单片机第六章 定时器计数器与串行通信口讲解
第六章单片微机的定时器计数器原理及应用
中断矢量001BH
⑴T0方式3下的T0
在方式3情况下,T0被拆成二个独立的8位计数器TH0、TL0。 ▲ TL0：8位定时/计数器，使用T0原有的控制寄存器资 源:TF0,TR0,GATE,C/T,INT0，中断矢量等； ▲ TH0：8位定时器，占用T1的中断溢出标志TF1,运行控 制开关TR1,中断矢量001BH，只能对片内机器周期脉冲计数
复位后，两个寄存器全部清零。
6.3.2 定时器／计数器T2的工作方式
T2的工作方式用控制位CP／RL2（T2CON．0）和RCLK ＋TCLK来选择。T2有3种工作方式，如表6－2所示：捕获方式、 自动重装载方式和波特率发生器方式。
⒈ 捕获方式
在一定条件下，自动将计数器TH2和TL2的数据读入捕获寄存器 RCAP2H和RCAP2L，亦即TH2和TL2内容的捕获是通过捕获寄 存器RCAP2H和RCAP2L来实现的。其工作原理可参见图6－7。
当CP／RL2＝0时，选择自动重装载方式。 若T2的中断是被允许的，则无论发生TF2＝1还是EXF2 ＝1，CPU都会响应中断，此中断向量的地址为002BH。响应 中断后，应用软件撤除中断申请。TF2 和EXF2都是直接可寻 址位，可采用CLR TF2和CLR EXF2指令实现撤除中断申请的 功能。
触发 方式
89H IE0
中断 标志
88H IT0
触发 方式
⒊ T0、T1 的数据寄存器——TH1、TL1，TH0、TL0 ⒋ 定时器/计数器中断
⑴ 中断允许寄存器IE
⑵ 中断矢量 ⑶ 中断优先级寄存器IP
6.2.2 定时器／计数器T0、T1 的工作方式
T0：有4种工作方式可选（方式0,1,2,3）
当CP／RL2＝l时，选择捕获方式。
单片机定时器的使用
由于TL0既能作定时器也能作计数器使用，而 TH0只能作定时器使用而不能作计数器使用，因此在 方式3模式下，定时/计数器0可以构成二个定时器或 者一个定时器和一个计数器。
如果定时/计数器0工作于工作方式3，那么定时/ 计数器1的工作方式就不可避免受到一定的限制，因 为自己的一些控制位已被定时/计数器借用，只能工 作在方式0、方式1或方式2下，如果设置T1工作在方 式3，则T1停止工作，相当于其他方式时令TR1＝0。
在工业检测、控制中，很多场合都要用到计数或者定 时功能。例如对外部脉冲进行计数、产生精确的定时时间、 作串行口的波特率发声器等。MCS－51单片机内部有两个 可编程的定时器/计数器，以满足这方面的需要。它们具 有 两种工作模数（计数器模式、 定时器模式）和四种工 作方式（ 方式0、方式1、方式2、方式3），其控制字均 在相应的特殊功能寄存器（SFR）中，通过对它的SFR的 编程，可以方便的选择工作模数和工作方式。
C/T位：计数器模式和定时器模式的选择位。
C/T＝0，为定时器模式，内部计数器对晶振脉冲12分频 后的脉冲计数，该脉冲周期等于机器周期，所以可以理 解为对机器周期进行计数。从计数值可以求得计数的时 间，所以称为定时器模式。
C/T＝1，为计数器模式，计数器对外部输入引脚T0 （P3.4）或T1（P3.5）的外部脉冲（负跳变）计数，允许 的最高计数频率为晶振频率的1/24。
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
TF0、TF1分别是定时器/计数器T0、 T1 的溢出标志位, 加法计数器计满溢出时置 1, 申请中断, 在中断响应后自动复 0。TF产生的中断申请是否被接受, 还需要由中断是否开放 来决定。
TR1、TR0 分别是定时器 /计数器T1、 T0 的运行控制位, 通过软件置 1 后, 定时器 /计数器才开始工作, 在系统复位时 被清 0。
MCS-51单片机的定时器计数器
1. 定时器T0/T1 中断申请过程
（1）在已经开放T0/T1中断允许且已被启动的前提下， T0/T1加1计满溢出时 TF0/TF1标志位自动置“1” ；
（2）CPU 检测到TCON中TF0/TF1变“1”后,将产生指 令：LCALL 000BH/LCALL 001BH 执行中断服务程序；
