單片機(jī)課件專題七IO口定時(shí)器計(jì)數(shù)器

1、 本章重點(diǎn)討論本章重點(diǎn)討論MCS-51MCS-51單片機(jī)內(nèi)部的資源的原理及其應(yīng)用單片機(jī)內(nèi)部的資源的原理及其應(yīng)用 并行并行I/OI/O口口 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 串行串行I/O I/O 口口基本要求：基本要求： 掌握掌握 P0P3P0P3的特性及其應(yīng)用的特性及其應(yīng)用 掌握掌握T/CT/C的原理、工作方式、程序設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用的原理、工作方式、程序設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用 學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用 了解串行口的原理、制式了解串行口的原理、制式6 63 MCS-513 MCS-51串行串行I/OI/O口及串行通信口及串行通信 第六章第六章 MCS-51MCS-51內(nèi)部的內(nèi)部的I/OI/O口、定時(shí)器及其

2、應(yīng)用口、定時(shí)器及其應(yīng)用6. 1 MCS-516. 1 MCS-51內(nèi)部的并行內(nèi)部的并行I/OI/O口及應(yīng)用口及應(yīng)用6 62 MCS-512 MCS-51的定時(shí)器的定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器6.1 MCS-516.1 MCS-51內(nèi)部的并行內(nèi)部的并行I/OI/O口及應(yīng)用口及應(yīng)用6 63 31 1 串行通信基礎(chǔ)知識(shí)串行通信基礎(chǔ)知識(shí)一、并行通信與串行通信一、并行通信與串行通信二、異步通信和同步通信二、異步通信和同步通信三、串行通信的制式三、串行通信的制式 8051 8051單片機(jī)內(nèi)部有四個(gè)單片機(jī)內(nèi)部有四個(gè)8 8位并行位并行I/OI/O口：口： P0P0、P1P1、P2P2和和P3P3 P0P0P3P3

3、這這4 4個(gè)并行個(gè)并行I/OI/O口都可以作準(zhǔn)雙向通用口都可以作準(zhǔn)雙向通用I/OI/O口口 P0P0、P2P2和和P3P3口還有復(fù)用的第二功能口還有復(fù)用的第二功能 每個(gè)口都包含：每個(gè)口都包含： 一個(gè)（一個(gè)（8 8位）鎖存器（即特殊功能寄存器位）鎖存器（即特殊功能寄存器P0P0P3P3） 一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器 和兩個(gè)三態(tài)緩沖器和兩個(gè)三態(tài)緩沖器 6.1 MCS-516.1 MCS-51內(nèi)部的并行內(nèi)部的并行I/OI/O口及應(yīng)用口及應(yīng)用 6.1.1 P0 6.1.1 P0口口 當(dāng)外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器或當(dāng)外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器或I/O口時(shí)，由口時(shí)，由EA、PC指指針從外部程序存儲(chǔ)器取指令碼、執(zhí)行指令針從外部程

4、序存儲(chǔ)器取指令碼、執(zhí)行指令MOVC、MOVX時(shí)，控制信號(hào)時(shí)，控制信號(hào)=1,使使MUX與反向器與反向器3連通，連通，作分時(shí)地址作分時(shí)地址/數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線。6.1.2 P16.1.2 P1口口 功能：功能： P1P1口作通用口作通用I/OI/O口口 P1P1口也是一個(gè)口也是一個(gè)“準(zhǔn)雙向準(zhǔn)雙向”口，作輸入口時(shí)要先將輸出口，作輸入口時(shí)要先將輸出驅(qū)動(dòng)管截止。驅(qū)動(dòng)管截止。 即先執(zhí)行一條指令即先執(zhí)行一條指令 MOV P1,#0FFHMOV P1,#0FFH內(nèi)部結(jié)構(gòu)：內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如圖所示如圖所示6.1.3 P2口 6.1.4 P6.1.4 P3口口 功能：功能： 第二輸出功能端第二輸出功能端=1:=1: P

