“响铃提醒”
04_51单片机 - 定时器 - 串口通信
一、定时器
定时器介绍
- 定时器介绍∶51单片机的定时器属于单片机的内部资源，其电路的连接和运转均在单片机内部完成。
定时器作用︰
- 用于计时系统，可实现软件计时，或者使程序每隔一固定时间完成一项操作；
- 替代长时间的Delay，提高CPU的运行效率和处理速度。
STc89C52定时器资源
- 定时器个数∶3个（T0、T1、T2），T0和T1与传统的51单片机兼容，T2是此型号单片机增加的资源。
- 注意︰定时器的资源和单片机的型号是关联在一起的，不同的型号可能会有不同的定时器个数和操作方式，但一般来说，T0和T1的操作方式是所有51单片机所共有的。
定时器框图
- 定时器在单片机内部就像一个小闹钟一样，根据时钟的输出信号，每隔“一秒”，计数单元的数值就增加一，当计数单元数值增加到“设定的闹钟提醒时间"时，计数单元就会向中断系统发出中断申请，产生“响铃提醒”，使程序跳转到中断服务函数中执行。
定时器工作模式
工作模式1框图
定时器时钟
中断程序流程
STC89C52中断资源
- 注意∶中断的资源和单片机的型号是关联在一起的，不同的型号可能会有不同的中断资源，例如中断源个数不同、中断优先级个数不同等等。
定时器和中断系统
定时器相关寄存器
- 寄存器是连接软硬件的媒介。
- 在单片机中寄存器就是一段特殊的RAM存储器,一方面，寄存器可以存储和读取数据，另一方面，每一个寄存器背后都连接了一根导线，控制着电路的连接方式。
- 寄存器相当于一个复杂机器的“操作按钮”。
二、按键控制LED流水灯模式&定时器时钟
按键控制LED流水灯模式
项目结构
代码
- Delay.c/h代码通用，略。
main.c
#include <REGX52.H>
#include "Timer0.h"
#include "Key.h"
#include <INTRINS.H>
unsigned char KeyNum,LEDMode;
void main()
{
P2=0xFE;
Timer0Init();
while(1)
{
KeyNum=Key(); //获取独立按键键码
if(KeyNum) //如果按键按下
{
if(KeyNum==1) //如果K1按键按下
{
LEDMode++; //模式切换
if(LEDMode>=2)LEDMode=0;
}
}
}
}
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
static unsigned int T0Count;
TL0 = 0x18; //设置定时初值
TH0 = 0xFC; //设置定时初值
T0Count++; //T0Count计次，对中断频率进行分频
if(T0Count>=500)//分频500次，500ms
{
T0Count=0;
if(LEDMode==0) //模式判断
P2=_crol_(P2,1); //LED输出
if(LEDMode==1)
P2=_cror_(P2,1);
}
}Timer0.c
#include <REGX52.H>
/**
* @brief 定时器0初始化，1毫秒@12.000MHz
* @param 无
* @retval 无
*/
void Timer0Init(void)
{
TMOD &= 0xF0; //设置定时器模式
TMOD |= 0x01; //设置定时器模式
TL0 = 0x18; //设置定时初值
TH0 = 0xFC; //设置定时初值
TF0 = 0; //清除TF0标志
TR0 = 1; //定时器0开始计时
ET0=1;
EA=1;
PT0=0;
}Timer0.h
#ifndef __TIMER0_H__
#define __TIMER0_H__
void Timer0Init(void);
#endifKey.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
/**
* @brief 获取独立按键键码
* @param 无
* @retval 按下按键的键码，范围：0~4，无按键按下时返回值为0
*/
unsigned char Key()
{
unsigned char KeyNumber=0;
if(P3_1==0){Delay(20);while(P3_1==0);Delay(20);KeyNumber=1;}
if(P3_0==0){Delay(20);while(P3_0==0);Delay(20);KeyNumber=2;}
if(P3_2==0){Delay(20);while(P3_2==0);Delay(20);KeyNumber=3;}
if(P3_3==0){Delay(20);while(P3_3==0);Delay(20);KeyNumber=4;}
return KeyNumber;
}Key.h
#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__
unsigned char Key();
#endif定时器时钟
项目结构
代码
main.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "LCD1602.h"
#include "Timer0.h"
unsigned char Sec=55,Min=59,Hour=23;
void main()
{
LCD_Init();
Timer0Init();
LCD_ShowString(1,1,"Clock:"); //上电显示静态字符串
LCD_ShowString(2,1," : :");
while(1)
{
LCD_ShowNum(2,1,Hour,2); //显示时分秒
LCD_ShowNum(2,4,Min,2);
LCD_ShowNum(2,7,Sec,2);
}
}
void Timer0_Routine() interrupt 1
{
static unsigned int T0Count;
TL0 = 0x18; //设置定时初值
TH0 = 0xFC; //设置定时初值
T0Count++;
if(T0Count>=1000) //定时器分频，1s
{
T0Count=0;
Sec++; //1秒到，Sec自增
if(Sec>=60)
{
Sec=0; //60秒到，Sec清0，Min自增
Min++;
if(Min>=60)
{
