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1、第6章 MCS-51单片机内部资源及编程,6.1 并行输入/输出接口,6.1.1 并行口应用与编程,汇编程序：ORG 0100HMOV P0，#0FFH LOOP：MOV A，P0 MOV P1，A SJMP LOOP,【例6-1】 利用单片机的P1口接8个发光二极管，P0口接8个开关，编程实现，当开关动作时，对应的发光二极管亮或灭,C51语言程序： #include void main(void) unsigned char i;P0=0xff;for(;) i=P0;P1=i; ,6.2 定时/计数器（重点）,6.2.1 定时/计数器的主要特性,1MCS-51系列中51子系列有两个16位的
2、可编程定时/计数器：定时/计数器T0和定时/计数器T1，52子系列有三个，还有一个定时/计数器T2。 2每个定时/计数器既可以对系统时钟计数实现定时，也可以对外部信号计数实现计数功能，通过编程设定来实现。 3每个定时/计数器都有多种工作方式，其中T0有四种工作方式；T1有三种工作方式，T2有三种工作方式。通过编程可设定工作于某种方式。 4每一个定时/计数器定时计数时间到时产生溢出，使相应的溢出位置位，溢出可通过查询或中断方式处理。,6.2.1 定时/计数器T0、T1的结构及工作原理,单片机实现计数的基本原理：计数脉冲：单片机的某个I/O引脚可以识别脉冲信号单片机CPU：单片机CPU内部集成这样
3、的硬件功能，即I/O引脚每来一个脉冲，寄存器的值增加1，计数一次。计数容量：计数容量和寄存器的位数有关，如果利用8位寄存器则只能计数到255，超过255则必须告诉CPU已经溢出，停止计数,单片机完成定时功能的基本原理：定时基准（脉冲）：若单片机进行计数的脉冲是精确的、规整的、周期均匀。则通过计数就可以实现定时。比如，计数脉冲的周期为1us，则计数200次，定时时间为200us。 单片机的晶振能提供一个精确的定时基准。单片机若完成定时功能，采用内部的机器周期作为定时基准，如果晶振为12M，则定时基准为1us。计数功能：与计数功能相同，单片机CPU内部集成这样的硬件功能，即每一个机器周期，寄存器的
4、值增加1，计数一次。计数容量：当达到用户定义的时间后，则申请中断，在中断程序中实现报警功能。,结论：定时和计数，都基于单片机内部的加法计数器,加法计数器在使用时注意三个方面,1、由全1加到全0时计满溢出，因而，如果要计N个单位，则首先应向计数器置初值为X，且有：初值X=最大计数值（满值）M计数值N在不同的计数方式下，最大计数值（满值）不一样，当定时器/计数器工作于R位计数方式时，它的最大计数值（满值）为2的R次幂。,2、当定时/计数器工作于计数方式时，对芯片引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）上的输入脉冲计数，计数过程如下：在每一个机器周期的S5P2时刻对T0（P3.4）或T1（P3.5）上
5、信号采样一次，如果上一个机器周期采样到高电平，下一个机器周期采样到低电平，则计数器在下一个机器周期的S3P2时刻加1计数一次。因而需要两个机器周期才能识别一个计数脉冲，所以外部计数脉冲的周期应大于2倍机器周期。,加法计数器在使用时注意三个方面,3、当定时/计数器工作于定时方式时，不对输入脉冲计数，计数器采用的基准脉冲来自单片机内部的机器周期。,6.2.2 定时/计数器的方式和控制寄存器,一定时/计数器的方式寄存器TMOD,M1、M0为工作方式选择位,GATE门控位。GATE=0，只要用软件使TR0（或TR1）置1就可以启动定时器，而不管INT0（或INT1）的电平是高还是低。GATE=1，只有
6、INT0（或INT1）引脚为高电平且由软件使TR0（或TR1）置1时，才能启动定时器工作。,二定时/计数器的控制寄存器TCON,TR1：定时/计数器T1的启动位，可由软件置位或清零，当TR1=1时启动；TR1=0时停止。,TF1：定时/计数器T1的溢出标志位，当定时/计数器T1计满时，由硬件使它置位，如中断允许则触发T1中断。进入中断处理后由内部硬件电路自动清除。,TF0：定时/计数器T0的溢出标志位，当定时/计数器T0计满时，由硬件使它置位，如中断允许则触发T0中断。进入中断处理后由内部硬件电路自动清除。,TR0：定时/计数器T0的启动位，可由软件置位或清零，当TR0=1时启动；TR0=0时
7、停止。,6.2.3 定时/计数器的工作方式,一方式0 （13位的定时/计数方式）,例：设置T1为工作模式0，计数器工作方式，启动和外部中断信号无关，试设置TOMD和TCON的值,解：TMOD40H 故： MOV TMOD, #40HSETB TR1,方式0是13位的定时/计数方式，因而最大计数值（满值）为2的13次幂，等于8192。如计数值为N，则置入的初值X为：X=8192-N如定时/计数器T0的计数值为1000，则初值为7192，转换成二进制数为1110000011000B，则TH0=11100000B，TL0=00011000B。,定时/计数器 初值的设置,计数器初值TC定时器初值,设需