（3）TF0/TF1标志位由硬件自动清“0”,以备下次中断申
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（3）工作方式寄存器TMOD
T1
T2
GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0
M1,M0：工作方式选择位 。
=00：13位定时器/计数器； =01：16位定时器/计数器（常用）； =10：可自动重装的8位定时器/计数器（常用）； =11：T0 分为2个8位定时器/计数器；仅适用于T0。 C/T ：定时方式/计数方式选择位。 = 1：选择计数器工作方式，对T0/T1引脚输入的外部事件 的负脉冲计数； = 0 ：选择定时器工作方式，对机器周期脉冲计数定时。 如下页图所示。
CPL P1.0 MOV TH0，#15H MOV TL0，#0A0H
START:MOV SP,#60H MOV P1，#0FFH
SETB TR0 POP PSW
MOV TMOD,#01H MOV TH0，#15H MOV TL0，#0A0H
POP ACC RETI END
SETB EA
Байду номын сангаас
SETB ET0
定时器/计数器0采用工作方式1，其初值为：
21650ms/1s=6553650000=15536=3CB0H
电路图如下：
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第06章-单片机串行通信系统-习题解答
第6章单片机串行通信系统习题解答一、填空题1．在串行通信中，把每秒中传送的二进制数的位数叫波特率。
2．当SCON中的M0M1=10时，表示串口工作于方式 2 ，波特率为 fosc/32或fosc/64 。
3．SCON中的REN=1表示允许接收。
4．PCON 中的SMOD=1表示波特率翻倍。
5．SCON中的TI=1表示串行口发送中断请求。
6．MCS-51单片机串行通信时，先发送低位，后发送高位。
7．MCS-51单片机方式2串行通信时，一帧信息位数为 11 位。
8．设T1工作于定时方式2，作波特率发生器，时钟频率为11.0592MHz，SMOD=0，波特率为2.4K时，T1的初值为 FAH 。
9．MCS-51单片机串行通信时，通常用指令 MOV SBUF,A 启动串行发送。
10．MCS-51单片机串行方式0通信时，数据从 P3.0 引脚发送/接收。
二、简答题1．串行口设有几个控制寄存器？它们的作用是什么？答：串行口设有2个控制寄存器，串行控制寄存器SCON和电源控制寄存器PCON。
其中PCON 中只有PCON.7的SMOD与串行口的波特率有关。
在SCON中各位的作用见下表：2．MCS-51单片机串行口有几种工作方式？各自的特点是什么？答：有4种工作方式。
各自的特点为：3．MCS-51单片机串行口各种工作方式的波特率如何设置，怎样计算定时器的初值？ 答：串行口各种工作方式的波特率设置：工作方式O ：波特率固定不变，它与系统的振荡频率fosc 的大小有关，其值为fosc/12。
工作方式1和方式3：波特率是可变的，波特率=（2SMOD/32）×定时器T1的溢出率 工作方式2：波特率有两种固定值。
当SM0D=1时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/32当SM0D=0时，波特率=（2SM0D/64）×fosc=fosc/64计算定时器的初值计算：4．若fosc = 6MHz ，波特率为2400波特，设SMOD =1，则定时/计数器T1的计数初值为多少？并进行初始化编程。
单片机原理及应用串行口
单片机原理及应用串行口单片机是一种集成电路芯片，具有处理器核心、内存、定时器/计数器、输入/输出口等功能。
它采用单一芯片封装，具有体积小、功耗低、性价比高等优点，广泛应用于嵌入式系统、电子设备控制等领域。
串行口是单片机的一种重要接口，它通过串行通信协议实现与外部设备的数据交换。
