MCS-51單片機定時器和計數(shù)器的4種工作方式解析-設(shè)計應(yīng)用

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MCS-51單片機含有2個定時器/計數(shù)器，具有4種工作方式。具有兩種工作模式（計數(shù)器模式和定時器模式）

MCS-51單片機含有1個全雙工串行口，具有4種工作方式。

TMOD-》定時器/計數(shù)器方式控制寄存器

TCON-》定時器/計數(shù)器控制寄存器

SMOD-》串行口波特率系數(shù)選擇位

SCON-》串行口控制寄存器

SBUF-》串行口數(shù)據(jù)緩沖器

TH0-》定時器/計數(shù)器0（高字節(jié)）

TL0-》定時器/計數(shù)器0（低字節(jié)）

TH1-》定時器/計數(shù)器1（高字節(jié)）

TL1-》定時器/計數(shù)器1（低字節(jié)）

MCS-51單片機定時器和計數(shù)器的4種工作方式解析

一、定時器/計數(shù)器

定時器/計數(shù)器T0由特殊功能寄存器TH0、TL0構(gòu)成

定時器/計數(shù)器T1由特殊功能寄存器TH1、TL1構(gòu)成

特殊功能寄存器TMOD用于控制和確定定時器/計數(shù)器T0、T1的工作模式和工作方式。

特殊功能寄存器TCON用于控制T0、T1的啟動和停止計數(shù)，同時包含了T0、T1的狀態(tài)。

工作方式控制寄存器TMOD

TMOD用于控制定時器/計數(shù)器的工作模式及工作方式，它的字節(jié)地址為89H。

D7D6D5D4|D3D2D1D0

GATEC/TM1M0|GATEC/TM1M0

T1|T0

8位分為2組，高4位控制T1，低4位控制T0。

GATE：門控制位。若GATE=0，定時器/計數(shù)器的運行不受外部輸入引腳INT0或INT1的控制。

C/T：計數(shù)器模式和定時器模式的選擇位。C/T=0為定時器模式。C/T=1為計數(shù)器模式，計數(shù)器對外部輸入引腳T0（P3.4）或T1（P3.5）的外部脈沖（負跳變）計數(shù)。

M1、M0位：4種工作方式選擇位。

M1M0工作方式

00方式0TLX（x=0，1）中低5位與THX的8位構(gòu)成13位計數(shù)器

01方式1TLX與THX構(gòu)成16位計數(shù)器

10方式2常數(shù)自動重裝載的8位計數(shù)器，每當計數(shù)器TLX溢出時，THX中的內(nèi)容裝載到TLX

11方式3僅適用于T0，分成2個8位計數(shù)器，T1停止計數(shù)

定時器/計數(shù)器控制寄存器TCONTCON的字節(jié)地址為88H

D7D6D5D4D3D2D1D0

TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0

低4位與外部中斷有關(guān)，高4位功能如下：

TF1:T1計數(shù)溢出標志位。當T1計數(shù)溢出時，由硬件置1，申請中斷。進入中斷服務(wù)程序后被硬件自動清0

TR1:T1計數(shù)運行控制位。由軟件置1或清0.當GATE位（TMOD第7位）=0，TR1=1時允許T1計數(shù)。當TR1=0時禁止計數(shù)

TF0:T0計數(shù)溢出標志位。當T0計數(shù)溢出時，由硬件置1，申請中斷。進入中斷服務(wù)程序后被硬件自動清0

TR0:T0計數(shù)運行控制位。由軟件置1或清0.當GATE位（TMOD第3位）=0，TR0=1時允許T0計數(shù)。當TR1=0時禁止計數(shù)

二、串行口

串行口有4種工作方式。波特率可用軟件設(shè)置，由片內(nèi)的定時器/計數(shù)器產(chǎn)生。

MCS-51單片機內(nèi)部的串行口有2個物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器SBUF，可同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。發(fā)送緩沖器只能寫入不能讀出，接收緩沖器只能讀出不能寫入，兩個緩沖器共用一個字節(jié)地址（99H）。

控制MCS-51單片機串行口的控制寄存器共有兩個：特殊功能寄存器SCON和PCON

串行口控制寄存器SCON（地址98H）

D7D6D5D4D3D2D1D0

SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI

SM0、SM1：串行口4種工作方式的選擇位

SM2：允許方式2和3的多機通訊控制位。在方式2或3中，如果SM2置為1，則接收到的第9位數(shù)據(jù)（RB8）為0時不激活RI。在方式1時，如果SM2=1，則只有收到有效的停止位時才會激活RI。在方式0時SM2必須清0。

