51单片机定时器模式2与波特率的应用

一般来说，我们串口通讯用到的都是异步串行通讯，工作的方式为方式1.

方式1即为发送一个完整的信号为10个bit.起始信号为低电平，终止信号为高电平，串口通讯的两根线在平常时候都是处于高电平状态，当一旦有数据要进行转发的时候，电平拉低，通讯芯片马上对信号进行监听。这样子就能正常收发数据了。

一般来说，我们都是采用定时器1的模式2(自动重装模式)来作为波特率发生器的，同理，定时器1的中断也就被我们遗弃了，因为为了波特率产生的时候不会受到干扰(如果定时器1有中断函数，那么处理中断函数会关闭定时器1中断，这时候波特率发生器就处于关闭状态了)。根据STC给我们的文档，定时器1所具有的功能是比定时器2更强大的，所以，我们更倾向于把定时器1作为一个正常的中断定时器使用，而通过定时器是用说明也可以了解，定时器2的三种

51单片机定时器模式2与波特率的应用

用途：

1.捕获模式，简单点说就是检测外部引脚跳变时间，在整个负跳变时期记录下所在数值，然后申请中断，我们人工读取数值，得到波形宽度。

2.自动重装模式。跟定时器01的方式2一样，不过这时候他的定时器范围可以达到2^16，并且这里是用的是硬件重载，所以不存在延迟效果，如果我们要使用在对精度有严格要求，并且苦恼于定时器01只能重装到2^8=256，那这个定时器确实就是很强大的选择。

3.波特率发生器，这里跟定时器1的波特率发生器是一样的，同理，他使用的也是自动重装模式，不过这里是使用的是16位的自动重装，这可能也是他其中的优点之一吧，波特率变动范围很广。

关于波特率：波特率就是用来定义串口通讯时候每秒传送的数据量，用bps表示，像我们定义的波特率为600，即每秒发送600个二进制位，而我们每个字符占用十个二进制位，所以我们一秒一共可以发送6个二进制位。

关于波特率选定：一般来说，我们是选用低一点的波特率来进行通讯，因为高的波特率如果在12MHZ的晶振工作模式下，会产生很大的误差，如果时间长了，会导致数据没有办法对上时钟而导致通讯乱码。并且高的波特率因为传送的数据量大，在线的距离拉长的时候，容易产生很严重的干扰，所以还是优先选择低波特率进行通讯。

关于波特率和定时器2：定时器2作为波特率发生器的时候，是通过状态位的设定，来夺取定时器1的波特率发生器的作用，所以这时候我们可以通过设定，让定时器只是作为我们程序单纯中断的用途，然后定时器2作为专门的波特率发生器，这时候我们不用设定定时器2的中断，而且当初始化之后，就不用去管定时器2的中断了，我们要注意的只是串口中断，即通讯电平拉低那一瞬间所产生的中断请求。同理，串口中断跟定时器2中断是完全不同的，这里我们不需要使用定时器2中断，定时器2溢出的时候，会执行两种功能，一就是产生定时器2中断，另外一个是会向波特率发生器发送溢出信号，这时候发生器接收到这个信号的时候，自动进行时钟校对，产生一个bps的时钟信号，所以波特率发生器是这么来的，定时器2说简单点就是用来决定时钟信号的波形宽度的。溢出率越高，那么同一个时间段里面产生的时钟信号也就越密集，发送数据同步了时钟信号，同理也就能够发送更多的数据。

通过上图可得，在600bps的情况下，T2的自动重装值为FD8F.

通过上图的时序图，我们也可以清晰的得到，在上位机和下位机，下位机的时钟频率是由程序规定的，而上位机的时钟频率是由人工设定的，我们只要知道，两个时钟频率是要完全一致的，不然收发数据没有办法正常进行。

(发送)当send信号拉低的时候，txd也拉低表示要进行数据通讯，这时候发送的数据在每个时钟信号高电平的时候进行变换，在时钟信号电平的时候稳定，这样子发送出去的数据就会严格有固定的电平波长和高电平波长，当上位机进行接收到时候，当他检测到接收端的电平拉低的时候也对时钟信号进行同步，把时钟信号的高电平同步到数据接收端第一次电平拉低时刻，然后在时钟信号的低电平期间进行数据采集，比如第第二个时钟信号低电平表示的是这时候数据端的电平状态表示的是数据的第三个bit正在等待捕获，所以，如果时钟必须严格一致就是这个原因。当整个过程完成的时候，TI置位，表示接收完成，所以我们可以一直监听TI的情况，同理，置位情况下要记得给他人工清零。

(接收)接收会有点不同，虽然他也是在时钟同步的情况下进行，但是他是在shift为高电平期间捕获讯号，(上位机可能也是这种情况，暂时没有找到更明确的资料)，每个bit的变换时间很短，稳定时间很长，一般来说他是在时钟信号低电平中间进行信号捕获的。当整个过程完成的时候，RI置位，表示接收完成，所以我们可以一直监听RI的情况，同理，置位情况下要记得给他人工清零。