5、3 P3口用作通用口用作通用I/OI/O口口 P3P3口用作第二功能口用作第二功能 三根第二功能輸出引腳三根第二功能輸出引腳 TXDTXD、WRWR和和RDRD 五根第二功能輸入引腳五根第二功能輸入引腳 INT0INT0、INT1INT1、 T0T0、T1 T1 和和RXD RXD 內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) : :如圖所示如圖所示 Q 同理，必須先寫一條同理，必須先寫一條SETB PX.YSETB PX.Y或能對(duì)所讀口或能對(duì)所讀口位的位的D D鎖存器寫入鎖存器寫入“1”1”的指令，在其后再緊跟如下指的指令，在其后再緊跟如下指令。令。 MOV C, PX.YMOV C, PX.Y ANL C ANL C

6、，PX.YPX.Y ORL C ORL C，PX.YPX.Y JNB PX.Y JNB PX.Y，relrel JB PX.Y JB PX.Y，rel rel P0P0、P2P2、P3P3口復(fù)用作片外擴(kuò)展系統(tǒng)的系統(tǒng)總線口復(fù)用作片外擴(kuò)展系統(tǒng)的系統(tǒng)總線 無條件輸入無條件輸入/ /輸出程序輸出程序 查詢輸入查詢輸入/ /輸出程序輸出程序 中斷輸入中斷輸入/ /輸出程序輸出程序 三、直接輸入三、直接輸入/ /輸出輸出 (2) (2) 查詢輸入查詢輸入/ /輸出程序輸出程序 讀入讀入P3.0P3.0引腳上的開關(guān)引腳上的開關(guān)K4K4的預(yù)置狀態(tài)的預(yù)置狀態(tài), ,若若P3.0=1P3.0=1，則驅(qū)動(dòng)，則驅(qū)動(dòng)P1

7、.7P1.7輸出使輸出使LED3LED3閃亮一段時(shí)間；否則，查詢等待。參考程序如下閃亮一段時(shí)間；否則，查詢等待。參考程序如下： ORG 0200H MAIN3: MOV SP，#60H SETB P1.7 WAIT: JNB P3.0,WAIT MOV R7,#0FH LOOP: CPL P1.7 ACALL DLY DJNZ R7,LOOP SJMP WAIT END6 62 MCS-512 MCS-51的定時(shí)器的定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 在單片機(jī)實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中，需要定時(shí)和對(duì)外部事件計(jì)數(shù)的功能在單片機(jī)實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中，需要定時(shí)和對(duì)外部事件計(jì)數(shù)的功能 。定時(shí)：定時(shí)：對(duì)周期已知的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)對(duì)周期

8、已知的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)：計(jì)數(shù)：對(duì)外部事件計(jì)數(shù)，對(duì)周期未知的外來脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)對(duì)外部事件計(jì)數(shù)，對(duì)周期未知的外來脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)定時(shí)方法：定時(shí)方法： 采用軟件延時(shí)占用采用軟件延時(shí)占用CPUCPU的時(shí)間，降低了的時(shí)間，降低了CPUCPU的使用效率；的使用效率；定時(shí)或計(jì)數(shù)方法：定時(shí)或計(jì)數(shù)方法： 采用專門的硬件電路，參數(shù)調(diào)節(jié)不便；采用專門的硬件電路，參數(shù)調(diào)節(jié)不便； 采用可編程的定時(shí)器采用可編程的定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器是最好的方法。計(jì)數(shù)器是最好的方法。 可以方便靈活地修改定時(shí)或計(jì)數(shù)的參數(shù)或方式可以方便靈活地修改定時(shí)或計(jì)數(shù)的參數(shù)或方式 與與CPUCPU并行工作，大大提高了并行工作，大大提高了CPUCPU的工作效的工作

9、效 6.2.1 6.2.1 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器的組成計(jì)數(shù)器的組成 Timer/ Counter MCS-51 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有二單片機(jī)內(nèi)部有二個(gè)個(gè)1616位的可編程的定時(shí)器位的可編程的定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器：計(jì)數(shù)器： 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0 0（T/C0T/C0） 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 1（T/C1T/C1） 它們都有定時(shí)和對(duì)外部它們都有定時(shí)和對(duì)外部事件計(jì)數(shù)的功能，可用于定事件計(jì)數(shù)的功能，可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件檢測(cè)和計(jì)數(shù)等場(chǎng)合檢測(cè)和計(jì)數(shù)等場(chǎng)合. . 結(jié)構(gòu)組成：結(jié)構(gòu)組成： T/C0由兩個(gè)由兩個(gè)8位的位的TH0（8CH）和）和TL0

