PIC單片機(jī)原理及應(yīng)用(第八章)

1、第8章 定時(shí)器計(jì)數(shù)器 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是大部分單片機(jī)都內(nèi)置的一個(gè)重要功能模塊，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的正常工作一般由時(shí)序脈沖來驅(qū)動(dòng)（觸發(fā)）,表現(xiàn)為計(jì)數(shù)累計(jì)功能。 定時(shí)/計(jì)數(shù)器：工作方式；觸發(fā)方式；累計(jì)方式。 PIC單片機(jī)的只有遞增的累積方式。 由單片機(jī)內(nèi)部時(shí)序脈沖觸發(fā) -定時(shí)從單片機(jī)I/O(RA4T0CKI)引腳上，檢測外部輸入的觸發(fā)脈沖信號(hào)（規(guī)則或不規(guī)則） -計(jì)數(shù)二種不同的應(yīng)用場合：PIC16F877單片機(jī)配置3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊：CCP：輸入捕捉、輸出比較和PWM脈沖寬度調(diào)制功能 低頻時(shí)基振蕩器 ：32768Hz三者的共同點(diǎn)： 它們的核心部分都是一個(gè)由時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)，按遞增方式累加工作的循環(huán)計(jì)數(shù)器；

2、從預(yù)先設(shè)定的某一初始值開始累計(jì)，在累計(jì)到計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出，并且同時(shí)會(huì)建立一個(gè)相應(yīng)的溢出中斷標(biāo)志。 8.1 定時(shí)器計(jì)數(shù)器TMR0 TMR0是3個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器中應(yīng)用最廣的器件可作為一般定時(shí)/計(jì)數(shù)功能。 0 0 0 0 0 0 0 0TMR0123458.1 定時(shí)器計(jì)數(shù)器TMR0 0 0 0 0 0 0 0 1TMR023456 TMR0是3個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器中應(yīng)用最廣的器件可作為一般定時(shí)計(jì)數(shù)功能。 8.1 定時(shí)器計(jì)數(shù)器TMR0 0 0 0 0 0 0 1 0TMR034567 TMR0是3個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器中應(yīng)用最廣的器件可作為一般定時(shí)計(jì)數(shù)功能。 8.1 定時(shí)器計(jì)數(shù)器TMR0 0 0 0 0 0 0 1 1TMR

3、045678 TMR0是3個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器中應(yīng)用最廣的器件可作為一般定時(shí)計(jì)數(shù)功能。 8.1 定時(shí)器計(jì)數(shù)器TMR0 0 0 0 0 0 1 0 0TMR056789 TMR0是3個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器中應(yīng)用最廣的器件可作為一般定時(shí)計(jì)數(shù)功能。 8.1 定時(shí)器計(jì)數(shù)器TMR0 0 0 0 0 0 1 0 1TMR0678910 TMR0是3個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器中應(yīng)用最廣的器件可作為一般定時(shí)計(jì)數(shù)功能。 1、一個(gè)8位寬由時(shí)鐘信號(hào)邊沿觸發(fā)的循環(huán)累加計(jì)數(shù)寄存器；2、TMR0本身也是一個(gè)在文件寄存器區(qū)（特殊功能寄存器），有特定的地址；3、具有一個(gè)軟件可編程的8位預(yù)分頻器；4、既可工作于定時(shí)器模式，又可工作于計(jì)數(shù)器模式； 用內(nèi)部觸發(fā)信

4、號(hào)，指令周期作為時(shí)鐘信號(hào)源時(shí)（定時(shí)） 用外部觸發(fā)信號(hào)，可定義觸發(fā)上下沿（計(jì)數(shù)）5、在計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，相應(yīng)的溢出中斷標(biāo)志（T0IF）自動(dòng)置 位，并可產(chǎn)生溢出中斷。 6、8位定時(shí)/計(jì)數(shù)器：定時(shí)時(shí)間 預(yù)分頻器8.1.1 TMR0模塊的功能和特性 8.1.2 TMR0模塊相關(guān)的寄存器 TMR0涉及4個(gè)寄存器： 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 TMR0（計(jì)數(shù)初值）； 選項(xiàng)寄存器OPTION_REG； 中斷控制寄存器INTCON ； 端口RA方向控制寄存器TRISA （RA4/TOCKI輸入）。 主要用于設(shè)置定時(shí)/計(jì)數(shù)器TMR0、前后分頻器、外INT中斷以及RB端口的弱上拉功能等各種控制位。1、定時(shí)/計(jì)數(shù)器TMR0：存放初

