定时器2的使用

前言52单片机比51单片机不只是在容量上提升,还多一个定时器2。定时器 t2的功能比 t1、t0都强大,但描述它的资料不多, 可能是使用得比较少的缘故吧。但好用的东西怎样放过,下面来盘盘定时器2。
概述定时器 t2是一个 16 位的具有自动重装和捕获能力的定时 / 计数器,它的计数时钟源可以是内部的机器周期,也可以是 p1.0 输入的外部时钟脉冲。它由两个寄存器控制,他们是寄存器 t2con,寄存器t2mod。内部还有一个陷阱寄存器( rcapxl,pxapxh)与之相关。t2定时器有三种工作模式,分别是捕获,自动重装和波特率发生器。
寄存器介绍定时器2控制寄存器t2con定时器2控制寄存器t2con是定时器2的设置寄存器,用来设定与定时器2的一些相关操作。字节地址位c8h,可位寻址。
定时器2控制寄存器t2con
tf2:定时/ 计数器 2 溢出标志,t2溢出时置位, 并申请中断。 只能用软件清除
但 t2 作为波特率发生器使用的时候, ( 即 rclk=1或 tclk=1),t2溢出时不对 tf2置位。
exf2:当 exen2=1时,且 t2ex引脚(p1.0)出现负跳变而造成 t2的捕获或重装
的时候, exf2置位并申请中断。 exf2也是只能通过软件来清除的。
rclk:串行接收时钟标志, 只能通过软件的置位或清除; 用来选择 t1(rclk=0 )还是 t2(rclk=1 )来作为串行接收的波特率产生器
tclk:串行发送时钟标志, 只能通过软件的置位或清除; 用来选择 t1(tclk=0 )
还是 t2(tclk=1 )来作为串行发送的波特率产生器
exen2 :t2的外部允许标志,只能通过软件的置位或清除; exen2=0 :禁止外部
时钟触发 t2;exen2=1 :当 t2未用作串行波特率发生器时,允许外部时钟触发 t2,当 t2ex引脚输入一个负跳变的时候,将引起 t2的捕获或重装,并置位 exf2,申请中断。
tr2:t2的启动控制标志; tr2=0:停止 t2;tr2=1:启动 t2
c/t2:t2 的定时方式或计数方式选择位。 只能通过软件的置位或清除; c/t2=0 :
选择 t2 为定时器方式; c/t2=1 :选择 t2 为计数器方式, 下降沿触发。
cp/rt2 :捕获/重装载标志,只能通过软件的置位或清除。 cp/rt2=0 时,选择重装载方式,这时若 t2 溢出( exen2=0 时)或者 t2ex 引脚(p1.0)出现负跳变(exen2=1 时),将会引起 t2 重装载; cp/rt2=1 时,选择捕获方式,这时若 t2ex 引脚( p1.0)出现负跳变( exen2=1 时),将会引起 t2 捕获操作。但是如果 rclk=1 或 tclk=1 时,cp/rt2 控制位不起作用的,被强制工作于定时器溢出自动重装载模式。
工作模式设置图如下,x表示无效,无论高低电平。
工作模式设置
定时器2控制寄存器t2mod定时器2控制寄存器t2mod用来设定定时器2自动重转模式递增或递减模式,字节地址为c9h, 不可位寻址,且可能在头文件没有定义,需要自行定义。--表示保留未使用。
定时器2控制寄存器t2mod
t2oe :t2 输出允许位,当 t2oe=1 的时候,允许时钟输出到 p1.0。(仅对
80c54/80c58 有效)
dcen:向下计数允许位。 dcen=1 是允许 t2 向下计数,否则向上计数。
自动重装模式这个工作模式与8位自动重装一样,只是定时器2是16位。还有功能更加强大。可以是正常的递增计数,也可以是递减计数。递增递减控制位位于寄存器t2mod的dcen位。下图是自动重装模式逻辑图。
自动重装模式
th2,tl2构成16位加1计数器
rcap2h,rcap2l构成16位初值寄存器
t2ex引脚即p1.0引脚
当定时器 2 工作于 16 位自动重装载方式时,能对其编程为向上或向下计数方式, 这个功能可通过特殊功能寄存器 t2mod的 dcen 位(允许向下计数)来选择的。复位时, dcen 位置“ 0”,定时器 2 默认设置为向上计数。(递增计数)当 dcen置位时,定时器 2 既可向上计数也可向下计数,这取决于 t2ex (p1.1)引脚的值。当 dcen=0 时,定时器 2 自动设置为向上计数,在这种方式下, t2con 中的 exen2 控制位有两种选择,若 exen2=0,定时器 2 为向上计数至 0ffffh (65535)溢出,置位 tf2 激活中断,同时把 16 位计数寄存器 rcap2h 和 rcap2l重装载, rcap2h 和 rcap2l 的值软件预置。若 exen2=1,定时器 2 的 16 位重装载由溢出或外部输入端 t2ex 从 1 至0 的下降沿触发。这个脉冲使 exf2 置位,如果中断允许,同样产生中断。
