2022年单片机定时计数器知识点 .pdf

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1、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

2、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

3、时， TCON=00H ，SCON=00H 。所有的中断请求无效。TF1 TF0 IE1 IT1 IE0 IT0 TI RI 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TCON SCON接收中断请求标志发送中断请求标志精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页3、中断允许控制位IE 4、中

4、断优先级控制寄存器IP 89S51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。EA ES ET1 EX1 ET0 EX0 PS PT1 PX1 PT0 PX0 IE 外部中断0 中断允许

5、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 溢出中断优先级控外部中断 1 中断允优先级控制串行口中断允优先级控制IP 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页3、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 0 IE0 0003H T0 中断TF0 000BH 外部中断 1 IE1 0013H T1 中断TF1 001BH 串

6、行发送中断TI 0023H 串行接收中断RI 0023H 4、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PC 6、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

7、， 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） 、 IN

8、T1 （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 = 00H GATEC/ T M1M0GATEC/ 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 引脚共同控制启动精选学习资料 - - - - - - - - -

9、 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页3. 定时器控制寄存器TCON 、复位时 TCON=00H TCON 外部中断控制（二）定时器 /计数器 T0、 T1的工作方式1、 方式 0 T0、 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

10、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=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=（-x 初值） 12/fosc 2、方式 1 T0、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=（-x 初值） 12/fosc 3、方式 2 T0、T

11、1 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=（-x 初值） 12/fosc TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 T0 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 溢出中断请求标准精选学习资料 - - - - - - -

12、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页4、方式 3 T1 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

13、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SCON 98H SM0、 SM1：串行口工作方式选择位。可以设置4 种工作方式：SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8

14、 TI RI 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页SM0、 SM1 工作方式功能说明波特率00 方式 0 8 位移位寄存器方式fosc/12 01 方式 1 8 位异步通信方式T1 溢出率的16 或 32 分频10 式 2 9 位异步通信方式fosc 的 32 或 64 分频11 式 3 9 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。TB8RB9：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

15、，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=00H 2. 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：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。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。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。方式 3：同方式2，只是波特率可变。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页