5、值，即時(shí)間常數(shù)。2、選項(xiàng)寄存器OPTION_REG Bit2-Bit0PS2-PS0：分頻器分頻比選擇位 Bit3PSA：分頻器分配位，主動(dòng)參數(shù)。0： 分配給TMR0，作為TMR0的分頻器；1： 分配給WDT，作為WDT的分頻器。Bit4T0SE：TMR0用于計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)邊沿選擇位，主動(dòng)參數(shù)。0： RA4/T0CKI引腳上的上升沿觸發(fā)；1： RA4/T0CKI引腳上的下降沿觸發(fā)。Bit5T0CS：定時(shí)/計(jì)數(shù)器TMR0時(shí)鐘源選擇位，主動(dòng)參數(shù)?？纱_定TMR0工作于定時(shí)方式還是計(jì)數(shù)方式。0： 由內(nèi)部指令周期作為TMR0的觸發(fā)信號(hào)，定時(shí)；1： 由外部引腳T0CKI上的時(shí)鐘作為TMR0的觸發(fā)信號(hào)

6、，計(jì)數(shù)。Bit6INTEDG：INT中斷信號(hào)觸發(fā)邊沿選擇位，主動(dòng)參數(shù)。0： RB0/INT引腳上的上升沿觸發(fā)；1： RB0/INT引腳上的下降沿觸發(fā)。Bit7RBPU：B端口弱上拉使能位，主動(dòng)參數(shù)。0： RB0-RB7引腳弱上拉使能；1： RB0-RB7引腳弱上拉禁止。 主要用于中斷控制方式的設(shè)置。4、RA方向寄存器（TRISA）4=1，T0CKI為輸入方式。3、中斷控制寄存器INTCON8.1.3 TMR0模塊電路結(jié)構(gòu)和工作原理1. 8位計(jì)數(shù)寄存器TMR0 1）設(shè)置定時(shí)模式T0CS=0 定時(shí)時(shí)間：初值，頻率，預(yù)分頻器。 2）設(shè)置計(jì)數(shù)模式T0CS=1 計(jì)數(shù) T0SE=0，T0SE=1。分頻器P

7、S2、PS1、PS0 分頻比；PSA=0，TMR0分頻器；PSA=1，WDT分頻器。 例題8-1計(jì)數(shù)燈程序設(shè)計(jì)。自動(dòng)計(jì)數(shù)，RC與8位LED相聯(lián)，間隔時(shí)間為一個(gè)固定時(shí)間0.5s. 這個(gè)例子曾用軟件延時(shí)做過，本例將采用TMR0定時(shí)實(shí)現(xiàn)。 定時(shí)可以通過兩種方式實(shí)現(xiàn) 不采用中斷（查詢方式） 采用定時(shí)中斷 8.1.4 TMR0模塊的應(yīng)用實(shí)例8.2 定時(shí)器計(jì)數(shù)器TMR1定時(shí)器計(jì)數(shù)器TMR1是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)寄存器，帶有一個(gè)預(yù)分頻器和一個(gè)內(nèi)置的低功耗低頻時(shí)基振蕩器。 TMR1的用途：TMR1可作通用的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器；利用內(nèi)置的低頻時(shí)基振蕩器，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí) 時(shí)鐘RTC功能；TMR1與CCP模塊配合使用，可實(shí)現(xiàn)輸

8、入捕 捉和輸出比較功能。8.2.1 TMR1模塊功能和特性 一個(gè)16位的由時(shí)鐘信號(hào)觸發(fā)的累加計(jì)數(shù)寄器對TMR1L：TMR1H，固有定時(shí)時(shí)間； TMR1L和TMR1H是在RAM中統(tǒng)一編址的寄存器對，地址為 0EH和0FH，軟件方式讀寫TMR1寄存器對內(nèi)容，初值； 一個(gè)可選用的可編程預(yù)分頻器，4種分頻比； 累加計(jì)數(shù)的信號(hào)源可選擇內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘、外部觸發(fā)信號(hào) 或自帶時(shí)基振蕩器信號(hào)； 既可工作于定時(shí)器模式又可工作于計(jì)數(shù)器模式，還可用 作實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC； 在計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，相應(yīng)的溢出中斷標(biāo)志自動(dòng)置位，并可 產(chǎn)生溢出中斷。 8.2.2 TMR1模塊相關(guān)的寄存器 TMR1主要涉及6個(gè)寄存器：TMR1控制寄存器T