当 dcen=1 时,允许定时器 2 向上或向下计数,这种方式下, t2ex 引脚控制计数器方向。 t2ex 引脚为逻辑“ 1”时,定时器向上计数,当计数 0ffffh 向上溢出时,置位 tf2,同时把 16 位计数寄存器rcap2h 和 rcap2l重装载到 th2 和 tl2 中。 t2ex 引脚为逻辑“ 0”时,定时器 2 向下计数, 当 th2 和 tl2 中的数值等于 rcap2h 和rcap2l中的值时,计数溢出,置位 tf2,同时将 0ffffh 数值重新装入定时寄存器中。
当定时 / 计数器 2 向上溢出或向下溢出时,置位 exf2 位。
寄存器,原理都说完,只差实战。
示例#include
sbit led=p1^1;        //位定义
sfr t2mod=0xc9;        //寄存器t2mod定义
main()
{
                     //50微秒@11.0592mhz
    t2mod = 0;      //---- --00  初始化模式寄存器  默认向上计数
    t2con = 0;      //0000 0000  初始化控制寄存器 一个中断源,16位自动重装模式
    tl2 = 0x00;     //设置定时初值
    th2 = 0x4c;     //设置定时初值
    rcap2l = 0x00;      //设置定时重载值
    rcap2h = 0x4c;      //设置定时重载值
    tr2 = 1;        //定时器2开始计时
    ie=0xa0;        //1010 0000 打开全局中断,定时器2中断
    while(1);
}
void timer_t2() interrupt 5       //中断函数
{
    static unsigned char count;     //定义变量,记录中断次数
    tf2=0;              //软件清零定时器2溢出标志位
    count++;
    if(count==20)       //时间为1秒
    {
        count=0;         //清零
        led=~led;        //状态取反
    }
}
本程序讲解定时器2,16位自动重装模式,只是简单示范如何操作,更多其他功能就不展示,希望能融会贯通,解锁更多新技能。
捕获模式介绍捕获模式前,先看一下捕获的意思。捕获 ,就是捕捉某一瞬间的值。这个模式通常是用来测量外部某个脉冲的的宽度或周期。使用捕获功能可以非常准确测量出脉冲宽度或周期。
捕获模式
工作原理在捕获模式下,定时器计数,当与捕获功能相关的引脚产生负跳变时(p1.1),捕获会会立即将计数器寄存器中的数值准确的获取,并且存入陷阱寄存器(rcapxh,rcapxl),同时向cpu申请中断,方便软件记录。当该引脚产生下一次负跳变,便会产生另一个捕获,再次向cpu申请中断,软件记录两次数据,便可得出脉冲周期。
使用在捕获方式下,通过 t2con 控制位 exen2 来选择两种方式。如果exen2=0,定时器 2 是一个 16 位定时器或计数器, 计数溢出时, 对 t2con 的溢出标志 tf2 置位,同时激活中断。如果 exen2=1,定时器 2 完成相同的操作,而当 t2ex(p1.1) 引脚外部输入信号发生 1 至 0 负跳变时,也出现 th2 和tl2 中的值分别被捕获到 rcap2h 和 rcap2l 中。另外, t2ex 引脚信号的跳变使得 t2con 中的 exf2 置位,与 tf2 相仿, exf2 也会激活中断。
示例#include
#define uchar unsigned char 
#define uint unsigned int
uchar flag=0;
uint high,low,value;      //定义变量高位,低位,输出值
main()
{
    uint temp_1,temp_2,result;
    t2con=0x09;        // 0000 1001 设定捕获模式
    ie=0xa0;          //1010 0000  打开总中断,定时器2中断
