前言
52單片機比51單片機不只是在容量上提升,還多一個定時器2。定時器 T2的功能比 T1、T0都強大,但描述它的資料不多, 可能是使用得比較少的緣故吧。但好用的東西怎樣放過,下面來盤盤定時器2。
概述
定時器 T2是一個 16 位的具有自動重裝和捕獲能力的定時 / 計數器,它的計數時鐘源可以是內部的機器周期,也可以是 P1.0 輸入的外部時鐘脈沖。它由兩個寄存器控制,他們是寄存器 T2CON,寄存器T2MOD。內部還有一個陷阱寄存器( RCAPXL,PXAPXH)與之相關。T2定時器有三種工作模式,分別是捕獲,自動重裝和波特率發生器。
寄存器介紹
定時器2控制寄存器T2CON
定時器2控制寄存器T2CON是定時器2的設置寄存器,用來設定與定時器2的一些相關操作。字節地址位C8H,可位尋址。
定時器2控制寄存器T2CON
TF2:定時/ 計數器 2 溢出標志,T2溢出時置位, 并申請中斷。?只能用軟件清除
但 T2 作為波特率發生器使用的時候, ( 即 RCLK=1或 TCLK=1),T2溢出時不對 TF2置位。
EXF2:當 EXEN2=1時,且 T2EX引腳(P1.0)出現負跳變而造成 T2的捕獲或重裝
的時候, EXF2置位并申請中斷。?EXF2也是只能通過軟件來清除的。
RCLK:串行接收時鐘標志, 只能通過軟件的置位或清除; 用來選擇 T1(RCLK=0 )還是 T2(RCLK=1 )來作為串行接收的波特率產生器
TCLK:串行發送時鐘標志, 只能通過軟件的置位或清除; 用來選擇 T1(TCLK=0 )
還是 T2(TCLK=1 )來作為串行發送的波特率產生器
EXEN2?:T2的外部允許標志,只能通過軟件的置位或清除; EXEN2=0 :禁止外部
時鐘觸發 T2;EXEN2=1 :當 T2未用作串行波特率發生器時,允許外部時鐘觸發 T2,當 T2EX引腳輸入一個負跳變的時候,將引起 T2的捕獲或重裝,并置位 EXF2,申請中斷。
TR2:T2的啟動控制標志; TR2=0:停止 T2;TR2=1:啟動 T2
C/T2:T2 的定時方式或計數方式選擇位。 只能通過軟件的置位或清除; C/T2=0 :
選擇 T2 為定時器方式; C/T2=1 :選擇 T2 為計數器方式, 下降沿觸發。
CP/RT2?:捕獲/重裝載標志,只能通過軟件的置位或清除。 CP/RT2=0 時,選擇重裝載方式,這時若 T2 溢出( EXEN2=0 時)或者 T2EX 引腳(P1.0)出現負跳變(EXEN2=1 時),將會引起 T2 重裝載; CP/RT2=1 時,選擇捕獲方式,這時若 T2EX 引腳( P1.0)出現負跳變( EXEN2=1 時),將會引起 T2 捕獲操作。但是如果 RCLK=1 或 TCLK=1 時,CP/RT2 控制位不起作用的,被強制工作于定時器溢出自動重裝載模式。
工作模式設置圖如下,x表示無效,無論高低電平。
工作模式設置
定時器2控制寄存器T2MOD
定時器2控制寄存器T2MOD用來設定定時器2自動重轉模式遞增或遞減模式,字節地址為C9H,?不可位尋址,且可能在頭文件沒有定義,需要自行定義。--表示保留未使用。
定時器2控制寄存器T2MOD
T2OE?:T2 輸出允許位,當 T2OE=1 的時候,允許時鐘輸出到 P1.0。(僅對
80C54/80C58 有效)
DCEN:向下計數允許位。 DCEN=1 是允許 T2 向下計數,否則向上計數。
自動重裝模式
這個工作模式與8位自動重裝一樣,只是定時器2是16位。還有功能更加強大。可以是正常的遞增計數,也可以是遞減計數。遞增遞減控制位位于寄存器T2MOD的DCEN位。下圖是自動重裝模式邏輯圖。
自動重裝模式
TH2,TL2構成16位加1計數器
RCAP2H,RCAP2L構成16位初值寄存器
T2EX引腳即P1.0引腳
當定時器 2 工作于 16 位自動重裝載方式時,能對其編程為向上或向下計數方式, 這個功能可通過特殊功能寄存器 T2MOD的 DCEN 位(允許向下計數)來選擇的。復位時, DCEN 位置“ 0”,定時器 2 默認設置為向上計數。(遞增計數)當 DCEN置位時,定時器 2 既可向上計數也可向下計數,這取決于 T2EX (P1.1)引腳的值。當 DCEN=0 時,定時器 2 自動設置為向上計數,在這種方式下, T2CON 中的 EXEN2 控制位有兩種選擇,若 EXEN2=0,定時器 2 為向上計數至 0FFFFH (65535)溢出,置位 TF2 激活中斷,同時把 16 位計數寄存器 RCAP2H 和 RCAP2L重裝載, RCAP2H 和 RCAP2L 的值軟件預置。若 EXEN2=1,定時器 2 的 16 位重裝載由溢出或外部輸入端 T2EX 從 1 至0 的下降沿觸發。這個脈沖使 EXF2 置位,如果中斷允許,同樣產生中斷。
