51单片机同一个timer 作为定时器和波特率发生器么?

在51单片机中,同一个Timer(定时器)不能同时作为普通定时器和波特率发生器。这是因为这两种功能都需要对Timer的寄存器进行配置和操作,而它们的配置要求是冲突的。具体来说:

1. 普通定时器功能

  • 配置要求:需要设置Timer的模式寄存器(TMOD)、初值(THx、TLx)以及启动标志(TRx)。
  • 用途:用于产生定时中断或计数功能。
  • 寄存器使用:会频繁修改THx和TLx寄存器的值,以实现定时或计数功能。

2. 波特率发生器功能

  • 配置要求:Timer1(通常用于波特率发生器)需要被配置为模式2(自动重装载模式),并且TH1需要被设置为特定的初值(如0xFD,用于9600波特率)。
  • 用途:为串口通信提供稳定的波特率。
  • 寄存器使用:TH1的值在串口通信过程中不能被修改,否则会导致波特率变化,影响通信。

为什么不能同时使用?

  • 寄存器冲突:普通定时器功能需要动态修改THx和TLx寄存器的值,而波特率发生器功能需要保持TH1的值不变。如果同时使用,会导致寄存器的值被错误修改,从而影响两种功能的正常工作。
  • 中断冲突:如果Timer同时用于普通定时器功能并启用了中断,那么中断服务例程(ISR)会被触发。然而,串口通信也可能依赖于Timer1的中断来处理波特率生成或其他串口相关操作,这可能导致中断服务例程相互干扰,导致系统不稳定。

解决方案

为了避免冲突,可以采用以下方法:

1. 使用不同的Timer
  • 建议 :如果硬件条件允许,可以使用不同的Timer来实现不同的功能。例如:
    • 使用Timer0作为普通定时器。
    • 使用Timer1作为波特率发生器。
  • 优点:避免了寄存器和中断的冲突,系统更加稳定。
  • 缺点:需要额外的定时器资源,某些51单片机可能只有两个定时器,资源有限。
2. 分时复用(不推荐)
  • 思路 :在某些情况下,如果对定时器的精度要求不高,可以尝试通过软件控制,分时复用Timer。例如:
    • 在不需要串口通信时,将Timer切换为普通定时器模式。
    • 在需要串口通信时,再切换回波特率发生器模式。
  • 优点:节省了定时器资源。
  • 缺点:实现复杂,需要精确控制切换时机,否则容易出错。而且,这种方案不适合对定时器精度要求很高的场景。
3. 使用外部定时器芯片
  • 思路:如果单片机内部的定时器资源不足,可以考虑使用外部定时器芯片(如NE555)来实现普通定时器功能。
  • 优点:不占用单片机的定时器资源,避免了冲突。
  • 缺点:增加了硬件成本和电路复杂度。

示例代码

以下是一个简单的示例代码,展示如何使用Timer0作为普通定时器,同时使用Timer1作为波特率发生器。

初始化Timer0作为普通定时器
c 复制代码
#include <reg51.h>

void Timer0_Init() {
    TMOD &= 0xF0;  // 清除Timer0的模式位
    TMOD |= 0x01;  // 设置Timer0为模式1(16位定时器模式)
    TH0 = 0xFC;    // 设置Timer0的初始值
    TL0 = 0x18;
    ET0 = 1;       // 开启Timer0中断
    TR0 = 1;       // 启动Timer0
}

void Timer0_ISR() interrupt 1 {
    // Timer0中断服务例程
    // 在这里执行定时任务
}
初始化Timer1作为波特率发生器
c 复制代码
#include <reg51.h>

void Timer1_Init() {
    TMOD &= 0x0F;  // 清除Timer1的模式位
    TMOD |= 0x10;  // 设置Timer1为模式2(自动重装载模式)
    TH1 = 0xFD;    // 设置Timer1的初始值,波特率9600
    TL1 = 0xFD;
    TR1 = 1;       // 启动Timer1
}

void main() {
    Timer0_Init(); // 初始化Timer0作为普通定时器
    Timer1_Init(); // 初始化Timer1作为波特率发生器
    EA = 1;        // 开启全局中断

    while (1) {
        // 主循环代码
    }
}

总结

在51单片机中,同一个Timer不能同时作为普通定时器和波特率发生器。为了避免冲突,建议使用不同的Timer来实现不同的功能。如果硬件资源有限,可以考虑分时复用或使用外部定时器芯片,但这些方法实现复杂,且可能影响系统稳定性。

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