第五章定時(shí)-計(jì)數(shù)器..ppt

1、第5章 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,內(nèi)容提要： 5.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器功能 5.2 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器硬件結(jié)構(gòu) 5.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式 5.4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器編程,內(nèi)容要求: 1、熟悉PIC16F87X單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器功能。 2、熟悉3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊的硬件結(jié)構(gòu)。 3、熟悉掌握與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊相關(guān)的寄存器。 4、熟練掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式。 5、熟練掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器編程技術(shù) 。,5.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器功能 5.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器功能 5.4.1 定時(shí)器功能起定時(shí)延時(shí)作用和在規(guī)定的引腳上 輸出一定寬度的方波信號(hào)。 所謂定時(shí)功能就是通過來自單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘脈沖作計(jì)數(shù)脈沖，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，即每個(gè)

2、機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加1，計(jì)數(shù)值達(dá)到予置值后，定時(shí)/計(jì)數(shù)模塊產(chǎn)生溢出。,5.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器功能 5.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)器功能 5.4.2 計(jì)數(shù)器功能 所謂計(jì)數(shù)是指對外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。外部事件的發(fā)生以輸入脈沖表示，因此計(jì)數(shù)功能的實(shí)質(zhì)就是對外來脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。,5.2 定時(shí)和計(jì)數(shù)器硬件結(jié)構(gòu) PIC16F877單片機(jī)配置了3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊，分別為TMR0、TMR1和TMR2。 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；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，并同時(shí)建立一個(gè)相應(yīng)的溢出中斷標(biāo)志。 三者的不同點(diǎn)： TMR0為8位寬，有一個(gè)可選的預(yù)分頻器，用于

3、通用目的，可用于定時(shí)和計(jì)數(shù)； TMR1為16位寬，附帶一個(gè)可編程的預(yù)分頻器和一個(gè)可選的低頻時(shí)基振蕩器，適合與CCP（捕捉/比較脈寬調(diào)制）模塊配合使用來實(shí)現(xiàn)輸入捕捉或輸出比較功能，也可用于定時(shí)和計(jì)數(shù)； TMR2為8位寬，附帶一個(gè)配合使用來實(shí)現(xiàn)PWM脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生，只能用于定時(shí)。,5.2.1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR0的硬件結(jié)構(gòu) *TMR0可以用于定時(shí)控制、延時(shí)、對外部事件進(jìn)行計(jì) 數(shù)和檢測等場合。 *TMR0可以使用內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘，也可以使用外部始終。 *TMR0用于內(nèi)部定時(shí)或?qū)ν庥?jì)數(shù)時(shí)都不占用CPU時(shí)間。 1.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR0具有以下特點(diǎn)： （1）TMR0是一個(gè)8位寬的由時(shí)鐘信號(hào)上升沿觸發(fā)

4、的循環(huán)累加計(jì)數(shù)寄存器。 （2）有一個(gè)專用的外部觸發(fā)信號(hào)輸入端(T0CKI-RA4）。 （3）TMR0也是一個(gè)在文件寄存器區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一編址的寄存器，地址為01H或101H，用戶用軟件方式可直接讀/寫計(jì)數(shù)器的內(nèi)容。 （4）具有一個(gè)軟件可編程的8位預(yù)分頻器。,（5）當(dāng)使用內(nèi)部觸發(fā)信號(hào)，即指令周期作為時(shí)鐘信號(hào)源時(shí)，模塊TMR0工作于定時(shí)方式，觸發(fā)方式為固定上升沿觸發(fā)有效。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）當(dāng)外部時(shí)鐘信號(hào)源時(shí)，模塊TMR0工作于計(jì)數(shù)方式，觸發(fā)方式可由程序設(shè)置位上升沿觸發(fā)或下降 沿觸發(fā)有效。在計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，也可產(chǎn)生溢出中斷。,2與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TM

5、R0模塊相關(guān)的寄存器 （1）選項(xiàng)寄存器 OPTION_REG (1)是作為定時(shí)器還是作為計(jì)數(shù)器 (2)決定分頻器的分頻系數(shù) (3)時(shí)鐘是上升沿/下降沿觸發(fā) （2）中斷控制寄存器 INTCON (1)中斷總控制-允許/禁止 (2)各類中斷的控制 (3)各類中斷的標(biāo)志 （3）RA口方向寄存器 TRISA 當(dāng)TMR0工作于計(jì)數(shù)器時(shí),RA4必須設(shè)為輸入,以便從該腳輸 入時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 （4）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 TMR0 8位累加計(jì)數(shù)寄存器,與計(jì)數(shù)和定時(shí)無關(guān),3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR0模塊的電路結(jié)構(gòu)和工作原理,4.分頻器和控制邏輯電路 分頻器實(shí)際上也是一個(gè)8位累加計(jì)數(shù)器，它只能配合TMR0或WDT輸出的時(shí)鐘