串行口的主要特点是一次只能传输一个比特的数据，传输速率相对较慢，但传输距离较远，能够满足长距离数据传输的需求。
串行口的应用非常广泛，下面将从基本原理、工作方式和应用场景三个方面进行详细介绍。
1. 基本原理串行口基于串行通信协议，通过发送和接收两个引脚来实现与外部设备的数据交换。
串行口的发送和接收部分需要配合串行通信协议进行设置，包括数据位数、停止位数、奇偶校验位等。
2. 工作方式串行口的工作方式一般分为同步和异步两种模式。
同步模式中，数据传输的速率由外部计时器控制，发送和接收双方需要在同一时钟脉冲上进行数据传输；异步模式中，数据传输的速率由波特率发生器控制，发送和接收双方根据起始位和停止位进行数据传输。
3. 应用场景串行口广泛应用于各种嵌入式系统和电子设备控制中，以下是几个典型的应用场景：(1) 通信设备串行口可用于实现与计算机之间的数据交换，如通过串口与计算机进行数据通信、调试和程序下载等。
同时，串行口还可以与无线模块或蓝牙模块等外部设备配合，实现远程无线通信。
(2) 外设控制串行口可以控制各种外部设备，如继电器、数码管、液晶显示屏等。
通过串行口发送指令或数据，控制外部设备的状态和显示。
(3) 传感器数据采集串行口可以接收和解析各种传感器的数据，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
通过串行通信协议，将传感器采集到的数据发送给单片机进行处理和存储。
(4) 工业控制串行口广泛应用于工业领域的数据采集和控制系统中。
通过串行口，可以实现与各种传感器、执行器的数据交换和控制，如温湿度检测系统、智能电表系统等。
(5) 仪器仪表串行口可以连接到各种仪器仪表上，实现数据的采集和控制。
单片机教案(讲稿)
单片机教案(讲稿)第一章：单片机概述1.1 单片机的定义与发展历程介绍单片机的概念及其发展历程讲解单片机在我国的应用与发展现状1.2 单片机的组成与结构介绍单片机的组成结构，包括CPU、存储器、输入/输出接口等讲解单片机的硬件系统设计与应用1.3 单片机的特点与分类讲解单片机的主要特点，如体积小、成本低、功耗低等介绍单片机的分类及应用领域第二章：单片机编程基础2.1 计算机组成原理与数制转换讲解计算机组成原理，包括二进制、八进制、十六进制等数制转换方法介绍ASCII码、GB2312等字符编码标准2.2 单片机指令系统与编程语法讲解单片机的指令系统，包括数据传输、逻辑运算、算术运算等指令介绍单片机编程语法，如寄存器、立即寻址、间接寻址等2.3 程序设计方法与技巧讲解程序设计方法，包括顺序结构、分支结构、循环结构等介绍编程技巧，如变量命名、代码优化、模块化设计等第三章：单片机接口技术3.1 并行接口设计与应用讲解并行接口的原理与设计方法介绍并行接口在单片机中的应用案例，如键盘、LED显示等3.2 串行接口设计与应用讲解串行接口的原理与设计方法介绍串行接口在单片机中的应用案例，如串口通信、USB接口等3.3 其他接口技术介绍讲解ADC、DAC、PWM等接口技术的原理与应用介绍这些接口技术在单片机中的应用案例第四章：单片机应用系统设计4.1 系统设计流程与方法讲解单片机应用系统设计的流程，包括需求分析、硬件选型、软件设计等介绍系统设计方法，如模块化设计、层次化设计等4.2 硬件系统设计与调试讲解硬件系统设计的方法与技巧介绍硬件调试工具与方法，如示波器、逻辑分析仪等4.3 软件系统设计与调试讲解软件系统设计的方法与技巧介绍软件调试工具与方法，如调试器、仿真器等第五章：单片机项目实践5.1 项目实践概述讲解项目实践的目的与意义介绍项目实践的内容与要求5.2 项目实践案例一：温度控制系统讲解温度控制系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现温度控制的具体步骤与技巧5.3 项目实践案例二：智能家居系统讲解智能家居系统的原理与设计方法介绍使用单片机实现智能家居的具体步骤与技巧5.4 项目实践案例三：小型讲解小型的原理与设计方法介绍使用单片机控制小型的具体步骤与技巧展望单片机技术在未来的发展趋势与应用前景第六章：单片机中断与定时器/计数器6.1 