9、1CON ；中斷控制寄存器 INTCON；第一外圍中斷使能寄存器 PIE1；第一外圍中斷標(biāo)志寄存器 PIR1； 高字節(jié)，低字節(jié)寄存器對 TMR1H：TMR1L，賦初值，通過指令啟動(dòng)TMR1。TMR1主要涉及6個(gè)寄存器 TMR1控制寄存器T1CONBit0TMR1ON：TMR1啟/停控制位，主動(dòng)參數(shù)。 0: 停止TMR1計(jì)數(shù)，使TMR1退出活動(dòng)狀態(tài)，以節(jié)省能耗； 1: 啟用TMR1計(jì)數(shù)，使TMR1進(jìn)入活動(dòng)狀態(tài)。Bit1TMR1CS：時(shí)鐘源選擇位，主動(dòng)參數(shù)。 0: 選擇內(nèi)部時(shí)鐘源(fosc/4Tcyc指令周期)； 1: 選擇外部時(shí)鐘源，即時(shí)鐘信號(hào)來源于外部引腳或者自帶振蕩器。Bit2T1SYNC：

10、TMR1外部輸入時(shí)鐘與系統(tǒng)時(shí)鐘同步控制位，主動(dòng)參數(shù)。 當(dāng)TMR1工作于計(jì)數(shù)器方式(TMR1CS1時(shí))： 0: TMR1外部輸入時(shí)鐘與系統(tǒng)時(shí)鐘保持同步； 1: TMR1外部輸入時(shí)鐘與系統(tǒng)時(shí)鐘不保持同步。 當(dāng)TMR1工作于定時(shí)器方式(TMR1CS0時(shí))：該位不起作用。Bit3T1OSCEN：TMR1自帶振蕩器使能位，主動(dòng)參數(shù)。 0: 禁上TMR1振蕩器工作； 1: 使能TMR1振蕩器工作。Bit5bit4T1CKPS1T1CKPSO： 分頻器的分頻比選擇位，主動(dòng)參數(shù)。8.2.3 TMR1模塊電路結(jié)構(gòu)和工作原理 TMR1與系統(tǒng)時(shí)鐘的協(xié)調(diào)關(guān)系1. 起/?？刂坪屯竭壿?與門G1：TMR1ON 與 時(shí)鐘

11、信號(hào)；2. 可編程預(yù)分頻器 4種不同的分頻比：1，2，4，8；3. TMR1定時(shí)/計(jì)數(shù)方式 定時(shí)方式：指令周期， 計(jì)數(shù)方式：低頻振蕩器或T1CKI引腳；4. 低頻振蕩器 常用時(shí)鐘：32768Hz；5. 定時(shí)分析 定時(shí)時(shí)間=預(yù)分頻比（65536-初值）例題8-3利用外接低頻振蕩器32768Hz實(shí)現(xiàn)1s定時(shí)。 8.3 定時(shí)器 TMR2定時(shí)器TMR2，帶有一個(gè)特別用途的8位可編程周期寄存器。 定時(shí)器TMR2，外圍沒有T2CKI輸入引腳，只能工作于定時(shí)器模式。8.3.1 TMR2模塊的功能和特性1、定時(shí)器TMR2的功能定時(shí)：只工作于定時(shí)器模式，有預(yù)、后分頻器；PWM：利用PR2和CCP模塊實(shí)現(xiàn)PWM功

12、能，可以承擔(dān)各類電機(jī)的變頻調(diào)速。SPI方式：TMR2 可以提供波特率時(shí)鐘。8.3.1 TMR2模塊的功能和特性2、定時(shí)器TMR2的特性 一個(gè)8位的累加計(jì)數(shù)寄器對TMR2； TMR2在RAM中統(tǒng)一編址，地址為011H； 一個(gè)預(yù)分頻器，3種分頻比。一個(gè)后分頻器，16種分頻比； 只能工作于定時(shí)器模式；帶有一個(gè)特別用途的8位可編程周期寄存器PR2； 在計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，需經(jīng)后分頻處理，相應(yīng)的溢出中斷標(biāo)志才置位，并可產(chǎn)生溢出中斷。 8.3.2 與TMR2模塊相關(guān)的寄存器TMR2涉及6個(gè)寄存器：T2CON：TMR2控制寄存器；TMR2：定時(shí)器TMR2；PR2：TMR2周期寄存器，當(dāng)PR2和TMR2計(jì)數(shù)值相等時(shí)發(fā)生溢出；INTCON：中斷控制寄存器；PIE1：第一外圍中斷使能寄存器；PIR1：第一外圍中斷標(biāo)志寄存器。8.3.3 TMR2模塊電路結(jié)構(gòu)和工作原理 1、TMR2溢出方式 PR2和TMR2計(jì)數(shù)值比較相等時(shí)發(fā)生溢出，需經(jīng)后分頻處理，相應(yīng)的溢出中斷標(biāo)志才置位，并可產(chǎn)生溢