【蓝桥杯】——定时器/计数器与串行口

最新推荐文章于 2022-11-02 17:49:00 发布

斯择微韵

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文章标签：蓝桥杯单片机 stm32

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/m0_50708613/article/details/123265937

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一、定时器/计数器

（一）什么是定时器/计数器

定时器/计数器，是一种可以对所接收到的信号进行响应，即对接收的内部时钟信号或外部输入信号进行计数，其呈现周期性的计数方式（有点类似于现实生活中时钟计数方式）。故定时器/计数器的最基本工作原理就是进行计数。

（二）、51单片机定时器/计数器的结构

51单片机定时器/计数器的结构如图1

图1 51单片机定时器/计数器的结构

其中TMOD用于选择定时器/计数器T0、T1的工作模式和工作方式，TCON用于控制定时器/计数器T0,T1的启动和停止，同时还包括定时器/计数器的T0、T1的状态，它的内容有软件设计或查询，单片机复位时，TMOD、TCON的各位皆位0.

1、控制寄存器TMOD

工作方式控制寄存器TMOD用于选择定时器/计数器T0、T1的工作模式和工作方式，它是字节地址为89H，不可位寻址。

GATE	C/T	M1	M0	GATE	C/T	M1	M0
定时器/计数器T1				定时器/计数器T0

注：高八位为定时器/计数器T1的方式控制字段；低八位为定时器/计数器T1的方式控制字段。

（1）GATE：门控位

GATE=0，由TR0和TR1启动定时器/计数器；GATE=1，由外部中断INT1和INT0启动定时器/计数器。

（2）C/T：定时器/计数器工作模式选择位

C/T=0，为定时功能；C/T=1，为计数功能；

（3）M1,M0：定时器/计数器工作方式选择位

如图2所示

M1	M0	工作方式
0	0	方式0，为13位定时器/计数器
0	1	方式1，为16位定时器/计数器
1	0	方式2，为8位自动重装计数初值的定时器/计数器
1	1	方式3，定时器/计数器T0分成两个独立的8位定时器/计数器，只适用于定时器/计数器T0，不能用于定时器/计数器T1

2、控制寄存器TCON

对于TCON的讲解见：【蓝桥杯】——单片机的中断系统_m0_50708613的博客-优快云博客

（三）定时器/计数器的编码思路

定时器/计数器的程序设计，通常包含两个函数：初始化函数和中断服务函数

1、初始化函数

（1）确定工作方式（即对TMOD赋值）

（2）预值定时器/计数器的初值，即TH0、TL0或者TH1、TL1的确定。

（3）根据需要决定是否开放定时器/计数器的中断，直接对IE对应位赋。

（4）启动定时器/计数器。

2、中断服务函数

（1）判断工作方式，如果不是自动重装模式，需要对THx和TLx重新赋值。

（2）进行间隔定时到达的逻辑处理。

二、51单片机串行口

（一）单片机串行的基本概念

1、串口通信是串行数据一帧一帧进行发送和接收。

2、串口通信的模式有：单工、半双工和全双工三种。

3、异步通信：就是接收和发送双方不使用共同的同步时钟来控制收、发双方的同步。而是依靠各自的时钟来控制数据的传送。

4、波特率：是指串行口每秒发送或接收数据的位数，单位为b/s。每发送一位所需的时间为T，则其波特率为1/T

（二）串行口结构

如图3所示

串行数据缓冲器SBUF

SBUF是两个物理上独立的发送缓冲器和接收缓冲器，可同时发送、接收数据、可实现全双工串行通信。两个缓冲器共用于一个特殊功能的寄存器字节地址99H。串行发送时，从内部总线向发送缓冲器SBUF写入数据；串行接收时，从接收缓冲器SBUF中读取数据。

（三）、与串口相关的寄存器

51单片机中与串口相关的寄存器有四类：
a:        TH1和TL1：设置波特率参数。
b:        TMOD：设置定时器1的工作模式。
c:         SBUF：串行通信数据的发送和接收缓冲器。
d:        SCON：串行接口控制寄存器。

（四）、串行接口控制寄存器SCON

SM0	SM1	SM2	REN	TB8	RB8	TI	RI
串行口工作方式控制位	串行口工作方式控制位	多机通信控制位	允许接收控制位	发送的第9位控制位	接收的第9位控制位	发送中断标志	接收中断标志

1、SM0、SM1：串行口方式控制位

其串行口有4中工作方式，如表所示

SM0	SM1	工作方式
0	0	方式0，移位寄存器方式，用于并行I/O扩展，不可用于通信
0	1	方式1，8位通用异步通信方式，比特率可变
1	0	方式2，9位通用异步通信方式，比特率可为fosc//64或fosc/32
1	1	方式3，9位通用异步通信方式，比特率可变

2、REN

REN=1,允许串行口接收数据；REN=0,禁止串行口接收数据.

