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<reg52.h>
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<reg52.h>
#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。