中断系统讲解单片机的中断系统概念、类型及优先级介绍中断服务程序的编写方法与中断响应过程6.2 定时器/计数器原理讲解定时器/计数器的结构、工作模式及编程方法介绍定时器/计数器在工业控制中的应用案例6.3 中断与定时器/计数器应用实例结合具体案例，讲解中断与定时器/计数器在实际项目中的应用第七章：单片机串行通信技术7.1 串行通信基础讲解串行通信的概念、分类及标准介绍串行通信的物理层、数据链路层及网络层协议7.2 单片机串行通信接口讲解单片机串行通信接口的原理与编程方法介绍单片机串行通信在各种应用场景中的案例7.3 串行通信技术应用实例结合具体案例，讲解串行通信技术在实际项目中的应用第八章：单片机接口扩展技术8.1 并行扩展技术讲解并行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍并行扩展在存储器、IO接口等方面的应用8.2 串行扩展技术讲解串行扩展芯片的选型及接口设计方法介绍串行扩展在ADC、DAC、显示模块等方面的应用8.3 接口扩展技术应用实例结合具体案例，讲解接口扩展技术在实际项目中的应用第九章：单片机嵌入式系统设计9.1 嵌入式系统概述讲解嵌入式系统的概念、特点及分类介绍嵌入式系统的设计流程与方法9.2 嵌入式操作系统讲解嵌入式操作系统的概念、特点及分类介绍常见的嵌入式操作系统及其应用案例9.3 嵌入式系统设计实例结合具体案例，讲解嵌入式系统在实际项目中的应用第十章：单片机技术发展趋势与应用前景10.1 单片机技术发展趋势讲解单片机技术的发展趋势，如性能提升、集成度增加等介绍新兴的单片机技术，如片上系统（SoC）、物联网（IoT）等10.2 单片机应用前景探讨单片机技术在各个领域的应用前景，如工业控制、智能家居、医疗设备等分析单片机技术对我国经济社会发展的重要意义重点和难点解析重点环节一：单片机的定义与发展历程单片机作为微控制器的核心，其定义和发展历程是理解微控制器应用的基础。
单片机工作原理及相关接口技术解析
单片机工作原理及相关接口技术解析单片机（Microcontroller）是一种具有微处理器核心、内存、输入/输出设备及其他必要外设的集成电路芯片。
它广泛应用于各种电子设备和系统，如家电控制、汽车电子、医疗仪器等。
本文将从单片机的工作原理和相关接口技术两个角度对其进行解析。
一、单片机工作原理单片机的工作原理可以分为两个主要部分：微处理器核心和外设集成。
微处理器核心是单片机的核心组成部分，它包含中央处理器（CPU）、寄存器、指令集和时钟等关键元件。
通过时钟信号的驱动，中央处理器能够执行一条条指令，从而实现各种功能。
寄存器用于存储数据和指令，是中央处理器的重要组成部分。
指令集是一系列编程指令的集合，通过这些指令可以完成各种功能和操作。
外设集成包括内存、输入/输出设备和其他必要的外设。
内存主要用于存储程序代码和数据，包括存储器和数据RAM等。
输入/输出设备用于与外界进行数据交互，如键盘、显示器、通信接口等。
其他必要的外设可以根据具体应用需求进行扩展，如模拟/数字转换器（ADC/DAC）、定时器/计数器等。
单片机通过将内存中的程序代码和数据加载到寄存器中进行处理，然后再将处理结果输出到外设或存储器中，从而实现各种功能和任务。
通过对输入设备的监测和处理，单片机可以实现对外部环境的感知和控制。
通过与其他设备的通信接口，单片机可以与其他设备进行数据交换和通信。
二、单片机的相关接口技术解析1. 数字输入/输出接口（GPIO）数字输入/输出接口是单片机最常用的接口之一，它可以将单片机与外界的数字设备进行连接。
通过GPIO接口，单片机可以监听外部的输入信号，如开关状态、按钮按下等，同时也可以控制外部的输出信号，如LED灯、继电器等。
2. 通用异步收发器（UART）UART是单片机与串行设备进行通信的重要接口之一。
它可以将单片机的并行数据转换为串行数据，并通过电气线路与其他设备进行通信。
UART接口可以实现两个设备之间的双向数据传输，常用于串口通信，如与电脑进行通信、与传感器进行通信等。
单片机系统常用接口电路、功能模块和外设(一)
