单片机课件第二章单片机系统.ppt
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1、,2-4 定时器/计数器,定时器/计数器是单片机系统中的重要部件,在检测、控制及智能仪器等应用中,常用定时器作实时时钟,实现定时检测、定时控制。还可用定时器产生毫秒宽的脉冲,驱动步进电机一类的电气机械。计数器主要用于外部事件的计数。,51子系列:2个16位 C/T:T0,T152子系列:3个16位 C/T:T0,T1,T2,一、定时器/计数器 0、1 的结构:(P52 图 2-9),组成:加法计数器 T0:TH0.TL0 T1:TH1.TL1SFR:TMOD 方式控制寄存器 控制工作方式TCON 控制寄存器控制T0、T1的运行含T0.T1的溢出标志和INT0.INT1的中断申请标志。,通过对T
2、H0、TL0、TH1、TL1的初始化编程,控制计数初值;对TMOD、TCON的初始化编程,选择工作方式和控制T0、T1计数。,定时器计数器方式控制寄存器TMOD(89H),T1 T0,M1 M0 工作方式选择:0 0 13位C/T 0 1 16位C/T 1 0 常数自动装入的 8位C/T 1 1 分为 2个 8位C/T,(仅适用于T0),C/T 定时计数选择:0定时、计数信号Tcy(fosc的12分频)1计数、T1脚(P3.5)输入脉冲计数,GATE 选通控制门:1受外部电平控制 INT10时,封锁T1 0不受INT1的控制,、定时器计数器控制寄存器TCON(88H),TR1(TR0):运行控
3、制(软件设置)GATE0GATE1 1启动T1计数TR1INT11 启动 0禁止T1计数TR1INT10禁止,TF1(TF0):溢出中断标志 1T1溢出,请求中断 0中断请求已清除(也可由程序置位和清零,软件中断),二、定时器计数器0、的四种工作方式,、工作方式(P54 图 2-10),M1M0=0013位C/T,由TH 8位和TL低 5位构成T1计数的启动与停止受B点信号的控制:,GATE=0A=1B=TR11:闭合电子开关,允许计数0:断开电子开关,禁止计数GATE=1A=INT1B=TR1INT11:闭合,计数值:N213 X X是TH1、TL1初值定时时间:T(213 X)Tcy819
4、2Tcy最大定时时间:T213Tcy8192Tcy,若:Fosc=12MHZ,则Tcy1us、Tmax8192us8.192ms Fosc=6MHZ,则 Tcy=2us、Tmax=16.38ms,例:应用 T0 产生 1ms 定时,并使 P1.0 输出周期为 2ms 的方波,设晶振为 6MHZ。,1)求计数初值X:(TH0,TL0初值计算)因为 fosc6MHZ,所以 Tcy2us(6106)=210-6s=2us(213X)210-610-3X7692(11110000 01100)B(TH0)=F0H(TL0)=0CH2)方式字TMOD(TMOD)00H,3)程序,用查询 TF0 的状态来
5、控制 P1.0 的输出,在 P1.0 端得到周期为 2ms 的方波。,START:MOV TMOD,#00H;不必MOV TL0,#0CH;置初值MOV TH0,#0F0HSETB TR0;启动T0计数LOOP:JBCTF0,PTF0AJMP LOOPPTF0:MOV TL0,#0CHMOV TH0,#0F0HCPLP1.0;P1求反AJMP LOOP,2、工作方式1(P54 图2-10),M1M001 16位C/T,TH和TL都是8位计数值:N216X65536X定时时间:T(216X)TcyTmax216Tcy65536Tcy,例:上例中要求用方式实现)TH0,TL0初值计算(216X)2
6、10-610-3XFE0CH所以(TH0)0FEH;(TL0)0CH)TMOD设置(TMOD)01H)程序,工作方式(P56 图 2-11),M1M01 0常数自动装入的 8 位C/TTL1:8位加法计数器TH1:初值寄存器计数值:N28X256X定时时间:T(28X)Tcy(256X)Tcy,例:若从T0引脚输入低频负脉冲信号,要求0每次发生负跳变时,从 P1.0 输出一个 500us的同步脉冲,设fosc6MHZ,T1定时500us,T0计数初值FFH,T0计数,T1定时,1)TH0.TL0.TH1.TL1初值设定T0:计数方式,使发生负跳变时加计数溢出,程序查询到TF0=1时启动T1定时
