单片机原理及应用清华版chap.ppt

4. 内功能部件 4.1 定时器/计数器 4.2 可编程计数器阵列 4.3 UART通信接口 4.4 SMBus 4.5 SPI总线 4.1 定时器/计数器 定时和计数功能最终都是通过计数实现的，若计数的事件源是周期固定的脉冲，则可以实现定时功能，否则只能实现计数功能。因此可以将定时和计数功能由一个部件实现。 实现定时和计数的方法一般有软件、专用硬件电路和可编程定时器/计数器三种方法。 采用软件只能定时，且占用CPU时间，降低了CPU的使用效率。 专用硬件电路可实现精确的定时和计数，但参数调节不便。 可编程定时器／计数器，不占用CPU时间，能与CPU并行工作，实现精确的定时和计数，又可以通过编程设置其工作方式和其它参数，因此使用方便。 4.1 定时器/计数器 4.1.1 定时器的一般结构和工作原理 最大定时时间 TMAX=2n×T计数 式中n由工作方式决定，T计数为定时器/计数器的计数脉冲周期时间，由C8051F的主脉冲或主脉冲经12分频提供，是否需要12分频取决于对时钟控制寄存器CKCON的设定（提供12分频选项是为了与标准8051兼容）。 T0～T4均为加1计数器 时钟控制寄存器CKCON 位7：未用。读=0b，写=忽略。 位6-3：T4M-T0M：T4到T0的时钟选择（不包含T3，T3的时钟选择由T3控制寄存器TMR3CN的第0位T3XCLK决定）。 0：定时器按系统时钟的12分频计数 1：定时器按系统时钟频率计数 位2-0：保留。读=000b，写入值必须是000b。 1．定时、计数方式 定时方式：每一个计数周期(T计数)计数器加1，直至计满溢出(从全1到全0)产生中断请求。对于一个N位的加1计数器，若T计数是已知的，则从初值a开始加1计数至溢出所占用的时间为： 4.1.2 定时器/计数器T0和T1 对定时器/计数器T0和T1的访问和控制是通过操作SFR实现的。 T0和T1都是16位的加1计数器，访问时以两个字节的形式出现：TL0+TH0、TL1+TH1 TCON用于允许/禁止定时器0和定时器1并指示它们的工作状态。 T0和T1都有四种工作方式，可以TMOD中的方式选择位M1-M0进行选择。 1、方式寄存器TMOD 2、控制寄存器TCON 3．T0和T1的工作方式和计数器结构 （1）工作方式0 （1）工作方式0 若T0工作于方式0的定时器模式，计数初值为a，则T0从初值a加1计数至溢出所需的时间为： （2）工作方式1 和方式0的差别仅仅在于计数器的位数不同，方式1为16位的定时器／计数器。 T0工作于方式1时，由TH0作为高8位，TL0作为低8位，构成一个16位计数器。 若T0工作于方式1定时，计数初值为a，fOSC＝12MHz，则T0从计数初值a加1计数到溢出的定时时间为： T＝(216－a)μs 或 T＝(216－a)/12μs。 （3）工作方式2 （3）工作方式2 适用于需要重复定时或计数的场合。 定时精度比较高，但定时时间较短。 定时时间可用下式计算： （4）工作方式3 只适用于T0，若T1设置为方式3，则停止计数。 4．T0和T1的初始化 初始化步骤 初始化TMOD 根据需要初始化CKCON 装入初值 中断设置（IE、IP） 启动定时/计数器（TCON） 计数器方式初值的计算 TC=M－C Ｍ为计数器的模，与工作方式有关 ，C为需要的计数值 定时器方式初值的计算 T=(M－TC)×T计数 T计数=ＴCLK或12ＴCLK TC=M－T/T计数 4．T0和T1的初始化 最大定时时间（fOSC＝12MHz、T0M=0 ）： 方式0： TMAX = 213×1μs = 8.192ms 方式1： TMAX = 216×1μs = 65.536ms 方式2、3： TMAX = 28×1μs = 0.256ms 5．T0和T1的应用举例 例4.1 若fOSC=12MHz，用系统时钟的十二分频作为计数源，请计算定时2ms所需的初值，并给出初始化程序。 解：∵ fOSC= 12MHz，用系统时钟的十二分频作为计数源时，方式2、3的最大定时时间只有0.256ms，因此要想获得2ms的定时时间，必须用方式0或方式1。 方式0 TC=213－2ms/1us=6192=1830H 即：TH0=0C1H；TL0=10H（高三位为0） 方式1 TC=216－2ms/1us=63536=F830H 即：TH0=0F8H；TL0=30H 5．T0和T1的应用举例 初始化程序 void T0_mode1_2ms_init()