6、由PS2PS0設(shè)定分頻比，這個(gè)分頻比由OPTION_REG寄存器中的PS2PS0決定。 5.TMR0累加計(jì)數(shù)寄存器 TMR0有定時(shí)器和計(jì)數(shù)器兩種工作模式。這兩種模式之間的差異是觸發(fā)信號(hào)的來源不同。TMR0的工作模式由T0CS位（選項(xiàng)寄存器OPTION_REG）決定,TMR0 定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式： t= P (28 X) T X= 28 t/(TxP) t：設(shè)定的定時(shí)時(shí)間uS P：分頻器的分頻比-2256 取值為2、4、8、16、32、64、128、256。 X：TMR0的計(jì)數(shù)初值-0255 T：指令周期uS 定時(shí)器最短的定時(shí)時(shí)間：t=2x(256-255)x1uS=2uS 定時(shí)器最長的定時(shí)時(shí)間

7、：t=256x(256-0)x1uS=65535uS,TMR0的定時(shí)程序舉例： 用TMR0產(chǎn)生10毫秒的定時(shí)時(shí)間，步驟如下： (1) 求出10毫秒定時(shí)時(shí)間對應(yīng)的計(jì)數(shù)初值 X= 28 t/(TxP) =256-10000/(1x64) =256-156 =100(64H) (2) 根據(jù)題目的要求，對OPTION_REG配置 (3) 將(X=100)寫入TMR0計(jì)數(shù)寄存器 (4) 等待T0IF溢出，溢出時(shí)，定時(shí)時(shí)間已到,TMR0定時(shí)器延時(shí)10毫秒程序舉例： BSF STATUS,RP0 MOVLW 05H ;Fosc/64,分頻器分配給TMR0， MOVWF OPTION_REG ;上升沿出發(fā)TM

8、R0遞增， BCF STATUS,RP0 ;內(nèi)部時(shí)鐘 ; MOVLW 64H MOVWF TMR0 ;定初值寫入TMR0， ;并啟動(dòng)TMR0 LOOP BTFSS INTCON,T0IF ;是否溢出？ GOTO LOOP ;沒溢出,繼續(xù)等待 ; BCF INTCON,T0IF ;定時(shí)器0標(biāo)志位清0 GOTO $ ;程序在原地踏步,TMR0定時(shí)器延時(shí)1000毫秒程序舉例： BSF STATUS,RP0 MOVLW 05H ;Fosc/64,分頻器分配給TMR0， MOVWF OPTION_REG ;上升沿出發(fā)TMR0遞增， BCF STATUS,RP0 ;內(nèi)部時(shí)鐘 MOVLW .100 MOVW

9、F COUNT LOOP MOVLW 64H MOVWF TMR0 ;定初值寫入TMR0，并啟動(dòng)TMR0 LOOP1 BTFSS INTCON,T0IF ;是否溢出？ GOTO LOOP1 ;沒溢出,繼續(xù)等待 ; BCF INTCON,T0IF ;定時(shí)器0標(biāo)志位清0 DECFSZ COUNT,1 GOTO LOOP GOTO $ ;程序在原地踏步,用定時(shí)器TMR0產(chǎn)生一個(gè)50Hz方波從RC0輸出程序舉例： BSF STATUS,RP0 MOVLW 05H ;Fosc/64,分頻器分配給TMR0， MOVWF OPTION_REG ;上升沿出發(fā)TMR0遞增， CLRF TRISC ;C口為輸出

10、BCF STATUS,RP0 ;內(nèi)部時(shí)鐘 ; LOOP MOVLW 64H MOVWF TMR0 ;定初值寫入TMR0，并啟動(dòng)TMR0 LOOP1 BTFSS INTCON,T0IF ;是否溢出？ GOTO LOOP1 ;沒溢出,繼續(xù)等待 ; BCF INTCON,T0IF ;定時(shí)器0標(biāo)志位清0 MOVLW B00000001 XORWF PORTC,1 ;對RC0求反 GOTO LOOP ;繼續(xù)循環(huán),5.2.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1的硬件結(jié)構(gòu) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1不僅可作通用的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器；而且利用內(nèi)置的低頻時(shí)基振蕩器，還可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC功能；通過TMR1與CCP模塊配合使用，定時(shí)器

