51單片機定時器模式2與波特率的應用

這里我們主要說的是波特率和定時器2的應用。

一般來說，我們串口通訊用到的都是異步串行通訊，工作的方式為方式1.

方式1即為發(fā)送一個完整的信號為10個bit.起始信號為低電平，終止信號為高電平，串口通訊的兩根線在平常時候都是處于高電平狀態(tài)，當一旦有數(shù)據(jù)要進行轉發(fā)的時候，電平拉低，通訊芯片馬上對信號進行監(jiān)聽。這樣子就能正常收發(fā)數(shù)據(jù)了。

一般來說，我們都是采用定時器1的模式2（自動重裝模式）來作為波特率發(fā)生器的，同理，定時器1的中斷也就被我們遺棄了，因為為了波特率產生的時候不會受到干擾（如果定時器1有中斷函數(shù)，那么處理中斷函數(shù)會關閉定時器1中斷，這時候波特率發(fā)生器就處于關閉狀態(tài)了）。根據(jù)STC給我們的文檔，定時器1所具有的功能是比定時器2更強大的，所以，我們更傾向于把定時器1作為一個正常的中斷定時器使用，而通過定時器是用說明也可以了解，定時器2的三種

用途：

1.捕獲模式，簡單點說就是檢測外部引腳跳變時間，在整個負跳變時期記錄下所在數(shù)值，然后申請中斷，我們人工讀取數(shù)值，得到波形寬度。

2.自動重裝模式。跟定時器01的方式2一樣，不過這時候他的定時器范圍可以達到2^16，并且這里是用的是硬件重載，所以不存在延遲效果，如果我們要使用在對精度有嚴格要求，并且苦惱于定時器01只能重裝到2^8=256，那這個定時器確實就是很強大的選擇。

3.波特率發(fā)生器，這里跟定時器1的波特率發(fā)生器是一樣的，同理，他使用的也是自動重裝模式，不過這里是使用的是16位的自動重裝，這可能也是他其中的優(yōu)點之一吧，波特率變動范圍很廣。

關于波特率：波特率就是用來定義串口通訊時候每秒傳送的數(shù)據(jù)量，用bps表示，像我們定義的波特率為600，即每秒發(fā)送600個二進制位，而我們每個字符占用十個二進制位，所以我們一秒一共可以發(fā)送6個二進制位。

關于波特率選定：一般來說，我們是選用低一點的波特率來進行通訊，因為高的波特率如果在12MHZ的晶振工作模式下，會產生很大的誤差，如果時間長了，會導致數(shù)據(jù)沒有辦法對上時鐘而導致通訊亂碼。并且高的波特率因為傳送的數(shù)據(jù)量大，在線的距離拉長的時候，容易產生很嚴重的干擾，所以還是優(yōu)先選擇低波特率進行通訊。

關于波特率和定時器2：定時器2作為波特率發(fā)生器的時候，是通過狀態(tài)位的設定，來奪取定時器1的波特率發(fā)生器的作用，所以這時候我們可以通過設定，讓定時器只是作為我們程序單純中斷的用途，然后定時器2作為專門的波特率發(fā)生器，這時候我們不用設定定時器2的中斷，而且當初始化之后，就不用去管定時器2的中斷了，我們要注意的只是串口中斷，即通訊電平拉低那一瞬間所產生的中斷請求。同理，串口中斷跟定時器2中斷是完全不同的，這里我們不需要使用定時器2中斷，定時器2溢出的時候，會執(zhí)行兩種功能，一就是產生定時器2中斷，另外一個是會向波特率發(fā)生器發(fā)送溢出信號，這時候發(fā)生器接收到這個信號的時候，自動進行時鐘校對，產生一個bps的時鐘信號，所以波特率發(fā)生器是這么來的，定時器2說簡單點就是用來決定時鐘信號的波形寬度的。溢出率越高，那么同一個時間段里面產生的時鐘信號也就越密集，發(fā)送數(shù)據(jù)同步了時鐘信號，同理也就能夠發(fā)送更多的數(shù)據(jù)。

通過上圖可得，在600bps的情況下，T2的自動重裝值為FD8F.

通過上圖的時序圖，我們也可以清晰的得到，在上位機和下位機，下位機的時鐘頻率是由程序規(guī)定的，而上位機的時鐘頻率是由人工設定的，我們只要知道，兩個時鐘頻率是要完全一致的，不然收發(fā)數(shù)據(jù)沒有辦法正常進行。

（發(fā)送）當send信號拉低的時候，txd也拉低表示要進行數(shù)據(jù)通訊，這時候發(fā)送的數(shù)據(jù)在每個時鐘信號高電平的時候進行變換，在時鐘信號電平的時候穩(wěn)定，這樣子發(fā)送出去的數(shù)據(jù)就會嚴格有固定的電平波長和高電平波長，當上位機進行接收到時候，當他檢測到接收端的電平拉低的時候也對時鐘信號進行同步，把時鐘信號的高電平同步到數(shù)據(jù)接收端第一次電平拉低時刻，然后在時鐘信號的低電平期間進行數(shù)據(jù)采集，比如第第二個時鐘信號低電平表示的是這時候數(shù)據(jù)端的電平狀態(tài)表示的是數(shù)據(jù)的第三個bit正在等待捕獲，所以，如果時鐘必須嚴格一致就是這個原因。當整個過程完成的時候，TI置位，表示接收完成，所以我們可以一直監(jiān)聽TI的情況，同理，置位情況下要記得給他人工清零。

