单片机 第五章 功能单元结构与操作原理.ppt

第五章　功能单元结构与操作原理 主要内容： 　　1、介绍定时/计数器的结构和功能特点； 　　2、介绍串行接口的结构和通信方式、波特率的设置，以及它们各自的工作方式和控制寄存器的设置； 　　3、介绍中断的概念、响应条件、处理原则； 　　4、通过典型的应用实例介绍定时/计数器、串行口以及中断程序设计的基本结构及模块化程序设计，使学生进一步理解和掌握定时/计数器、串行接口以及中断系统，并掌握程序设计的基本方法和技巧。 第五章　功能单元结构与操作原理 要求： 　　1、掌握定时/计数器的主要功能特点； 　　2、掌握串行接口的主要功能特点； 　　3、熟练掌握单片机的中断系统； 　　4、熟练掌握定时/计数器、串行口的工作方式以及 中断的使用； 　　5、熟练掌握定时器初值计算、波特率设置，初始化 程序的编制，子程序结构，实现模块化程序设计； 　　6、熟练掌握中断程序的编制的方法，深刻理解查询和中断的区别； 　　7、深刻理解软件和硬件的相互关系，不断提高解决实际问题的能力。　　 5.1 定时/计数器 5.1? 定时/计数器 　　51系列单片机内部设有两个可编程的16位定时/计数器T0、T1。它们均可用作定时控制、延时以及对外部事件计数。 　　可编程：指可由指令来确定或改变以下任务：　　①确定其工作方式是定时还是计数；　　②预置定时或计数初值；　　③当定时时间到或计数终止时，要不要发中断请求；　　④如何启动定时或计数器工作。 5.1 定时/计数器 5.1? 定时/计数器 相关的SFR：TMOD(工作方式)、TCON(状态)。 　　定时功能：每个机器周期定时器加1。如：定时对温度的采样测量等。 　　计数功能：在外部事件相应输入脚（T0和T1）产生负跳变，计数器加1。如：根据外部信号的计数结果来实现控制。 5.1 定时/计数器 一 定时/计数器结构与工作原理 1、结构 两个16位定时/计数器：T0和T1。 　　分别由两个8位专用寄存器组成，即T0由TH0和TL0构成，T1由TH1和TL1构成，地址分别为8AH～8DH。这些寄存器是用于存放定时或计数初值，它们都是以加“1”方式计数，每个定时/计数器都可以由软件设置成定时工作方式或计数工作方式。 　　TMOD主要用于选定定时器的工作方式，TCON主要用于控制定时器的启动与停止。 5.1 定时/计数器 图5-1 80C51定时/计数器逻辑结构图 5.1 定时/计数器 2、工作原理 (1)定时器 　　①当工作在定时方式时，计数输入信号来自内部振 荡器信号，在每个机器周期内定时器的计数器作一次 “＋1”运算，所以，可视为计算机器周期的计数器； 　　②因一个机器周期等于12个振荡脉冲，所以定时器 的计数频率Fcount=(1/12)*fosc。如晶振为12MHz，则计数 周期为： 　　③若定时器的计数器“＋1”产生溢出，则标志定时时 间到。 5.1 定时/计数器 　　当定时/计数器被设定为某种工作方式后，它就会按设定的工作方式独立运行，不再占用CPU的操作时间，直到加1计数器计满溢出，才向CPU申请中断。 5.1 定时/计数器 (2)计数器 　　①当工作在计数方式时，外部输入信号来自引脚T0(P3.4)或T1(P3.5)。外部输入信号的下降沿将触发计数，计数器在每个机器周期的S5P2期间采样外部输入信号，若一个机器周期采样值为1，下一个机器周期采样值为0，则计数器加1，故识别一个从1到0的跳变需2个机器周期。 　　②对外部输入信号最高的计数速率是(1/24)*fosc。 　　③对外部计数脉冲的要求：外部输入信号的高电平 与低电平保持时间均需大于一个机器周期。 　　④若计数产生溢出，表明计数终止。 5.1 定时/计数器 二 定时/计数器工作方式及控制 　　定时/计数器的初始化：定时/计数器在其工作之前必须将控制字写入工作方式寄存器和控制寄存器的过程。 1、工作方式寄存器TMOD 功能：用于控制T0和T1的工作方式。 各位功能如下： 　　(1)M0、M1：工作方式控制位，可构成下表的4种工作方式： 工作方式寄存器TMOD 　　(3)GATE：选通控制位。 当GATE=0时，只用软件对TR0(或TR1)置1即可启动定时器开始工作。 当GATE=1时，只有在 (或 )引脚为1，且用软件对TR0(或TR1)置1才能启动定时器工作。 　　TMOD不能位寻址，只能用字节方式设置工作方式。 复位时，TMOD所有位均为0。 5.1 定时/计数器 2、控制寄存器TCON 　　作用：控制定时器的启动、停止以及标志定时器的溢出和中断情况。 TCON的格式： 　　TR0：T0运行控制位，功能与TR1相同。 　　IE