单片机系统常用接口电路、功能模块和外设（一）引言概述：本文将介绍单片机系统常用的接口电路、功能模块和外设。
单片机是一种集成了处理器、内存和一系列输入输出设备的微型计算机系统，它在各种电子设备中被广泛应用。
接口电路、功能模块和外设是为单片机系统提供数据输入和输出，扩展功能的重要组成部分。
本文将从以下5个方面详细介绍单片机系统中常用的接口电路、功能模块和外设。
正文：1. 并行口：- 数据线接口：用于传输数据的并行口接口，可以实现与其他设备的数据通信。
- 控制线接口：用于控制其他设备的并行口接口，可实现对其他设备的操作和控制。
- 状态线接口：用于传输设备状态信息的并行口接口，可用于监测和反馈设备状态。
2. 串行口：- USART接口：用于在单片机与外设之间进行异步和同步数据传输的串行口接口。
- SPI接口：用于在单片机与外设之间进行高速的串行数据传输的串行口接口。
- I2C接口：用于在单片机与外设之间进行低速的串行数据传输的串行口接口。
3. 定时器/计数器模块：- 定时器模块：用于生成固定时间间隔的定时信号，可用于定时任务和计时功能。
- 计数器模块：用于计数外部事件的频率或脉冲数，可用于测量和计数功能。
4. ADC/DAC模块：- ADC模块：用于将模拟信号转换为数字信号的模数转换器，可用于测量和采集模拟信号。
- DAC模块：用于将数字信号转换为模拟信号的数字模数转换器，可用于控制和输出模拟信号。
5. 中断控制器：- 外部中断：用于处理外部事件触发的中断请求，可用于实现对外设的即时响应。
- 内部中断：用于处理单片机内部事件触发的中断请求，可用于实现系统模块的即时响应。
总结：本文简要介绍了单片机系统常用的接口电路、功能模块和外设。
并行口和串行口用于数据通信和控制；定时器/计数器模块用于定时和计数功能；ADC/DAC模块用于模拟信号的输入和输出；中断控制器用于及时响应外部和内部事件。
这些接口电路、功能模块和外设为单片机系统提供了强大的扩展性和适应性，使其能够适应不同的应用领域和需求。
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• 式中，M为计数器模值，该值和计数器工作方式
有关。在方式0时M为213；在方式1时M为216；在 方式2和方式3时M为28。
• 把计数值换算成二进制装入THX、TLX中。
2．定时器初值的计算 在定时器模式下，计数器由单片机主脉冲经12 分频后计数。因此，定时器定时时间T的公式： T=（M-TC）TP 上式也可写成：TC=M-T/TP
；P1.0的状态取反
例：假设系统时钟为6MHz，编写定时器T0产生1秒定 时的程序。
（1）定时器T0工作方式的确定 因定时时间较长，采用哪一种工作方式？由定时器各
振荡器 1/12 C/T=0
TX TRX
GATE 1
INTX
C/T=1
& ≥1
TLX
TFX
THX
去串口
初值同时送THX、TLX，启动后可无限次运行，常用 于串行口波特率的产生。
4. 方式3—2个8位方式
只适用于定时器/计数器T0 。此时T1可用来作 串行口波特率产生器。
T0分为两个独立的8位计数器:TL0和TH0 。TL0 使用T0的状态控制位C/T*、GATE、TR0、，而TH0 被固定为一个8位定时器（不能作外部计数模式）， 并使用定时器T1的状态控制位TR1和TF1。
RESET: AJMP MAIN
；转主程序
ORG 000BH
；T0的中断入口
AJMP IT0P
；转T0中断处理程序IT0P
ORG 0100H
MAIN: MOV SP,#60H
；设堆栈指针
MOV TMOD,#01H ；设置T0为方式1
ACALL PT0M0 HERE: AJMP HERE PT0M0: MOV TL0,#0CH
第六章 定时器/计数器与串行通信口
定时器/计数器学习目标 定时器/计数器的结构及原理 定时器/计数器的各种工作方式 掌握定时器／计数器的应用
6.1.1 定时/计数器的基本原理
定时/计数器的核心部件是二进制加1计数器 (TH0、TL0或TH1、TL1) 。
