单片机应用技术项目教程（C语言版）（第二版）-项目五 定时-计数器综合应用.ppt

陳慶逸、林柏辰編著---文魁資訊 ARM嵌入式系统 “十二五”职业教育国家规划教材（经全国职业教育教材审定委员会审定）  项目五 定时器/计数器综合应用 一、定时器/计数器的结构 内设2个16位可编程定时器/计数器T0,T1。分别由两个8位特殊功能寄存器组成，……，它们用于存放定时或计数的初始设定值。 ◆工作方式控制寄存器TMOD。设置定时或计数模式，在每种模式下又可设置方式0、方式1、方式2、方式3四种工作方式。 ◆定时控制寄存器TCON。控制定时器的启动/停止。 二、定时器/计数器的工作原理 可实现定时和计数两种功能，其功能由软件控制和切换。如何实现的？ 1、定时功能 16位的定时器/计数器实质上是一个加1计数器，每过一个机器周期，计数器加1，直至计满溢出，即对机器周期进行计数。定时时间=计数次数*机器周期 定时器的定时时间与机器周期有关。机器周期由晶振频率决定的。机器周期=12*1/fosc。如晶振频率为12MHz，则机器周期为1?s。 2、计数功能 通过外部计数输入引脚T0(P3.4)或T1(P3.5)对外部脉冲信号计数：计数器在每个机器周期的S5P2期间采样引脚输入电平，若第一个机器周期S5P2期间采样值为1，下一个机器周期S5P2期间采样值为0，则计数器加1。 说明：单片机对外部脉冲计数一次，至少需要2个机器周期。外部信号的最高计数频率为时钟频率的二十四分之一。若晶振频率为12MHz，则最高计数频率为0.5MHz。 三、定时器/计数器的应用 定时与延时控制方面 产生定时中断信号，以设计出各种不同频率的信号源； 产生定时扫描信号，对键盘进行扫描以获得控制信号，对显示器进行扫描以不间断地显示数据。 测量外部脉冲方面 对外部脉冲信号进行计数可测量脉冲信号的宽度、周期，也可实现自动计数。 监控系统工作方面 对系统进行定时扫描，当系统工作异常时，使系统自动复位，重新启动以恢复正常工作。 四、定时器/计数器工作方式 定时器/计数器有四种工作方式，以T0为例讲其四种工作方式的逻辑结构和工作过程。 T0方式0构成一个13位定时/计数器，……启动、停止、溢出 定时器/计数器0方式0工作过程 当门控位GATE=0时，或门输出始终为1，与门被打开，由TR0控制定时器/计数器的启动和停止。 软件使TR0置1，接通控制开关，启动定时器0，13位加1计数器在定时初值或计数初值的基础上进行加1计数； 软件使TR0清0，关断控制开关，停止定时器0，加1计数器停止计数； 计数溢出时，13位加1计数器为0，TF0由硬件自动置1，并申请中断，同时13位加1计数器继续从0开始计数。 定时器/计数器T0方式1 定时器/计数器T0方式1是一个由TH0中的8位和TL0中的8位组成的16位加1计数器。 方式1与方式0基本相似，最大的区别是方式1的加1计数器位数是16位。 定时器/计数器0方式1逻辑结构如图所示 定时器/计数器T0方式2 定时器/计数器T0方式2是一个能自动装入初值的8位加1计数器，TH0中的8位用于存放定时初值或计数初值，TL0中的8位用于加1计数器。 加1计数器溢出后，硬件使TF0自动置1，同时自动将TH0中存放的定时初值或计数初值再装入TL0，继续计数。 定时器/计数器0方式2逻辑结构如图所示 T0方式3逻辑结构 T0分为两个独立的8位加1计数器TH0和TL0。 TL0既可用于定时，也能用于计数；（与方式2有何不同？） TH0只能用于简单的内部定时。（它占用了T1的控制位TR1和中断标志位TF1，同时占用了T1中断源。 ） T0工作在方式3下的T1的逻辑结构（T0工作在方式0、1、2下的逻辑结构与T1工作在方式0、1、2下的逻辑结构一样， T0工作在方式3下时， T1工作在方式0、1、2下的逻辑结构见下图） T0方式3下T1的结构特点 T1不能工作在方式3下，因为在T0工作在方式3下时， T1的控制位TR1、TF1和中断源被T0占用； T1可工作在方式0、方式1、方式2下，再设置下工作模式就可以自动开始计数了，计数溢出直接输出送入串行口，不会产生中断； 若要停止计数，可将T1设为方式3； T1通常用作串行口波特率发生器，以确定串行通信的速率，以方式2工作会使程序简单一些。 五、定时器/计数器有关寄存器 T0和T1工作于计数还是定时模式，何种方式工作，控制启动/停止，是通过特殊功能寄存器TMOD和TCON控制的 TMOD的作用是设置T0、T1的工作模式和方式。 TMOD的格式： GATE：门选通位。 GATE=0： 使TCON中的TR1(TR0)置1即可启动定时器1(定时器0)。（一般使用这个） GATE=1： 使TCON中的TR1(TR0)