當 DCEN=1 時,允許定時器 2 向上或向下計數,這種方式下, T2EX 引腳控制計數器方向。 T2EX 引腳為邏輯“ 1”時,定時器向上計數,當計數 0FFFFH 向上溢出時,置位 TF2,同時把 16 位計數寄存器RCAP2H 和 RCAP2L重裝載到 TH2 和 TL2 中。 T2EX 引腳為邏輯“ 0”時,定時器 2 向下計數, 當 TH2 和 TL2 中的數值等于 RCAP2H 和RCAP2L中的值時,計數溢出,置位 TF2,同時將 0FFFFH 數值重新裝入定時寄存器中。
當定時 / 計數器 2 向上溢出或向下溢出時,置位 EXF2 位。
寄存器,原理都說完,只差實戰。
示例
#include
sbit?led=P1^1;????????//位定義
sfr?T2MOD=0XC9;????????//寄存器T2MOD定義
main()
{
?????????????????????//50微秒@11.0592MHz
????T2MOD?=?0;??????//----?--00??初始化模式寄存器??默認向上計數
????T2CON?=?0;??????//0000?0000??初始化控制寄存器?一個中斷源,16位自動重裝模式
????TL2?=?0x00;?????//設置定時初值
????TH2?=?0x4C;?????//設置定時初值
????RCAP2L?=?0x00;??????//設置定時重載值
????RCAP2H?=?0x4C;??????//設置定時重載值
????TR2?=?1;????????//定時器2開始計時
????IE=0XA0;????????//1010?0000?打開全局中斷,定時器2中斷
????while(1);
}
void?timer_T2()?interrupt?5???????//中斷函數
{
????static?unsigned?char?count;?????//定義變量,記錄中斷次數
????TF2=0;??????????????//軟件清零定時器2溢出標志位
????count++;
????if(count==20)???????//時間為1秒
????{
????????count=0;?????????//清零
????????led=~led;????????//狀態取反
????}
}
本程序講解定時器2,16位自動重裝模式,只是簡單示范如何操作,更多其他功能就不展示,希望能融會貫通,解鎖更多新技能。
捕獲模式
介紹捕獲模式前,先看一下捕獲的意思。捕獲?,就是捕捉某一瞬間的值。這個模式通常是用來測量外部某個脈沖的的寬度或周期。使用捕獲功能可以非常準確測量出脈沖寬度或周期。
捕獲模式
工作原理
在捕獲模式下,定時器計數,當與捕獲功能相關的引腳產生負跳變時(P1.1),捕獲會會立即將計數器寄存器中的數值準確的獲取,并且存入陷阱寄存器(RCAPXH,RCAPXL),同時向CPU申請中斷,方便軟件記錄。當該引腳產生下一次負跳變,便會產生另一個捕獲,再次向CPU申請中斷,軟件記錄兩次數據,便可得出脈沖周期。
使用
在捕獲方式下,通過 T2CON 控制位 EXEN2 來選擇兩種方式。如果EXEN2=0,定時器 2 是一個 16 位定時器或計數器, 計數溢出時, 對 T2CON 的溢出標志 TF2 置位,同時激活中斷。如果 EXEN2=1,定時器 2 完成相同的操作,而當 T2EX(P1.1) 引腳外部輸入信號發生 1 至 0 負跳變時,也出現 TH2 和TL2 中的值分別被捕獲到 RCAP2H 和 RCAP2L 中。另外, T2EX 引腳信號的跳變使得 T2CON 中的 EXF2 置位,與 TF2 相仿, EXF2 也會激活中斷。
示例
#include
#define?uchar?unsigned?char?
