单片机定时计数器知识点

中断系统、定时器/计数器和串行口一、中断系统输入/输出方式有三种：无条件传送方式、查询方式、中断方式（一）中断的概念1、中断。CPU正在执行程序的过程中，由于CPU之外的某种原因，有必要暂停该程序的执行，转而去执行相应的处理程序，待处理程序结束之后，再返回原程序断点处继续运行2、中断源。提出中断申请的来源。中断源一般有外设、定时时钟、故障源等。3、中断优先级。当多个中断源同时申请中断时，为了使CPU能够按照用户的规定先处理最紧急的，然后再处理其他事件，中断系统设置有中断优先权排队电路，通过用户的设定，排在前面的中断源成为高级中断，排在后面的成为低级中断4、中断嵌套。当CPU响应某一中断源请求而进入中断处理时，若更高级别的中断源发出申请，则CPU暂停现行的中断服务程序，去响应优先级更高的中断，待更高级别的中断处理完毕后再返回低级中断服务程序，继续原先的处理，这个过程称为中断嵌套。低级中断不能中断优先级高的中断，同级中断不能中断优先级相同的中断。（二）单片机中断系统结构1、中断源89S51单片机的5个中断源分别为：两个外部中断（由INT0、INT1引脚输入中断请求信号）、两个片内定时器/计数器溢出中断（T0、T1）、1个片内串行口中断（TX—发送、RX—接收）。2、中断请求标志寄存器定时器控制寄存器（TCON）和串行口控制寄存器（SCON）的若干位构成复位时，TCON=00H，SCON=00H。所有的中断请求无效。TF1TF0IE1IT1IE0IT0TIRI外部中断0请求标志外部中断0触发方式控制位IT0=0，电平触发，低电平有效IT0=1，边沿触发，下降沿有效外部中断1触发方式控制位IT0=0，电平触发，低电平有效IT1=1，边沿触发，下降沿有效外部中断1请求标志T0溢出中断请求标志T1溢出中断请求标志TCONSCON接收中断请求标志发送中断请求标志3、中断允许控制位IE4、中断优先级控制寄存器IP89S51单片机有2级中断优先级5、中断硬件查询电路在同级中断中，查询顺序（由高到低）是：外部中断0、定时器T0中断、外部中断1、定时器T1中断、串行口中断（三）中断的处理过程1、中断查询2、中断的响应条件：中断请求标志位为1.CPU中断开放，即EA=1且相应中断允许位为1.无同级或更优先级中断正在被服务为保证指令执行得正确，必须先行指令执行完，若现行指令为中断返回RETI或访问IE、IP寄存器指令，必须执行完该指令和紧接着的下一条指令后才能响应中断。EAESET1EX1ET0EX0PSPT1PX1PT0PX0IE外部中断0中断允许位T0溢出中断允许位外部中断1中断允许位T1溢出中断允许位串行口中断允许位中断允许总控制位，EA=0，禁止所有中断；EA=1，中断允许取决于分控制位T1溢出中断优先级控制外部中断0中断优先级控制T0溢出中断优先级控制外部中断1中断允优先级控制串行口中断允优先级控制IP3、进入指定的中断服务程序入口地址中断名称中断请求标志中断向量外部中断0IE00003HT0中断TF0000BH外部中断1IE10013HT1中断TF1001BH串行发送中断TI0023H串行接收中断RI0023H4、执行中断服务程序5、中断返回在中断服务程序的借位必须有一条中断返回指令RETI，它的作用如下：（1）清除响应时设置的优先级状态触发器（2）恢复主程序断点地址，即把堆栈的内容送给PC6、中断请求的撤除CPU响应某中断后，在返回前必须撤除上一次中断请求。89S51的中断系统在响应中断后能够自动清除两个定时器的中断请求标志TF1、TF0和边沿触发下的两个外部中断请求标志IE1、IE0。串行口的中断标志，必须由软件查询后清零。对于点评触发下的两个外部中断标志IE1、IE0，它们的状态总是与引脚INT0、INT1输入的电平相反，因此必须撤除引脚上的请求信号，才能根本上对请求标志清零。二、定时器/计数器（一）定时器/计数器TO、T1的结构1.定时器的总统与结构T0、T1的核心是加1计数器，即对指定脉冲信号加1计数，直到计满溢出。每一个定时器都是由8位计数器组成，T0由特殊功能寄存器TH0（高8位）、TL0（低8位）组成，T1由TH1（高8位）、TL1（低8位）组成。CPU可以控制定时器/计数器的工作方式，通过设置方式寄存器TMOD、控制寄存器TCON来实现。引脚T0（P3.4）、T1（P3.5）作为外部计数脉冲的输入端，引脚INT0（P3.2）、INT1（P3.3）作为定时器启动的外部控制端。2.定时器方式寄存器TMOD。复位时TMOD=00HGATEC/TM1M0GATEC/TM1M0M1、M0=00,方式0（13位计数器）M1、M0=01,方式1（16位计数器）M1、M0=10,方式2（可重载时间常数的8位计数器）M1、M0=11,方式3（T0为两个8位计数器，T1停止工作）功能选择C/T=0，定时功能C/T=1，计数功能门控位GATE=0,由启动位单独控制GATE=1,由启动位和INT0、INT1引脚共同控制启动3.