（接收）接收會有點不同，雖然他也是在時鐘同步的情況下進行，但是他是在shift為高電平期間捕獲訊號，（上位機可能也是這種情況，暫時沒有找到更明確的資料），每個bit的變換時間很短，穩(wěn)定時間很長，一般來說他是在時鐘信號低電平中間進行信號捕獲的。當整個過程完成的時候，RI置位，表示接收完成，所以我們可以一直監(jiān)聽RI的情況，同理，置位情況下要記得給他人工清零。

下面我們通過一小段程序來驗證下上面的理論：

1 #include 2 3 unsigned char flag，dat; 4 5 void Init（）; 6 void SendData（）; 7 void main（） 8 { 9 //初始化10 //死循環(huán)11 Init（）;12 while （1）13 {14 if （flag==1）15 {16 SendData（）;17 }18 }19 }20 21 void Init（）22 {23 //全部設定完再開啟中斷24 25 //定時器2設定26 RCAP2L=0x8F;//載入初值27 RCAP2H=0xFD;28 T2CON=0x34;//定時器2設定29 //串口設定SCON30 SCON=0x50;//SM01=01;REN=131 //開啟定時器2，串口中斷，es，串口中斷，et2，定時器232 RI=0x00;33 TI=0x00;34 IE=0x90;35 }36 37 void Uart_int（） interrupt 4//外部觸發(fā)38 {39 //關閉中斷40 //定時器是用來產生波特率的，所以不用關閉 41 if （RI=1）//這時候接收到數(shù)據(jù)42 {43 RI=0;44 dat=SBUF;45 flag=1;46 }47 }48 49 void SendData（）50 {51 ES=0;//關閉串口中斷52 SBUF=dat;53 while （！TI）;54 TI=0;55 ES=1;//開啟串口中斷56 flag=0;57 }

關于初始化：在初始化中，我們要做的三件事情就是配置定時器的中斷，第二開啟或關閉定時器，第三，進行初始值設定

可以看如下圖：配置如下，開啟總中斷EA，開啟ES串口中斷，0x90

串口中斷模式為SM01=01，REn=1，允許串行接收，沒開啟這個是沒有辦法進行上位機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)進行接收的。

同理，一開始我們要對RI和TI進行初始化，因為我一開始沒初始化好像老出錯，還是清零下比較安全。

定時器2設定，RCAP為定時器的16位自動重載值.T2CON=0x34配置如下：

TF2：溢出清零

EXF2：外部中斷清零

RCLK，TCLK：奪取定時器1的波特率發(fā)生器權利。

EXEN2：外部中斷清零

TR2：置位定時器啟動器

CT2：選擇內部時鐘發(fā)生器

CP/RL2：隨意。我們清零

void Init（）{ //全部設定完再開啟中斷//定時器2設定RCAP2L=0x8F;//載入初值RCAP2H=0xFD; T2CON=0x34;//定時器2設定//串口設定SCON SCON=0x50;//SM01=01;REN=1 //開啟定時器2，串口中斷，es，串口中斷，et2，定時器2 RI=0x00; TI=0x00; IE=0x90;}

這時候我們應該設定中斷4，即上位機發(fā)送過來的中斷處理：

1 void Uart_int（） interrupt 4//外部觸發(fā)2 { 3 //定時器是用來產生波特率的，所以不用關閉 4 if （RI=1）//這時候接收到數(shù)據(jù)5 { 6 RI=0; 7 dat=SBUF; 8 flag=1; 9 }10 }

首先，因為只有當上位機發(fā)送完畢時候RI=1;這時候SBUF已經存儲著上位機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)了，我們把它移走，并且進行flag標志位置位表示接收到數(shù)據(jù)，請進行處理。

處理程序：

1 void SendData（）2 {3 ES=0;//關閉串口中斷4 SBUF=dat;5 while （！TI）;6 TI=0;7 ES=1;//開啟串口中斷8 flag=0;9 }

處理程序比較簡單，就不過多贅述了。

最后通過串口通訊助手看下我們發(fā)送的數(shù)據(jù)時候能夠接收并且返回。

發(fā)送流程圖如下：

小結：個人感覺，我是寫程序寫到一半才發(fā)現(xiàn)我的定時器1已經是用了，所以沒辦法，換取其他方法，定時器2確實很強大，主要是它是比較獨立的定時器，在程序移植的時候非常方便。因為只要修改總中斷就可以了，方便許多。所以，如果有串口通訊需要的，定時器2是不二選擇。

PS：下期將為大家?guī)磉@個的兩個下位機通訊的一些深入研究。以這個為基礎.