Min=0; //60分钟到，Min清0，Hour自增
Hour++;
if(Hour>=24)
{
Hour=0; //24小时到，Hour清0
}
}
}
}
}测试
三、串口通信
串口介绍
- 串口是一种应用十分广泛的通讯接口，串口成本低、容易使用、通信线路简单，可实现两个设备的互相通信。
- 单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各式各样的模块互相通信，极大的扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力。
- 51单片机内部自带UART （Universal Asynchronous ReceiverTransmitter，通用异步收发器），可实现单片机的串口通信。
硬件电路
- 简单双向串口通信有两根通信线（发送端EXD和接收端RXD）。
- TXD与RXD要交叉连接。
- 当只需单向的数据传输时，可以直接一根通信线。
- 当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片。
电平标准
接口及引脚定义
常见通信接口比较
- 此外还有∶ CAN、USB等。
相关术语
- 全双工：通信双方可以在同一时刻互相传输数据。
- 半双工：通信双方可以互相传输数据，但必须分时复用一根数据线。
- 单工：通信只能有一方发送到另一方，不能反向传输。
- 异步：通信双方各自约定通信速率。
- 同步：通信双方靠一根时钟线来约定通信速率。
- 总线：连接各个设备的数据传输线路（类似于一条马路，把路边各住户连接起来，使住户可以相互交流）。
51单片机的UART
串口参数及时序图
- 波特率：串口通信的速率（发送和接收各数据位的间隔时间）。
- 检验位：用于数据验证。
- 停止位：用于数据帧间隔。
串口模式图
- SBUF：串口数据缓存寄存器，物理上是两个独立的寄存器，但占用相同的地址。写操作时，写入的是发送寄存器，读操作时，读出的是接收寄存器。
串口和中断系统
串口相关寄存器
四、串口向电脑发送数据&电脑通过串口控制LED
串口向电脑发送数据
代码
#### main.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "UART.h"
unsigned char Sec;
void main()
{
UART_Init(); //串口初始化
while(1)
{
UART_SendByte(Sec); //串口发送一个字节
Sec++; //Sec自增
Delay(1000); //延时1秒
}
}Delay.c
void Delay(unsigned int xms)
{
unsigned char i, j;
while(xms--)
{
i = 2;
j = 239;
do
{
while (--j);
} while (--i);
}
}Delay.h
#ifndef __DELAY_H__
#define __DELAY_H__
void Delay(unsigned int xms);
#endifUART.h
#ifndef __UART_H__
#define __UART_H__
void UART_Init();
void UART_SendByte(unsigned char Byte);
#endifUART.c（串口初始化）
#include <REGX52.H>
/**
* @brief 串口初始化，4800bps@12.000MHz
* @param 无
* @retval 无
*/
void UART_Init()
{
SCON=0x40;
PCON |= 0x80;
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x20; //设置定时器模式
TL1 = 0xF3; //设定定时初值
TH1 = 0xF3; //设定定时器重装值
ET1 = 0; //禁止定时器1中断
TR1 = 1; //启动定时器1
}
/**
* @brief 串口发送一个字节数据
* @param Byte 要发送的一个字节数据
* @retval 无
*/
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
SBUF=Byte;
while(TI==0);
TI=0;
}电脑通过串口控制LED
HEX模式
文本模式
数据显示模式
- HEX模式/十六进制模式/二进制模式：以原始数据的形式显示。
- 文本模式/字符模式：以原始数据编码后的形式显示。
改造原有main.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "UART.h"
void main()
{
UART_Init(); //串口初始化
while(1)
{
}
}
void UART_Routine() interrupt 4
{
if(RI==1) //如果接收标志位为1，接收到了数据
{
P2=~SBUF; //读取数据，取反后输出到LED
UART_SendByte(SBUF); //将受到的数据发回串口
RI=0; //接收标志位清0
}
}改造原有UART.C
#include <REGX52.H>
/**
* @brief 串口初始化，4800bps@12.000MHz
* @param 无
* @retval 无
*/
void UART_Init()
{
SCON=0x50;
PCON |= 0x80;
TMOD &= 0x0F; //设置定时器模式
TMOD |= 0x20; //设置定时器模式
TL1 = 0xF3; //设定定时初值
TH1 = 0xF3; //设定定时器重装值
ET1 = 0; //禁止定时器1中断
TR1 = 1; //启动定时器1
EA=1;
ES=1;
}
/**
* @brief 串口发送一个字节数据
* @param Byte 要发送的一个字节数据
* @retval 无
*/
void UART_SendByte(unsigned char Byte)
{
SBUF=Byte;
while(TI==0);
TI=0;
}
/*串口中断函数模板
void UART_Routine() interrupt 4
{
if(RI==1)
{
RI=0;
}
}
*/
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