10、（8AH）組成）組成 T/C1由由TH1（8DH）和）和TL1（8BH）組成）組成軟件設(shè)置：軟件設(shè)置： 計(jì)數(shù)初值：計(jì)數(shù)初值： 對(duì)對(duì)TH1、TL1 、TH0、和、和TL0的初始化編程的初始化編程 工作方式：工作方式： 通過通過TMOD和和 TCON對(duì)每個(gè)對(duì)每個(gè)T/C設(shè)置定時(shí)或計(jì)數(shù)設(shè)置定時(shí)或計(jì)數(shù)特殊功能寄存器特殊功能寄存器 TMOD(Timer Mode Register) TCON(Timer Control Register ) THx 存放計(jì)數(shù)初值的高存放計(jì)數(shù)初值的高8位位 TLx 存放計(jì)數(shù)初值的低存放計(jì)數(shù)初值的低8位位定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器（T/C0T/C0和和T/C1T/C1）

11、的組成）的組成T/C0T/C0和和T/C1T/C1都是都是1616位的位的加加1 1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器方式方式0 0方式方式1 1方式方式2 2方式方式3 3TH0TH0TL0TL0TH1TH1TL1TL1 2 2、 計(jì)數(shù)方式計(jì)數(shù)方式 T/C計(jì)數(shù)來自引腳計(jì)數(shù)來自引腳T0（P3.4）和和T1(P3.5)的外部脈沖信號(hào)的的外部脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)。個(gè)數(shù)。 輸入脈沖由輸入脈沖由1變變0的下降沿的下降沿時(shí)，計(jì)數(shù)器的值增加時(shí)，計(jì)數(shù)器的值增加1直到回直到回零產(chǎn)生溢出中斷零產(chǎn)生溢出中斷,表示計(jì)數(shù)已達(dá)表示計(jì)數(shù)已達(dá)預(yù)期個(gè)數(shù)。預(yù)期個(gè)數(shù)。 最高計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率最高計(jì)數(shù)頻率為振蕩頻率的的1/241/24。 即計(jì)數(shù)周期即計(jì)數(shù)周期

12、=2=2機(jī)器周期。機(jī)器周期。 由軟件把控制字寫入由軟件把控制字寫入TCON和和TMOD，用來設(shè)置，用來設(shè)置T/C0和和T/C1的工作方式和控制功能。的工作方式和控制功能。 當(dāng)當(dāng)8051系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，TCON和和TMOD所有位都被清所有位都被清0。 一、工作模式寄存器一、工作模式寄存器TMOD（89H） TMOD用于控制用于控制T/C0和和T/C1的工作模式，其各位的定義的工作模式，其各位的定義格式如下：格式如下： 其中，低其中，低4位用于位用于T/C0，高，高4位用于位用于T/C1。各位功能如下：。各位功能如下： 1M1和和M0 工作方式選擇位工作方式選擇位這兩位可形成四種編碼，對(duì)應(yīng)

13、四種工作方式：這兩位可形成四種編碼，對(duì)應(yīng)四種工作方式： M1 M0 方式方式 功功 能能 描描 述述 0 0 0 為為13位定時(shí)器位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器,TL存放低存放低5位位,TH存高存高8位位 0 1 1 為為16位定時(shí)器位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 1 0 2 常數(shù)自動(dòng)裝入常數(shù)自動(dòng)裝入8位定時(shí)器位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 1 1 3 僅適于僅適于T/C0,兩個(gè)兩個(gè)8位定時(shí)器位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器2 C/T 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)/定時(shí)選擇位定時(shí)選擇位 C/T 0, 設(shè)為定時(shí)方式，對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)；設(shè)為定時(shí)方式，對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)； C/T 1，設(shè)為計(jì)數(shù)方式，對(duì)來自，設(shè)為計(jì)數(shù)方式，對(duì)來自T0或或T1引腳的外來脈沖計(jì)數(shù)。

