MCS-51 单片机 工作方式总结(4种定时/计数、4种串行通信)

MCS-51单片机(如8051系列)是广泛应用于嵌入式系统的一种微控制器。它具有多种工作方式,可以满足不同应用场景的需求。本文将详细介绍MCS-51单片机的几种主要工作方式,包括定时器/计数器的工作方式和串行通信的工作方式。

一、定时器/计数器的工作方式

MCS-51单片机配备了两个定时器/计数器(Timer 0 和 Timer 1),每个定时器/计数器有四种不同的工作方式:

1. 方式 0(13 位定时器/计数器)
  • 描述:13位定时器/计数器模式,由TLx的低5位和THx的高8位组成一个13位的计数器。
  • 用途:主要用于早期的8051变种,现代应用中较少使用。
  • 计数范围:0 – 8191。
  • 2. 方式 1(16 位定时器/计数器)
  • 描述:16位定时器/计数器模式,由TLx和THx组成一个16位的计数器。
  • 用途:广泛用于时间延迟、事件计数等应用。
  • 计数范围:0 – 65535。
  • 3. 方式 2(8 位自动重装载定时器/计数器)
  • 描述:8位自动重装载模式,TLx作为8位计数器,THx存储要重装载的值,每次TLx溢出时,TLx会自动重装载THx的值。
  • 用途:用于需要精确时间间隔的定时器,如波特率发生器。
  • 计数范围:0 – 255。
  • 4. 方式 3(分离定时器/计数器)
  • 描述:拆分模式,Timer 0的TL0和TH0寄存器作为两个独立的8位定时器/计数器使用,而Timer 1保持停止状态或用于其他功能。
  • 用途:适用于需要两个独立8位定时器/计数器的应用。
  • 计数范围:0 – 255(每个8位定时器)。
  • 二、串行通信的工作方式

    MCS-51单片机支持串行通信,通过串行口(UART)实现,串行通信有四种工作方式:

    1. 方式 0(8 位移位寄存器)
  • 描述:同步移位寄存器模式,串行通信时钟从定时器1的溢出信号产生。
  • 用途:简单的同步通信。
  • 数据位:8位。
  • 2. 方式 1(标准 UART 模式)
  • 描述:8位UART模式,异步通信,具有可变波特率,由定时器1或定时器2提供波特率。
  • 用途:标准异步串行通信,如计算机与外设的通信。
  • 数据位:8位数据 + 1位起始位 + 1位停止位。
  • 3. 方式 2(9 位 UART 模式)
  • 描述:9位UART模式,异步通信,波特率固定,具有多机通信能力。
  • 用途:多机通信场景。
  • 数据位:9位数据 + 1位起始位 + 1位停止位。
  • 4. 方式 3(可变波特率 9 位 UART 模式)
  • 描述:9位UART模式,异步通信,具有可变波特率,由定时器1或定时器2提供波特率。
  • 用途:需要灵活波特率控制的多机通信。
  • 数据位:9位数据 + 1位起始位 + 1位停止位。
  • 三、其他特殊工作方式
    1. 电源控制模式
  • 空闲模式:CPU停止工作,但片内RAM、定时器、串行口和中断系统继续工作。
  • 掉电模式:整个芯片停止工作,仅保留片内RAM数据,所有其他功能停止,功耗最低。
  • Overall

    MCS-51单片机提供了多种工作方式,以适应不同应用需求。定时器/计数器的四种工作方式提供了灵活的时间和事件管理能力,串行通信的四种方式支持多种通信协议和场景,电源控制模式帮助节约能源和提高效率,,

    作者:深泓点

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