC RI,READ AJMP WAIT READ： MOV A,SBUF MOV R0,A INC R0 DJNZ R7,WAITDISP: LCALL DISPLAY SJMP DISP第83页/共109页第八十三页，共110页。4. 实训分析(fnx)与总结 分析程序可以看出，通信双方都有对单片机定时器的编程（注意发送、接收程序的前4条指令），而且双方对定时器的编程完全相同。这说明(shumng)，MCS-51单片机在进行串行通信时，是与定时器的工作有关的。定时器用来设定串行通信数据的传输速度。在串行通信中，传输速度是用波特率来表征的。 第84页/共109页第

27、八十四页，共110页。什么(shn me)是串行通信？ 计算机1 GND 计算机2 GND并行通信 计算机1 GND 计算机2 GND发送接收串行通信第85页/共109页第八十五页，共110页。第86页/共109页第八十六页，共110页。第87页/共109页第八十七页，共110页。第88页/共109页第八十八页，共110页。第89页/共109页第八十九页，共110页。第90页/共109页第九十页，共110页。第91页/共109页第九十一页，共110页。控制(kngzh)寄存器SCONSM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI工作方式选择多机通信控制位允许串行接收位接收数据的第9位发送数据的第

28、9位接收中断标志发送中断标志9FH9EH9DH9CH9BH9AH99H98H第92页/共109页第九十二页，共110页。第93页/共109页第九十三页，共110页。第94页/共109页第九十四页，共110页。第95页/共109页第九十五页，共110页。第96页/共109页第九十六页，共110页。第97页/共109页第九十七页，共110页。第98页/共109页第九十八页，共110页。第99页/共109页第九十九页，共110页。第100页/共109页第一百页，共110页。第101页/共109页第一百零一页，共110页。第102页/共109页第一百零二页，共110页。第103页/共109页第一百零三

29、页，共110页。传输速率的表示方法1. 与传输速率有关的术语波特(Baud)：每秒1次的信号变化称为(chn wi)1波特。波特率(Baud Rate)：是每秒钟事件发生的数目或信号变化的次数。比特率(Bit Rate)：也称为(chn wi)位速率，即每秒钟传输二进制数的位数。 例如事件按4位编码，如果数据传输的波特率是2400，则比特率就是9600。第104页/共109页第一百零四页，共110页。SMOD GF1GF0PDIDL第105页/共109页第一百零五页，共110页。波特率/(b/s)fosc/MHzSMOD定时器1C/模式初始值方式0：1 M方式2：375 k方式1、3：62.5

30、 k19.2 k9.6 k4.8 k2.4 k1.2 k137.5 k11011012121211.05911.05911.05911.05911.05911.9866121110000000000000000222222221FFHFDHFDHFAHF4HE8H1DH72HFEEBHT波特率=)x256(12f322oscsmod串行工作串行工作(gngzu)方式方式1和方式和方式3的波特率的波特率第106页/共109页第一百零六页，共110页。第107页/共109页第一百零七页，共110页。第108页/共109页第一百零八页，共110页。感谢您的观看(gunkn)！第109页/共109页第一百零九页，共110页。NoImage内容(nirng)总结第5章 MCS-51定时/计数器。 现行机器周期不是所执行指令的最后一个机器周期。 执行的指令不是最后一个机器周期，等待不超过3个周期。其有效触发为低电平，该低电平维持到CPU响应该中断。特别注意：不能用RET指令代替RETI指令。MAIN:MOV A，00H。定时输入信号：机器内部震荡信号的1/12分频。二、定时计数器的方式寄存器和控制寄存器。MOV IE，#00H。指数据一位一位按顺序(shnx)传送第一百一十页，共110页。