#define?uint?unsigned?int
uchar?flag=0;
uint?high,low,value;??????//定義變量高位,低位,輸出值
main()
{
????uint?temp_1,temp_2,result;
????T2CON=0X09;????????//?0000?1001?設定捕獲模式
????IE=0XA0;??????????//1010?0000??打開總中斷,定時器2中斷
????TR2=1;???????????//啟動定時器2中斷
????while(1)
????{
????????if(flag==1)
????????{
????????????temp_1=value;?????//記錄第一次值
????????}
????????if(flag==2)?
????????{
????????????temp_2=value;??????//記錄第二次直
????????????TR2=0;?????????????//關閉定時器
????????????flag=0;?
????????}
????????result=temp_1+temp_2;???//最終脈沖周期
????}
}
void?timer2_T2()?interrupt?5
{
????EXF2=0;????????//軟件置定時器外部標志0
????flag++;
????high=RCAP2H;????//讀取寄存器值
????low=RCAP2L;
????value=high*256+low;????//轉化為16位
????RCAP2L=0x00;????//清零
????RCAP2H=0x00;
}
波特率發生器模式
波特率發生器模式邏輯結構
當 T2CON 中的 TCLK 和 RCLK 置位時,定時 / 計數器 2 作為 波特率發生器使用。如果定時 / 計數器 2 作為發送器或接收器,其發送和接收的波特率可以是不同的。
TCLK 置位,則定時器 2 工作于 波特率發生器 方式。波特率發生器的方式與自動重裝載方式相仿,在此方式下, TH2 翻轉使定時器 2 的寄存器用 RCAP2H 和 RCAP2L 中的 16 位數值重新裝載,該數值由軟件設置。
當定時器配置為計數方式時,外部時鐘信號由T2引腳進入。在方式 1 和方式 3 中,波特率由定時器 2 的溢出速率根據下式確定:
方式 1 和 3 的波特率 =定時器的溢出率 /16波特率
定時器既能工作于定時方式也能工作于計數方式,在大多數的應用中,是工作在定時方式( C/T2=0)。定時器 2 作為波特率發生器時,與作為定時器的操作是不同的,通常作為定時器時,在每個機器周期( 1/12 振蕩頻率)寄存器的值加 1,而作為波特率發生器使用時, 在每個狀態時間 (1/2 振蕩頻率)寄存器的值加 1。波特率的計算公式如下:
方式 1 和 3 的波特率 =振蕩頻率 /{32*[65536-(RCP2H,RCP2L)]}波特率
式中(RCAP2H ,RCAP2L)是 RCAP2H和 RCAP2L中的?16 位無符號數。
T2CON 中的RCLK 或 TCLK=1 時,波特率工作方式才有效。 在波特率發生器工作方式中,TH2 翻轉不能使 TF2 置位,故而不產生中斷。 但若 EXEN2 置位,且 T2EX 端產生由 1 至 0 的負跳變,則會使 EXF2 置位,此時并不能將 (RCAP2H,RCAP2L)的內容重新裝入 TH2 和 TL2 中。所以,當定時器 2 作為波特率發生器使用時,T2EX 可作為附加的外部中斷源來使用。
需要注意的是,當定時器 2 工作于波特率器時,作為定時器運行( TR2=1)時,并不能訪問 TH2 和 TL2。因為此時每個狀態 時間定時器 都會加 1,對其讀寫將得到一個不確定的數值。然而,對 RCAP2 則可讀而不可寫,因為寫入操作將是重新裝載,寫入操作可能令寫和 / 或重裝載出錯。在訪問定時器 2 或 RCAP2 寄存器之前,應將定時器關閉(清除 TR2)。
## 示例
void?UartInit(void)????????//[email protected]
{
????SCON?=?0x50;????????//?0000?0101??串行口方式一
????TL2?=?0xE8;?????//設定定時初值
????TH2=?0xFF;??????//設定定時初值
????TH2=RCAP2H;??????//賦值陷阱寄存器
????TL2=RCAP2L;
????T2CON=0X34;?????//0011?0100??波特率發生器模式????
????????????????????//TH2溢出不產生中斷,不用設置中斷
}
貼出波特率發生器模式初始化代碼,需要什么功能自行添加。
結束語
定時器2的講解結束,確實使用比定時器0,1稍微困難,但它功能強大,能解決很多問題。在定時器不夠用的情況下,定時器2不失為一個好的備用方案。
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