14、引腳的外來脈沖計(jì)數(shù)。 3GATE 門控位（控制啟動(dòng)方式）門控位（控制啟動(dòng)方式） GATE0時(shí)，時(shí)，T/C的啟動(dòng)只要用軟件使的啟動(dòng)只要用軟件使TR0（或（或TR1）置）置1即可，而不管即可，而不管/INT0（或（或/INT1）的電平是高還是低。）的電平是高還是低。 GATE1時(shí)，只有時(shí)，只有/INT0(或或/INT1）引腳為高電平且由軟）引腳為高電平且由軟件使件使TR0（或（或TR1）置）置1時(shí)，才啟動(dòng)時(shí)，才啟動(dòng)T/C工作。工作。 也就是也就是T/C的啟動(dòng)受雙重控制。的啟動(dòng)受雙重控制。注意：注意：TMOD不能位尋址，只能由字節(jié)設(shè)置不能位尋址，只能由字節(jié)設(shè)置T/C的工作方式，的工作方式， 低半字節(jié)

15、設(shè)定低半字節(jié)設(shè)定T/C0，高半字節(jié)設(shè)定，高半字節(jié)設(shè)定T/C1。 。 16213282 。 132 ORG 0000H AJMP MAIN ； 轉(zhuǎn)到主程序轉(zhuǎn)到主程序MAIN ORG 000BH AJMP TC0S ； 轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到T/C0的中斷服務(wù)程序的中斷服務(wù)程序TC0S主程序：主程序： ORG 1000H MAIN: MOV SP,#6FH MOV TMOD ,#00H ；置；置T/C0為方式為方式0，定時(shí)。，定時(shí)。 MOV TH0,#0E0H ；送計(jì)數(shù)初值；送計(jì)數(shù)初值 MOV TL0,#18H SETB ET0 ；T/C0允許中斷允許中斷 SETB EA ；CPU開中斷開中斷 SETB TR0

16、 ；啟動(dòng)；啟動(dòng)T/C0定時(shí)定時(shí) HERE: SJMP HERE ；等待中斷；等待中斷中斷服務(wù)程序：中斷服務(wù)程序： ORG 1200H TC0S: MOV TH0,#0E0H ；重新裝入計(jì)數(shù)初值；重新裝入計(jì)數(shù)初值 MOV TL0,#18H CPL P1.0 ；輸出方波；輸出方波 RETI ；中斷返回；中斷返回 END例例6-5 利用利用GATE門控位門控位測(cè)量從測(cè)量從INT1引腳輸入的正脈沖寬度。引腳輸入的正脈沖寬度。解：解：1. 確定工作方式確定工作方式 (1）送方式控制字）送方式控制字 （TMOD）1001 0000B90H ； T/C1定時(shí)，方式定時(shí)，方式1 ，GATE1 。(2）計(jì)算初值

17、）計(jì)算初值 由于被測(cè)正脈沖寬度未知，由于被測(cè)正脈沖寬度未知， 假設(shè)寬度假設(shè)寬度= 65.536ms，fosc12MHz ，則：，則： 計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)：計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)：X65536（最大）（最大） 定時(shí)初值：定時(shí)初值：C65536-X65536-655360， （TH1）00H，（，（TL1）00H。 對(duì)對(duì)P3.3(INT1)P3.3(INT1)引腳輸入的脈沖采用查詢的方法。引腳輸入的脈沖采用查詢的方法。 ) 被測(cè)脈寬被測(cè)脈寬 置置1 TR1 TH1TL1從從0開始計(jì)數(shù)開始計(jì)數(shù) 清清0 TR1,停止停止T/C1計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)圖圖6-12 脈沖測(cè)試原理脈沖測(cè)試原理 ORG 0000HMAIN: MOV SP,#6F

18、H MOV TMOD,#90H MOV TL1,#00H MOV TH1,#00HLOOP: JB P3.3,LOOP SETB TR1LOOP1:JNB P3.3,LOOP1LOOP2:JB P3.3,LOOP2 CLR TR1 MOV 30H,TL1 MOV 31H,TH1 . ACALL Calc ;計(jì)算子程序略計(jì)算子程序略 ACALL DIR ;顯示子程序略顯示子程序略 SJMP $ END ORG 8000HLJMP MAINORG 800BHLJMP TC0SVORG 801BHLJMP TC1SV ORG 8100HMAIN: MOV SP,#70HMOV TMOD,#61HMOV TH1,#0FBHMOV TL1,#0FBH MOV TH0,#4CH;T0 定時(shí)定時(shí)50MS，中斷一次。，中斷一次。 MOV TL0,#00HSETB ET1SETB ET0SETB EA SETB TR0 SETB TR1MOV