（五）波特率的计算

串行口工作方式0时，波特率固定为fosc/12。
串行口工作方式2时，波特率计算公式为：波特率=2SMOD64×fosc
串行口工作方式1和3时, 波特率计算公式为: 波特率=2SMOD32×定时器T1的溢出速率=2SMOD32×fosc12×(2n-定时器、计数器1的初值x)

三、例题

在CT107D综合训练平台上，采用定时器中断实现一个简易时钟的操作，格式为yy-mm-dd；

其中S5具有清零功能，S4具有暂定和启动的功能。

#include "reg52.h"

sbit S4=P3^3;
sbit S5=P3^2;

unsigned char hour=0;
unsigned char minter=0;
unsigned char t_ms=0;

/**********数码管段码***********/
unsigned char code SMG_NoDot[18]=
{
	0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,
	0x80,0x90,0x88,0x80,0xc6,0xc0,0x86,0x8e,
	0xbf,0x7f};

/********锁存器是选择**********/

void Init74HC138(unsigned char channel)
{
	switch(channel)
	{
		case 4:
			P2=(P2 & 0x1f) | 0x80;
		break;
		
		case 5:
			P2=(P2 & 0x1f) | 0xa0;
		break;
		
		case 6:
			P2=(P2 & 0x1f) | 0xc0;
		break;
		
		case 7:
			P2=(P2 & 0x1f) | 0xe0;
		break;
		
	}
}

void DisplaySMG(unsigned int t)
{
	while(t--);
}

/*****************显示单位数码管函数**********/
void DisplaySMG_Bit(unsigned char pos,unsigned char value)
{
	Init74HC138(7);
	P0=0xff;            //消隐
	Init74HC138(6);
	P0=0X01<<pos;       //选择数码管的位置
	Init74HC138(7);
	P0=value;           //输出数码管显示内容
}

void DisplayTimer()
{
	DisplaySMG_Bit(0,SMG_NoDot[hour/10]);
	DisplaySMG(500);
	DisplaySMG_Bit(1,SMG_NoDot[hour%10]);
	DisplaySMG(500);
	
	DisplaySMG_Bit(2,SMG_NoDot[16]);
	DisplaySMG(500);
	
	DisplaySMG_Bit(3,SMG_NoDot[minter/10]);
	DisplaySMG(500);
	DisplaySMG_Bit(4,SMG_NoDot[minter%10]);
	DisplaySMG(500);
	
	DisplaySMG_Bit(5,SMG_NoDot[16]);
	DisplaySMG(500);
	
	DisplaySMG_Bit(6,SMG_NoDot[t_ms/10]);
	DisplaySMG(500);
	DisplaySMG_Bit(7,SMG_NoDot[t_ms%10]);
	DisplaySMG(500);
	
}

/*********定时器中断**********/
void InitTimer0()
{
	TMOD=0x01;
	TH0=(65535-50000)/256;
	TL0=(65535-50000)%256;
	ET0=1;
	EA=1;
	TR0=1;
}

void ServiceTerrupt() interrupt 1
{
	TH0=(65535-50000)/256;
	TL0=(65535-50000)%256;
	
	t_ms++;
	if(t_ms==60)
	{
		minter++;
		t_ms=0;
		if(minter==60)
		{
			hour++;
			minter=0;
		}
		if(hour==24)
			hour=0;
	}
}

void Delay(unsigned int t)
{
	while(t--);
}


void Scan_Keys()
{
	if(S4==0)        //暂停和启动
	{
		Delay(100);
		if(S4==0)
		{
			TR0=~TR0;
			while(S4==0)
			{
				DisplayTimer();
			}
		}
	}
	
	if(S5==0)    //清零
	{
		Delay(100);
		if(S5==0)
		{
			t_ms=0;
			minter=0;
			hour=0;
			while(S5==0)
			{
				DisplayTimer();
			}
		}
	}
}

void main()
{
	InitTimer0();
	while(1)
	{
		DisplayTimer();
		Scan_Keys();
	}
}