REN：允許串行接收位。由軟件置1或清0.REN=1允許接收，REN=0則禁止接收。

TB8：是工作方式2和3時，要發(fā)送的第9位數(shù)據(jù)。需要時由軟件置1或清0。在多機通訊中用來表示是地址幀還是數(shù)據(jù)幀。TB8=1為地址幀，TB8=0為數(shù)據(jù)幀

RB8：當工作在方式2和3時，為接收到的第9位數(shù)據(jù)。在多機通訊中為地址幀或數(shù)據(jù)幀的標識位。在方式1如果SM2=0，RB8是接收到的停止位。在方式0不使用RB8.

TI：發(fā)送中斷標志位，在方式0串行發(fā)送第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時由硬件置1，或在其它方式串行發(fā)送停止位的開始時置1.TI=1時申請中斷，CPU響應(yīng)中斷后，發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。TI必須由軟件清0.

RI：接收中斷標志位。在方式0串行接收到第8位數(shù)據(jù)結(jié)束時，由硬件置1.在其它方式中，串行接收到停止位的中間點時置1.RI=1時申請中斷，要求CPU取走數(shù)據(jù)。但在方式1中，SM2=1時，若未收到有效的停止位，不會對RI置1.RI必須由軟件清0.

特殊功能寄存器PCON（地址87H）

D7。..。..D0

SMOD。..。..。.

SMOD波特率系數(shù)選擇位。

串行口的工作方式

SM0SM1方式功能說明

000移位寄存器方式（用于擴展I/O口）

0118位UART，波特率可變（T1溢出率/n）

1029位UART，波特率為Fosc/64或Fosc/32

1139位UART，波特率可變（T1溢出率/n）

方式0：為移位寄存器輸入輸出方式，可外接移位寄存器，以擴展I/O口，也可外接同步輸入輸出的設(shè)備

方式1：方式1的波特率由以下公式確定：

方式1波特率=2SMOD/32*定時器1的溢出率式中SMOD為PCON寄存器的位的值（0或1）

方式1輸出：數(shù)據(jù)位由TXD端輸出，發(fā)送一幀信息為10位，1起始位，8位數(shù)據(jù)位，和1位停止位。

CPU執(zhí)行一條數(shù)據(jù)寫發(fā)送緩沖器SBUF的指令，就啟動發(fā)送。當發(fā)送完數(shù)據(jù)位，置“1”中斷標志位TI。

方式1輸入REN=1，SM0=0，SM1=1），以所選波特率的16倍的速率采集RXD引腳狀態(tài)，當采集到RXD端從1到0的跳變時就啟動定時器，接收的值是3次采用中至少兩次相同的值，以保證可靠無誤。當檢測到起始位有效時，開始接收一幀其余的信息。一幀信息為10位，1位起始位，8位數(shù)據(jù)位（先低位），1位停止位。當滿足以下2個條件時1）RI=0（2）收到的停止位=1或SM2=0時，停止位進入RB8，且置1中斷標志RI.若這2個條件不滿足，信息將丟失。因此中斷標志必須由用戶的中斷服務(wù)程序（或查詢程序）清0。

方式2：

方式2輸出：發(fā)送數(shù)據(jù)由TXD端輸出，發(fā)送一幀信息為11位，1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位（先低位），一位可編程為1或0的第9位數(shù)據(jù)，1位停止位。附加中的第9位數(shù)據(jù)即SCON中的TB8的值，TB8由軟件置1或清0.可以做為多機通訊中的地址或數(shù)據(jù)的標志位，也可以做為數(shù)據(jù)的奇偶檢驗位。

方式2輸入：SM0=1SM1=0，且REN=1時，允許串行口以方式2接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)由RXD端輸入，接收11位信息。1位起始位0，8位數(shù)據(jù)位，1位附加的第9位數(shù)據(jù)，1位停止位1。當接收器采樣到RXD端從1到0的跳變，并判斷起始位有效后，便開始接收一幀信息。在接收器接收到第9位數(shù)據(jù)后，當RI=0且SM2=0或接收到的第9位數(shù)據(jù)位為1時，接收的數(shù)據(jù)送入SBUF（接收緩沖區(qū)），第9位數(shù)據(jù)送入RB8，并置“1”RI.若不滿足這2個條件，接收到的信息被丟棄。

方式3：

方式3：除了波特率外