單片機(jī) 定時計數(shù)器

單片機(jī)定時計數(shù)器第1頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月時間選擇按鈕電視機(jī)睡眠時間設(shè)定第2頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月秒表計時3當(dāng)計時啟動后，1/100秒位的兩位數(shù)字在1秒內(nèi)飛快的由00增加到99。秒表內(nèi)部的電路需要有較高的精度才能準(zhǔn)確地以1/100秒為間隔更新顯示數(shù)字。第3頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月定時與計數(shù)什么是定時？4定時過程可視為單片機(jī)計算單位時間（可以是1s、1ms、1μs）的個數(shù)，當(dāng)計時完成后，把單位時間乘以個數(shù)就得到了定時的時間長度。第4頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月什么是計數(shù)？5計數(shù)就是計算事件的發(fā)生次數(shù)。霍爾開關(guān)每當(dāng)車輪轉(zhuǎn)過一圈時磁鐵接近一次霍爾開關(guān)，于是就會輸出一個脈沖。如果把這個脈沖輸入單片機(jī)，單片機(jī)可以在每次脈沖到來時計一個數(shù)，假設(shè)60秒內(nèi)單片機(jī)的計數(shù)值為n，于是車輪每轉(zhuǎn)過一圈的時間，即脈沖的周期為：如果車輪的半徑為r，于是車輪的周長為C=2πr，得自行車的行駛速度為：第5頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月定時/計數(shù)器的模式控制寄存器TMOD6用來設(shè)置定時/計數(shù)器的工作模式。TMOD的長度為1個字節(jié)（8位），高4位和低4位分別控制T1和T0。其中由M11、M01控制T1的工作模式，M10、M00控制T0的工作模式。如想令T0工作在定時器的模式0下（軟件啟動），而T1工作在計數(shù)器的模式1下（軟件啟動），則設(shè)置Timer的指令為“MOV TMOD,#01010000B”。第6頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月定時/計數(shù)器的控制寄存器TCON7TCON是“timercontrol”的縮寫，用于控制定時/計數(shù)器的啟動或停止，并指示其是否溢出。TCON在特殊功能寄存器的地址88H上。TCON的高4位的名稱及功能描述：第7頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月方式1方式2方式0方式3定時/計數(shù)器的4種工作方式第8頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月1、定時/計數(shù)器的工作方式0定時/計數(shù)器工作在方式0時，為13位定時/計數(shù)器，由TL1的低5位和TH1的高8位所構(gòu)成。第9頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

T1工作于方式0的等效框圖T1T2第10頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

——計數(shù)/定時方式選擇位

,計數(shù)工作方式，對外部引腳輸入脈沖計數(shù),用作計數(shù)器。

,定時工作方式，對片內(nèi)機(jī)器周期脈沖計數(shù)，用作定時器。

GATE——門控位

GATE=0，運(yùn)行只受啟動控制位TR1的控制。

GATE=1，運(yùn)行同時受TR1和的雙重控制。只有當(dāng)且,定時計數(shù)器才能運(yùn)行第11頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月

GATE位的狀態(tài)決定定時/計數(shù)器的運(yùn)行控制取決于

TR1一個條件還是TR1和INT1引腳兩個條件。方式0說明計數(shù)控制由TR1和INT1兩個條件控制計數(shù)控制僅由TR1的狀態(tài)確定：TR1=1，計數(shù)，TR1=0停止計數(shù)當(dāng)GATE=0時當(dāng)GATE=1時第12頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)計方式0的計數(shù)初始值13方式0下的設(shè)置過程與方式1相同，只是TMOD中的M1x和M0x位均為0。計數(shù)初始值的設(shè)計：①－將定時時長t（fc=12MHz）除以1。②－用8192減去步驟①得到的數(shù)。③－用科學(xué)計算器把步驟②的得數(shù)轉(zhuǎn)換成13位二進(jìn)制數(shù)MN3N2N1N0P3P2P1P0Q3Q2Q1Q0，高位如果是空的用0補(bǔ)上，依次填入THx的8位和TLx的低5位中，TLx的高3位用0代替。第13頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)計模式0的計數(shù)初始值14④－最后得計數(shù)初始值：THx=MN3N2N1N0P3P2P1（二進(jìn)制），TLx=000P0Q3Q2Q1Q0（二進(jìn)制）。根據(jù)以上的步驟，晶振頻率=12MHz，定時時長500μs，則有：①－500μs/1μs=500②－8192-500=7692③－7692（十進(jìn)制）=1111000001100（二進(jìn)制）④－THx=11110000B=F0H，TLx=00001100B=0CH。第14頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)計模式0的計數(shù)初始值15例1：第15頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月定時/計數(shù)器的工作方式116模式1的特點(diǎn)方式1的特點(diǎn)：是一個16位的定時器或計數(shù)器，寄存器TLx和THx共16位全部用來裝計數(shù)值；用指令“SETBTRx”啟動定時/計數(shù)器；溢出時，溢出標(biāo)志TFx被硬件置1，可通過檢測TFx標(biāo)志位來了解計數(shù)是否完成。當(dāng)計數(shù)完成后，使用指令“CLRTRx”和“CLRTFx”來關(guān)閉Timer。如果需要循環(huán)Timer的定時或計數(shù)過程，Timer寄存器TLx和THx中必須再次裝載原來的計數(shù)初始值。第16頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月方式1的設(shè)置17例2：讓P1.0口輸出頻率為100Hz方波信號（占空比為50%的矩形波）。第17頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月方式1的設(shè)置18①－設(shè)置定時/計數(shù)器的工作方式。②－往定時/計數(shù)器的寄存器（TL0和TH0）載入計數(shù)初始值。T0作定時器，工作在方式1下的設(shè)置第18頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月方式1的設(shè)置19③－啟動定時/計數(shù)器（Timer）。如圖所示，定時/計數(shù)器的寄存器從計數(shù)初始值EC78H計數(shù)到FFFFH。④－檢測定時/計數(shù)器溢出標(biāo)志（TF0）。⑤－關(guān)閉定時/計數(shù)器。定時/計數(shù)器的計數(shù)過程第19頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月方式1的設(shè)置20⑥－清0溢出標(biāo)志（TF0）。⑦－重新裝載計數(shù)初始值。因為程序11-2在不斷變換P1.0口狀態(tài)（指令“CPL P1.0”）并進(jìn)行5000μs的延時，于是就形成了頻率100Hz的方波信號。第20頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月方式1的計數(shù)初始值21已知晶振頻率