    tr2=1;           //启动定时器2中断
    while(1)
    {
        if(flag==1)
        {
            temp_1=value;     //记录第一次值
        }
        if(flag==2) 
        {
            temp_2=value;      //记录第二次直
            tr2=0;             //关闭定时器
            flag=0; 
        }
        result=temp_1+temp_2;   //最终脉冲周期
    }
}
void timer2_t2() interrupt 5
{
    exf2=0;        //软件置定时器外部标志0
    flag++;
    high=rcap2h;    //读取寄存器值
    low=rcap2l;
    value=high*256+low;    //转化为16位
    rcap2l=0x00;    //清零
    rcap2h=0x00;
}
波特率发生器模式波特率发生器模式逻辑结构
当 t2con 中的 tclk 和 rclk 置位时,定时 / 计数器 2 作为 波特率发生器使用。如果定时 / 计数器 2 作为发送器或接收器,其发送和接收的波特率可以是不同的。
tclk 置位,则定时器 2 工作于 波特率发生器 方式。波特率发生器的方式与自动重装载方式相仿,在此方式下, th2 翻转使定时器 2 的寄存器用 rcap2h 和 rcap2l 中的 16 位数值重新装载,该数值由软件设置。
当定时器配置为计数方式时,外部时钟信号由t2引脚进入。在方式 1 和方式 3 中,波特率由定时器 2 的溢出速率根据下式确定:
方式 1 和 3 的波特率 =定时器的溢出率 /16波特率
定时器既能工作于定时方式也能工作于计数方式,在大多数的应用中,是工作在定时方式( c/t2=0)。定时器 2 作为波特率发生器时,与作为定时器的操作是不同的,通常作为定时器时,在每个机器周期( 1/12 振荡频率)寄存器的值加 1,而作为波特率发生器使用时, 在每个状态时间 (1/2 振荡频率)寄存器的值加 1。波特率的计算公式如下:
方式 1 和 3 的波特率 =振荡频率 /{32*[65536-(rcp2h,rcp2l)]}波特率
式中(rcap2h ,rcap2l)是 rcap2h和 rcap2l中的 16 位无符号数。
t2con 中的rclk 或 tclk=1 时,波特率工作方式才有效。 在波特率发生器工作方式中,th2 翻转不能使 tf2 置位,故而不产生中断。 但若 exen2 置位,且 t2ex 端产生由 1 至 0 的负跳变,则会使 exf2 置位,此时并不能将 (rcap2h,rcap2l)的内容重新装入 th2 和 tl2 中。所以,当定时器 2 作为波特率发生器使用时,t2ex 可作为附加的外部中断源来使用。
需要注意的是,当定时器 2 工作于波特率器时,作为定时器运行( tr2=1)时,并不能访问 th2 和 tl2。因为此时每个状态 时间定时器 都会加 1,对其读写将得到一个不确定的数值。然而,对 rcap2 则可读而不可写,因为写入操作将是重新装载,写入操作可能令写和 / 或重装载出错。在访问定时器 2 或 rcap2 寄存器之前,应将定时器关闭(清除 tr2)。
## 示例
void uartinit(void)        //9600bps@11.0592mhz
{
    scon = 0x50;        // 0000 0101  串行口方式一
    tl2 = 0xe8;     //设定定时初值
    th2= 0xff;      //设定定时初值
    th2=rcap2h;      //赋值陷阱寄存器
    tl2=rcap2l;
    t2con=0x34;     //0011 0100  波特率发生器模式    
                    //th2溢出不产生中断,不用设置中断
}
贴出波特率发生器模式初始化代码,需要什么功能自行添加。
结束语定时器2的讲解结束,确实使用比定时器0,1稍微困难,但它功能强大,能解决很多问题。在定时器不够用的情况下,定时器2不失为一个好的备用方案。

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