定时器控制寄存器TCON、复位时TCON=00HTCON外部中断控制（二）定时器/计数器T0、T1的工作方式1、方式0T0、T1定时器/计数器的方式0相同，为13位计数器结构13位计数器结构由TH0的8位和TL0的低五位组成，TL0的高3位未使用。定时器T0在方式0下，既可以设置为定时功能，又可以设置为计数功能，由C/T位确定。当C/T=0时，为定时功能，当C/T=1时，为计数功能。定时器T0的启动控制由门控位GATE、启动为TR0、引脚INT0的逻辑组合确定。当GATE=0时，启动控制权由TR0决定，即TR0=1启动，TR0=0停止，当GATE=1时，启动控制由TR0和引脚INT0共同决定，即TR0=1且INT0̅̅̅̅̅̅̅=1时启动，TR0=0或INT0=0时停止定时时间t与计数器的位数、设置的计数初值（又称为时间常数）、时钟频率有关。t=（计数最大值-x初值）×机器周期=（213-x初值）×12/fosc2、方式1T0、T1定时器/计数器的方式1相同，为16位计数器结构方式1的最大定时/计数方式，由TH0和TL0共16位构成t=（计数最大值-x初值）×机器周期=（216-x初值）×12/fosc3、方式2T0、T1定时器/计数器的方式2相同，为可重载时间常数的8位计数器结构在方式2下，TL0作为8位计数器，TH0作为重载时间常数寄存器，当TL0计满溢出后，设置TF0=1申请中断，同时将TH0中的数据自动装载到TL0中重新工作t=（计数最大值-x初值）×机器周期=（28-x初值）×12/foscTF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0T0启动位TR0=1，启动T0工作TR0=0，停止T0工作T0溢出中断请求标准T0启动位TR0=1，启动T1工作TR0=0，停止T1工作T1溢出中断请求标准4、方式3T1设置为方式3时，停止工作；T0设置为方式3时，分成两个独立的8位定时器/计数器。M1M0工作方式功能说明00方式013位计数器01方式116位计数器10方式2自动重装8位计数器11方式3定时器T0分成两个8位计数器，T1停止工作三、串行口（一）串行口通信的基本概念1.串行通信和并行通信计算机与外界的信息交换称为通信。基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。串行通信：串行通信是指单位信息的各位一位一位地按顺序依次传送，它是靠串行接口实现数据传送的。2.同步通信与异步通信串行通信有两种基本通信方式，即同步通信与异步通信。（1）同步通信：同步通信是指发送和接受同步进行，从而实现数据的不间断传送（2）异步通信：异步通信是指发送与接受没有用同步时钟同步，传送过程中数据之间有间隔。3.串行通信的传送方向根据数据传送的方向，串行通信分为单工和双工，双工又分为半双工和全双工。4.波特率的概念在串行通信中，对数据的传送速率是有一定要求的，通常用波特率来衡量，每秒传送数据的位数称为波特率，单位为波特，即位/秒。（二）串行口的结构1.串口控制寄存器SCON98HSM0、SM1：串行口工作方式选择位。可以设置4种工作方式：SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0、SM1工作方式功能说明波特率00方式08位移位寄存器方式fosc/1201方式18位异步通信方式T1溢出率的16或32分频10式29位异步通信方式fosc的32或64分频11式39位异步通信方式T1溢出率的16或32分频SM2：允许方式2、3多机通信控制位，其功能如表4.6所示。REN：串行接受允许位。TB8\RB9：在9位异步通信方式下，由于缓冲器只有8位，故用TB8作为发送的第9位，RB8作为接收的第9位TI、RI：发送中断标志与接受中断标志。复位后SCON=00H2.电源控制寄存器PCON复位后，PCON寄存器的所有使用位为0。SMOD：波特率倍增位。当SMOD=1时，使串行口波特率加倍。3.89c51单片机串行口的4种工作方式传送的数据位数叙述如下：①方式0：移位寄存器输入/输出方式。串行数据通过RXD线输入或者输出，而TXD线专用于输出时钟脉冲给外部移位寄存器。方式0可用来同步输出或接收8位数据（最低位首先输出），波特率位fosc/12。其中fosc为单片机的振荡器频率。②方式1：10位异步接收/发送方式。一帧数据包括1位起始位(0)、8位数据位和1位停止位（1）。串行接口电路在发送时能自动插入起始位和停止位；在接收时，停位进入特殊功能寄存器SCON的RB8位。方式1的传送波特率是可变的，可通过改变内部定时器的定时值来改变波特率。③方式2：11位异步接收/发送方式。除了1位起始位、8位数据位和一位停止位之外，还可以擦入第9位数据位。④方式3：同方式2，只是波特率可变。