8、要计数的数值为C，无论何种工作方式，计数器计数的最大值总是：2n（n为计数器工作的位数）,设初值为TC，则定时的时间T为：,T（2nTC）定时脉冲的周期,例：设单片机采用12MHz晶振，定时计数器T0想实现1ms的延时，试设置TH0和TL0的初始值,0001 1100 0001 1000,1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0,故：THE0H；TL18H,用T0定时，选择工作模式0，由单片机P1.0输出占空比为50、周期为2ms的方波，晶振频率为12M。,源程序如下： ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP INT_TIME0ORG 0030H MAIN:
9、MOV TMOD, #00H ；设置工作方式MOV TH0, #0E0H ；设初始值MOV TL0, #18HSETB TR0 ；启动定时器SETB EA ；开放定时器中断SETB ET0SETB P1.0LJMP $ INT_TIME0: MOV TH0, #0E0H ；对定时器重新赋值MOV TL0, #18HCPL P1.0RETI,工作模式0应用,二方式1（16位定时/计数方式）,例：设置T0为工作模式1，定时工作方式，启动和外部中断信号无关，试设置TOMD和TCON的值,解：TMOD01H，故：MOV TMOD, #01H；SETB TR0,2 控制寄存器的设置,3 定时器初值的设置
10、,例：单片机采用12MHz晶振，定时T0想实现10ms的延时，试设置TH0和TH1的初始值,故：TH0D8H；TL0F0H,例 用T1定时，选择工作模式1，由单片机P1.0输出50Hz的方波，晶振频率12M。,源程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0030H MAIN： MOV TMOD,#10H ；设置T1为模式1 SETB TR1 ；启动定时 LOOP： MOV TL1,#0D8H ；送初值MOV TH1,#0F0HJNB TF1，$ ；查询定时时间到否CLR TF1 ；产生溢出，清标志位 CPL P1.1 ；取反 SJMP LOOP ；重复循环,三方式2（8位自动重装初
11、值的定时/计数方式）,16位的计数器只用了8位来计数，用的是TL0（或TL1）的8位来进行计数，而TH0（或TH1）用于保存初值。当TL0（或TL1）计满时则溢出，一方面使TF0（或TF1）置位，另一方面溢出信号又会触发图上的三态门，使三态门导通，TH0（或TH1）的值就自动装入TL0（或TL1）。,8位的定时/计数方式，因而最大计数值（满值）为2的8次幂，等于256。如计数值为N，则置入的初值X为：X=256-N例1：定时/计数器T0的计数值为100，则初值为256-100=156，转换成二进制数为10011100B，则TH0= TL0=10011100B。,注意:由于方式2计满后，溢出信号
12、会触发三态门自动地把TH0（或TH1）的值装入TL0（或TL1）中，因而如果要重新实现N个单位的计数，不用重新置入初值。,计数初值的设置：,例：单片机采用12MHz晶振，定时器T0想实现100us的延时，试设置TH0和TH1的初始值,故：TH9CH；TL9CH,定时初值的设置,模式 2 的应用举例,例 :利用定时器T1的模式2对外部信号计数。要求每计满100次，将 P1.0引脚取反。 源程序： ORG 0000HLJMP MAINORG 001BHLJMP INT_TIME1ORG 0030H MAIN: MOV TMOD,#60H ；设置T1为模式2,外部计数方式MOV TL1,#9CH ；
13、T1计数器初值MOV TH1,#9CHSETB EA ；开放定时器中断SETB ET1SETB TR1 ；启动T1计数 HERE: SJMP HERE ；等待中断 INT_TIME1: CPL P1.0RETI,【例】 P1.1输出脉冲宽度信号，即脉冲频率为1kHz、占空比为25的矩形波，晶振频率为6MHz。,对P1.1取反时，由于高、低电平的时间不同，可找出一个时间基准，如100s、200s。本例设定时间基准200s，即定时时间为200s。 高电平的软件计数为2，低电平的软件计数为3。,定时初值,定时器0中断服务程序：,方式3只有定时/计数器T0才有方式3下，定时/计数器T0被分为两个独立的
14、8位定时器/计数器TL0和TH0，其中，TL0可作为定时/计数器使用，占用T0的全部控制位：GATE、C/T、TR0和TF0；而TH0固定只能作定时器使用，对机器周期进行计数，这时它占用定时/计数器T1的TR1位、TF1位和T1的中断资源。,四方式3,TH0只能用于简单的内部定时功能，它占用了原T1的控制位TR1和TF1，同时占用了T1中断源。,2. T0方式3下T1的结构特点T1不能工作在方式3下，因为在T0工作在方式3下时， T1的控制位TR1、TF1和中断源被T0占用。T1可工作在方式0、方式1、方式2下，但不能产生中断T1通常用作串行口波特率发生器，以方式2工作会使程序简单一些。,80
15、51单片机共有两个可编程的定时器/计数器，分别称为定时器0和定时器1，它们都是16位加1计数器。定时器/计数器的工作方式、定时时间、计数值和启停控制由程序来确定。 定时器/计数器有四种工作方式，工作方式由定时器方式寄存器TMOD中的M1、M0位确定。方式0是13位计数器，方式1是16位计数器，方式2是自动重装初值8位计数器；方式3时，定时器0被分为两个独立的8位计数器，定时器1是无中断的计数器。 定时器/计数器有定时和计数两种功能，由定时器方式寄存器TMOD中的C/T位确定。当定时器/计数器工作在定时功能时，通过对单片机内部的时钟脉冲计数来实现可编程定时；当定时器/计数器工作在计数功能时，通过对单片机外部的脉冲计数来实现可编程计数。,