，可根據(jù)以下的公式計算出方式1下定時/計數(shù)器作定時器的定時時長：定時時長t的單位為μs，

為晶振頻率，單位是MHz。FFFF是定時/計數(shù)器的寄存器的最大計數(shù)值。MMLL表示寄存器中裝載的計數(shù)初始值。Val

的意思是將（FFFF-MMLL+1）的計算結(jié)果轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制。第21頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)：設(shè)計模式1的計數(shù)初始值22設(shè)計一個方波發(fā)生器，要求從P1.0口輸出頻率f=2kHz的方波，即P1.0口輸出高、低電平持續(xù)時間分別為250μs。如何確定計數(shù)初始值？計數(shù)初始值為：THx=FF，TLx=06第22頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月方式1的應(yīng)用23利用定時/計數(shù)器延時生成2KHz方波的程序（方式1）第23頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月定時/計數(shù)器的工作方式224模式2的特點(diǎn)是一個具有自動重新載入功能的8位定時器或計數(shù)器，定時/計數(shù)器的寄存器只由TLx充當(dāng)。具有自動重新載入計數(shù)初始值的功能。第24頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月方式2的特點(diǎn)25如：TLx和THx中都載入了計數(shù)初始值3FH，當(dāng)Timer啟動后，只有TLx中的計數(shù)值會隨機(jī)器周期增加，直到Timer溢出后，標(biāo)志位TFx=1，THx中的計數(shù)初始值被自動載入TLx中。這樣在新一輪的計數(shù)一開始，TLx中已經(jīng)有了初始值3FH。第25頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月方式2的設(shè)置26例3：利用定時/計數(shù)器延時生成T=500μs方波的程序（方式2

）第26頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)計方式2的計數(shù)初始值27在方式2下定時/計數(shù)器作定時器的計數(shù)初始值只有8位，同時載入TLx和THx中。①－將定時時長t除以

。②－用256減去步驟①得到的數(shù)。③－用科學(xué)計算器把步驟②中的得數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制形式TT。④－最后得計數(shù)初始值：THx=TLx=TT。假設(shè)某單片機(jī)系統(tǒng)的晶振頻率=12MHz，定時時長t=50μs，根據(jù)以上步驟可以設(shè)計計數(shù)初始值：①－50μs/1μs=50②－256–50=206③－206（十進(jìn)制）=CEH（十六進(jìn)制）④－THx=CE，TLx=CE第27頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月定時/計數(shù)器的工作方式328方式3的特點(diǎn)只適用于T0，T1不具有方式3.TL0和TH0變成兩個獨(dú)立的8位定時/計數(shù)器的寄存器。T0變成了兩個獨(dú)立的8位定時/計數(shù)器，但不具備自動重新裝載計數(shù)初始值的特性。以TL0為Timer寄存器的Timer使用TMOD寄存器和TCON寄存器中原來與Timer0有關(guān)的控制位和標(biāo)志位，設(shè)置的方法與前面相同。而以TH0為Timer寄存器的Timer使用原來Timer1的溢出標(biāo)志位TF1和啟動/關(guān)閉控制位TR1，但不能用作計數(shù)器使用。第28頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月11.6.2模式3的設(shè)置29第29頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月方式3的設(shè)置30利用定時/計數(shù)器延時生成T=300μs、占空比=1/3

方波的程序（方式3）

第30頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)計方式3的計數(shù)初始值31在方式3下兩個獨(dú)立的定時/計數(shù)器的寄存器只有8位，其計數(shù)初始值的計算方法相同。①－將定時時長t除以。②－用256減去步驟①得到的數(shù)。③－用科學(xué)計算器把步驟②中的得數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制形式TT。④－最后得計數(shù)初始值：TH0或TL0=TT。假設(shè)某單片機(jī)系統(tǒng)的晶振頻率=12MHz，定時時長t=150μs，根據(jù)以上步驟可以設(shè)計計數(shù)初始值：①－150μs/1μs=150②－256–150=106③－106（十進(jìn)制）=6AH（十六進(jìn)制）④－TH0或TL0=6AH第31頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月計數(shù)器的應(yīng)用32第32頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月11.7.2計數(shù)器的設(shè)置33在Timer模式控制寄存器TMOD的C/Tx#位用于設(shè)置Timer用作定時器或計數(shù)器，當(dāng)C/Tx#=1時，對應(yīng)的Timer用作計數(shù)器。Timer0和Timer1可以被配置成兩個獨(dú)立的計數(shù)器，分別對輸入單片機(jī)T0端（14管腳）和T1端（15管腳）的脈沖進(jìn)行計數(shù)。Timer作計數(shù)器使用時，Ti