7、,故初值应为FFH。T1:定时500us(256X)210-650010-6 X06H所以(TH1)(TL1)06H2)TMOD(TMOD)26H,3)程序:START:MOV TMOD,#26HMOV TH1,#06HMOV TL1,#06HMOV TH0,#0FFHMOV TL0,#0FFHSETB TR0LOOP1:JBCTF0,PTF01AJMP LOOP1,PTF01:CLR P1.0SETB TR1 LOOP2:JBCTF1,PTF02AJMP LOOP2PTF02:SETB P1.0CLR TR1AJMP LOOP1,工作方式(P56 图 2-12),图 2-12 定时器/计数器
8、0工作方式3结构图,M1M011 T0分为两个独立的 8 位计数器,TL0使用C/T.GATE.TR0.INT0.TF0.可定时.计数TH0使用T1的TR1和TF1只能用作定时。,当T0被用作为方式时,T1可选择方式 012,但由于TR1和TF1被TH0借用,不能产生溢出中断请求,所以只用作串行口的波特率发生器。,门控位的应用,门控位为“”时,使定时器的启动计数受外部输入电平的影响利用这个特性可测试外部输入脉冲的宽度。,被脉冲输入INT1(P3.3),T1定时器方式,GATE(TMOD.7)程控为1,测试原理如图所示(本例中脉冲高电平时间应小于65535个机器周期)。,T1从0开始计数,停止T
9、1计数读出T1值,90HTMOD1TR1,定时器计数器的飞读,不终止计数,读出数值,核对准确性,三定时器计数器,80328052:T2可定时计数,有三种工作方式:,16位自动重装载C捕捉方式串行口波特率发生器方式,T2结构:(P58图2-13,P59图2-14),T2由TH2TL2RCAP2HRCAP2LT2CON等电路组成:,TH2.TL2位加法器,RCAP2HRCAP2L位寄存器,自动装载:初值寄存器,捕捉:T2EX下降沿取TH2.TL2值,(一)的工作控制寄存器T2CON(),TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 C/T2 CP/RL2,CT2:功能选择位定时计数,T
10、R2:运行控制位,1、启动计数,禁止计数,CPRL2:捕捉重装载标志;,TCLK:串口发送时钟标志;决定T2的工作方式,RCLK:串口接收时钟标志;,RCLKTCLKCPRL2工作方式(P60 表2-9),位重载方式,1位捕捉方式,X波特率发生器,T2的溢出脉冲作串口发送时钟,X波特率发生器,T2的溢出脉冲作串口接收时钟,X波特率发生器,T2的溢出脉冲作串口发送接收时钟,)TF2:溢出中断标志,捕捉与重装载方式中,溢出时硬件置,申请中断,响应中断后不清除,必须由程序清零。,波特率发生器方式,溢出时不置,不会提出中断请求。,)EXEN2:外部允许标志;,EXF2:T2的外部中断标志;,当EXEN
11、2时,捕捉方式:T2EX下降沿时TH2.TL2RCAPH.L,EXF2=1,重装载:T2EX下降沿重装初值,EXF2=1,申请中断,中断响应后,EXF2未被硬件清除,必须用程序清零。,当EXEN20时,,T2EX(P1.1)引脚上电平变化对T2没有影响。,自动重装载工作方式,RCLK0TCLK0CPRL20,自动重装载及捕捉工作方式结构图(P58 图2-13),CPRL2024封锁8打开,ATF21:打开13使T2重装,0:封锁13,EXEN21 经门5,7,8使A1,打开13使T2提前开始新的计数周期,T2EX 1置EXF2为1,向CPU发出中断请求,TR20 封锁10,T2停止工作。,32
12、的捕捉工作方式,RCLK0TCLK0CPRL21,CPRL21 A0封锁13,EXEN2=0 封锁24RCAP2HRCAP2L不起作用,同T0。,T1方式1:CT20定时CT21计数,,TF2=1中断请求,TH1.TL2初值必须重新设定。,EXEN2=1 捕捉方式,T2EX 打开24,将TH2,TL2当前值捕捉到,RCAP2HRCAP2L寄存器,同时置EXF2=1,发出中断请求。,波特率发生器工作方式,T2CON中的RCLKK或TCLK被置1。,波特率发生方式结构图(P59 图2-14),TH2TL2为16位加法计数器;,RCAP2HRCAP2L为16位初值寄存器。,CT2=1 对T2(P1.