51单片机定时器使用经验总结

单片机定时器的使用可以说非常简单，只要掌握原理，有一点的C语言基础就行了。要点有以下几个：

1. 一定要知道英文缩写的原形，这样寄存器的名字就不用记了。

理解是最好的记忆方法。好的教材一定会给出所有英文缩写的原形。

2. 尽量用形像的方法记忆。

比如TCON和TMOD两个寄存器各位上的功能，教程一般有个图表，你就在学习中不断回忆那个图表的形像。

3. TMOD：定时器/计数器模式控制寄存器(TIMER/COUNTER MODE CONTROL REGISTER)

定时器/计数器模式控制寄存器TMOD是一个逐位定义的8位寄存器，但只能使用字节寻址，其字节地址为89H。其格式为：其中低四位定义定时器/计数器C/T0,高四位定义定时器/计数器C/T1，各位的说明：

(1)GATE——门控制。

GATE=1时，由外部中断引脚INT0、INT1来启动定时器T0、T1。

当INT0引脚为高电平时TR0置位，启动定时器T0;

当INT1引脚为高电平时TR1置位，启动定时器T1。

GATE=0时，仅由TR0,TR1置位分别启动定时器T0、T1。

(2)C/T——功能选择位

C/T=0时为定时功能，C/T=1时为计数功能。

置位时选择计数功能，清零时选择定时功能。

(3)M0、M1——方式选择功能

由于有2位，因此有4种工作方式:

M1M0 工作方式 计数器模式 TMOD(设置定时器模式)

0 0 方式0 13位计数器 TMOD=0x00

0 1 方式1 16位计数器 TMOD=0x01

1 0 方式2 自动重装8位计数器 TMOD=0x02

1 1 方式3 T0分为2个8位独立计数器，T1为无中断重装8位计数器 TMOD=0x03

单片机定时器0设置为工作方式1为TMOD=0x01

这里我们一定要知道，TMOD的T是TIMER/COUNTER的意思，MOD是MODE的意思。至于每位上的功能，你只要记住图表，并知道每个英文缩写的原型就可以了。

在程序中用到TMOD时，先立即回忆图表，并根据缩写的单词原形理出每位的意义，如果意义不是很清楚，就查下手册，几次下来，TMOD的图表就已经在脑子里了。

8位 GATE位，本身是门的意思。

7位 C/T Counter/Timer

6位 M1 Mode 1

5位 M0 Mode 0

4. TCON: 定时器/计数器控制寄存器(TIMER/COUNTER CONTROL REGISTER)

TMOD分成2段，TCON控制更加精细，分成四段，在本文中只要用到高四段。

TF0(TF1)——计数溢出标志位，当计数器计数溢出时，该位置1。

(1)TR0(TR1)——定时器运行控制位

当TR0(TR1)=0 停止定时器/计数器工作

当TR0(TR1)=1 启动定时器/计数器工作

(2)IE0(IE1)——外中断请求标志位

当CPU采样到P3.2(P3.3)出现有效中断请求时，此位由硬件置1。在中断响应完成后转向中断服务时，再由硬件自动清0。

(3)IT0(IT1)——外中断请求信号方式控制位

当IT0(IT1)=1 脉冲方式(后沿负跳有效)

当IT0(IT1)=0 电平方式(低电平有效)此位由软件置1或清0。

(4)TF0(TF1)——计数溢出标志位

当计数器产生计数溢出时，此位由硬件置1。当转向中断服务时，再有硬件自动清0。计数溢出的标志位的使用有两种情况：采用中断方式时，作中断请求标志位来使用;采用查询方式时，作查询状态位来使用。注意记忆方法，理解单词原形，就绝对不会把TF和TR搞混。TF的F也就是溢出Over Flow的F。TR的R就是运行Run。默认是0不运行，当然要置1才运行。

5. STC单片机STC89C52RC定时器延时时间的计算

延时时间要根据晶振频率计算，不同板子可能有所不同。

时钟周期：

1/时钟源，在我现在这块板子上，晶振频率是11.0592M，也就是时钟周期是 1/11059200秒

机器周期：

一般51单片机是12个时钟周期，我的板子也就是 12/11059200秒

单次定时最长时间：

如果是16位的计数器，16位最大值是65535，共可计数65536次。基本的常数一定要记住，还要记住8位最大值是255，共可计数256次，还要记住8位上每位代表的数值。

12 * 65536/11059200 = 0.0711 s,也就是，71 ms内的定时可以单次定时就完成。如果定时时间超过71 ms，就要循环了。

一次定时需要几次机器周期：

计算公式：定时秒数/机器周期

比如我要定时1秒， 1/(12/11059200)= 921600次，16位计数器最大可计数65536次，921600次早就益出了。我们可以每次定时10 ms，循环100次就可以定时1秒了，1 s缩小100百倍就是10 ms, 也就是每次需要计数9216次。

确实计数器初始值:

定时10 ms时，如果计数器从0开始计数，我们就不知道什么时候到了9216次。所以应该计数了9216次，16位计数器最多计数95536次，然后就溢出，一溢出TCON的TF位就会置1，我们只要经常检测TF位就可以知道什么时候完成10ms的定时了。

计算公式：计数器初始值=最大计数次数 - 需要计数次数

如果定时10 ms，计数器的初始值就是 65536 - 9216

计算计数器的高位和低位：

16位的计数器，也就是两个8位组成，8位的最大计数次数是256。所以:

计数器高位 = 初始值/256

计数器低位 = 初始值%6

6.STC89C52RC单片机定时器示例代码：

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