1. 定时功能----计数输入信号是内部时钟脉 冲，每个机器周期使寄存器的值加1。所以， 计数频率是振荡频率的1/12。
MOV TH0,#0FEH SETB TR0 SETB ET0 SETB EA RET ITOP: MOV TL0,#0CH 值 MOV TH0,#0FEH CPL P1.0 RETI
；调用子程序PT0M0 ；自身跳转 ；T0初始化程序，T0置初值
；启动T0 ；允许T0中断 ；CPU开中断
；T0中断服务子程序，T0重置初
中断请求标志 启动定时/计数器 触发方式选择
0 停止 1 启动
0 低电平 1 下降沿
TCON可位寻址，字节地址是88H，复位时所有位 清零。低4位与外部中断有关，已介绍。高4位的功 能如下：
(1) TF1、TF0——计数溢出标志位，计数溢出时由 硬件自动置1，向CPU请求中断，当CPU响应时，由 硬件清0。 (2) TR1、TR0——计数运行控制位
X化为16进制，即X=FE0CH=1111111000001100B。 所以，T0的初值为：
TH0=0FEH TL0=0CH
(2)初始化程序设计
(3)程序设计
中断服务程序除了完成要求的产生方波这一工作 之外，还要注意将计数初值重新装入定时器中，为 下一次产生中断作准备。
参考程序：
ORG 0000H
由于方式0是为兼容MCS-48而设，其计数初值 计算复杂，在实际应用中，一般不用方式0，而采 用方式1。
一、方式1应用
例：假设系统时钟频率采用6MHz，要在P1.0上输出一 个周期为2ms的方波，如图所示。
(1)计算初值
设：需要装入T0的初值为X，则有: (216-X)×2×10-6=1×10-3 216-X=500 X=65036
2. 计数功能----计数脉冲来自相应的外部输入 引脚，T0为P3.4，T1为P3.5。当输入脉冲信号 从1到0的负跳变时，计数器就自动加1。计数的 最高频率为振荡频率的1/24。
6.1.2 定时器／计数器的控制寄存器
1．启/停与中断控制寄存器TCON （88H）
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
器 C/T=0
TX TRX GATE
INTX
计数脉冲输入
1
≥1
C/T=1
TLX THX TFX
低5位 8位
&
13位计数器
计数
器
2. 方式1—16位方式
振荡器
TX TRX GATE 1 INTX
1/12 C/T=0
C/T=1 &
≥1
TLX THX TFX 8位 8位
16位计数器
3. 方式2—8位自动装入时间常数方式
1：启动定时器/计数器工作 0：停止定时器/计数器工作
2．工作方式控制寄存器TMOD （89H）
控 制 T1
控 制 T0
89H GATE C/T M 1 M 0 GATE C/T M 1 M 0
和T0 类同
M1 M0 00 01 10 11
0 1
0 1
方式 方式0 方式1 方式2 方式3
定时器模式 计数器模式
各引脚与T0的逻辑关系如图所示：
当T1用作串行口的波特率发生器时，T0才工作 在方式3。T0处于方式3时， T1可定为方式0、方式 1和方式2，用来作为串行口的波特率发生器（通常 设置成方式2 ），或不需要中断的场合。
6.1.4 定时/计数器常数的计算
1．计数器初值的计算 • 把计数器计满为零所需要的计数值设定为C，计
与INT 0 无关 与INT 0 有关
GATE——门控位
0：以运行控制位TRX（X=0,1）来启动定时器/计 数器运行。
1：TRX=1且中断引脚(INT0或INT1)上为高电平时， 启动定时器/计数器运行。
6.1.3 定时器／计数器的工作方式（4种）
1. 方式0—13位方式
定时
振荡器
1/12Байду номын сангаас
M：模值，和定时器的工作方式有关； TP：单片机的机器周期（振荡周期TCLK的12倍）； TC：定时器的定时初值。
例：方式1，定时时间为5ms,主频为6MHz，求计数 初值？
3.初始化设置顺序
• 工作方式控制字TMOD的设置； • 计数初值的装入； • 开中断； • 启/停位的设置等。
6.1.5 定时器/计数器的编程和应用