13、0)外部脉冲加法计数,CT2=0 对fosc2脉冲加法计数,计数溢出,打开1.3,重装初值,溢出脉冲是连续产生的周期脉冲溢出脉冲经16分频后作为串口的发送脉冲或接收脉冲,(2,3)。,RCLK=0 T1溢出脉冲 作为串口接收波特率,RCLK=1 T2溢出脉冲,TCLK=0 T1溢出脉冲 作为串口发送波特率,TCLK=1 T2溢出脉冲,T2处于波特率工作方式时,TF2不置位,不产生中断请求;EXEN2=1时,也不会发生重装载或捕捉的操作。,可利用EXEN2=1得到一个附加的外部中断:,T2EX:外部中断输入脚,EXEN2=0禁止中断,EXEN2=1允许中断,当T2EN时,EXF2=1,向CPU申
14、请中断,EXEN2,注意:,在波特率发生器工作方式下,若T2正在工作,则CPU不能访问TH2TL2;,对于RCAP2HRCAP2L只能读入,不能改写。,(60表2-10T2的各种工作状态),2-5 并行输入输出接口(P 60),I/O接口电路的功能,数据锁存:由于外围设备与计算机工作速度不同,在数据传递过程中会出现等 待,因此I/O口设有锁存器,将数据存入暂存,待计算机适时读取;,信息转换:a、并行、串行转换;b、A/D、D/A转换;,电平转换:转换成TTL电平;,地址译码:每个外设都应有一地址,译码器根据地址找到指定的设备;,缓冲,传送联络信息,端口地址,存储器单元与接口电路统一编址;存储器
15、单元与接口电路端口分别编址。,数据传送方式,无条件传送方式,查询传送方式,中断传送方式,直接数据通道传送方式(DMA),48 P0.P1.P2.P3.输出具有锁存功能;输入没有锁存功能;每位都能独立的输入或输出。P0 三态双向口 P1.P2.P3 准双向口(输入方式:口锁存器必须为”1”),图 2-15 P1口1位结构原理图,一.P1口 准双向口 功能:I/O,1.输出 MOV P1,#data(执行写P1口的指令)若写“1”.V1截止,P1.i由内部上拉电阻拉成高电平。输出“1”。若写“0”.V1导通,P1.i为低电平,输出“0”。2.输入 MOV A,P1(读P1口指令)必须先写“1”,使
16、V1截止,P1.i被拉成高电平,也可被 外部输入源拉成低电平。,3.CPU读 P1口的两种情况:读 P1口的锁存器状态值(端口操作)“读修改写”指令,打开三态门2:(ANL.ORL.JBC.CPL.INC.DEC.DJNZ.)读 P1口的引脚,打开三态门1,读P1口的输入状态。(MOV A,P1)4.8032/8052的P1.0,P1.1具有二重功能:P1.0(T2),P1.1(T2EX)外部控制输入端 5.负载能力 输出:可驱动 4个LSTTL负载(400uA)输入:可被任何TTL电路和MOS电路所驱动,即使是 集电极开路电路或漏极开路电路也无需外接上拉电阻。,二.P3口 准双向、双功能口,
17、功能:1)准双向I/O:操作同P1,第二功能输出线为高电平。,2)第二功能:输出:口线锁存器必须为“1”,此时门3的输出状态由第二功能线确定,P3.i状态取决于第二功能线的电平。输入:RXD、INTO、INT1、T0、T1经缓冲器4输入,直接进入芯片内部。P3口的每一位都可独立地定义为第一I/O功能,或第二 I/O功能。负载能力同P1。,三.P0口:三态双向口,功能:1.I/O 2.地址数据总线口 功能选择:由多路开关 MUX控制,I/O:控制信号“0”.MUX Q端,V2截止写入“1”:V1也截止,P0.i高阻态(外加提升电阻)“0”:V1导通,输出“0”地址/数据:控制信号“1”,MUX
18、地址/数据端,分时输出外部存储器低 8 位地址 A0 A7 和数据。“1”:V1截止,V2导通,输出“1”“0”:V1导通,V2截止,输出“0”地址由ALE下降沿锁存,地址信息来自于片内的R0,R1,PCL,DPL。8031/8032,P0口只能作为地址/数据总线口用。输出可驱动 8个 LSTTL电路。,四.P2口 准双向口,功能:1.I/O 2.地址总线口,输出8位A8A15地址。MUX控制同P0口 地址信息来源于PCH,DPH。8031/8032 一般作为地址总线口使用。负载能力:驱动4个LSTTL电路。,五.P0、P2口的地址/数据总线功能(P134 图4-1),2-6 串行输入输出接口
19、,计算机与外界的信息交换称为通信。并行通信:各位同时传送,通过并行接口实现;口线位数=数据宽度,快、距离20M;串行通信:数据各位顺序传送,占用口线少,距离远、慢。串行通信速度:“数据信号传送率”,单位:bit/s。单工通信:信息只能单方向传送;半双工:能双向传送,但不能同时进行;全双工:能同时双向传送(双方都有独立的接收器和发送器,只需2根线)(P63 图 2-19)。,一.基本概念,通信方式:异步通信(起止式同步方式):以字符为单位传送,每个字符加上起始位“0”,终止位“1”,字符间间隔可变,间隔用“1”填充,实现简单,灵活,速率较低。(P64 图 2-20 异步通信格式),同步通信:以数
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