11、/計(jì)數(shù)器TMR1又可實(shí)現(xiàn)輸入捕捉和輸出比較功能。 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1是一個(gè)16位的可讀可寫的計(jì)數(shù)寄存器，由高低兩字節(jié)組成（TMR1H和TMR1L）16位寄存器從0000H到FFFFH加1計(jì)數(shù)，然后回到0000H。在從FFFFH到0000H的過程中，置位中斷標(biāo)志位TMR1IF。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1還帶有一個(gè)3位的可編程預(yù)分頻器和一個(gè)內(nèi)置的低功耗低頻時(shí)基振蕩器。,5.2.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1的硬件結(jié)構(gòu) 1定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1模塊具有的特點(diǎn): （1）一個(gè)16位的由時(shí)鐘信號(hào)上升沿觸發(fā)的累加計(jì)數(shù)寄存器對TMR1H：TMR1L； （2）TMR1H和TMR1L是在RAM中統(tǒng)一編址的寄存器對， 地

12、址為0EH和0FH，可用軟件方式讀/寫TMR1寄存器對的內(nèi)容； （3）一個(gè)可選用的3位可編程的預(yù)分頻器； （4）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)； （5）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； （6）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。,5.2.2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1的硬件結(jié)構(gòu) 2. 與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1模塊相關(guān)的寄存器 (1) PIE1外設(shè)中斷使能寄存器 (2) PIR1外設(shè)中斷標(biāo)志寄存器 (3) INTCON中斷控制寄存器 (4) T1CONTMR1控制積存器 (5) TMR1LTMR1計(jì)數(shù)

13、寄存器低字節(jié) (6) TMR1HTMR1計(jì)數(shù)寄存器高字節(jié) 參見表5-2 有關(guān)TMR1、 TMR2模塊電路結(jié)構(gòu)不介紹。,TMR1 定時(shí)時(shí)間的計(jì)算公式： t= P (216 X) T X= 216 t/(TxP) t：設(shè)定的定時(shí)時(shí)間uS P：分頻器的分頻比-18 取值為1、2、4、8 X：TMR1H和TMR1L的計(jì)數(shù)初值-065535 T：指令周期uS 定時(shí)器最短的定時(shí)時(shí)間：t=1x(65536-65535)x1uS=1uS 定時(shí)器最長的定時(shí)時(shí)間：t=8x(65536-0)x1uS=524288uS,TMR1的定時(shí)程序舉例： 用TMR1產(chǎn)生10毫秒的定時(shí)時(shí)間，步驟如下： (1) 求出10毫秒定時(shí)時(shí)

14、間對應(yīng)的計(jì)數(shù)初值 X= 216 t/(TxP) =65536-10000/(1x8) =65536-1250 =64286(FB1EH) (2) 根據(jù)題目的要求，對T1CON配置 (3) 將(X=FB1E)寫入TMR1H和TMR1L計(jì)數(shù)寄存器 (4) 將T1SCEN位置1,啟動(dòng)TMR1開始定時(shí) (4) 等待PIR1的TMR1IF位為1，為1時(shí)，定時(shí)時(shí)間已到,TMR1的定時(shí)程序舉例： LIST P=16F877A;列表偽指令 INCLUDE P16F877A.INC;把包含文件含入源程序 _CONFIG 3F39H;設(shè)置配置位中振蕩方式為XT, 其它全部禁止或關(guān)閉 ;* COUNTEQU20H

15、ORG 0 x000;主程序開始地址 GOTOMAIN;跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG0005H ;主程序開始地址為0005H MAIN MOVLW0F1H ;31H MOVWFT1CON;設(shè)定定時(shí)器工作方式，分頻比為1:8 ;* ; 定時(shí)0.5秒 ; X=65536-t/(TxP)=65536-500000/(1x8)=3036=0BDCH ; MOVLW0BH MOVWFTMR1H;設(shè)定TMR1高位初值 MOVLW0DCH ; MOVWFTMR1L ;設(shè)定TMR1低位初值 ;* BSFT1CON,TMR1ON ;啟動(dòng)定時(shí)器TMR1 LOOP1 BTFSS PIR1,TMR1IF ;是否溢出？ GOT

16、OLOOP1 ;沒溢出,繼續(xù)等待 BCFPIR1,TMR1IF ;已溢出,清TMR1溢出標(biāo)志 ;* GOTO $ ;程序在原地踏步 END ;源程序結(jié)束,本章小節(jié) 1、熟悉PIC16F87X單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器功能 PIC16F87X單片機(jī)有3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊，它們的共同點(diǎn)是其核心部分都是一個(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；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，并同時(shí)建立一個(gè)相應(yīng)的溢出中斷標(biāo)志。 TMRO可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對外部事件計(jì)數(shù)和檢測等場合。 TMR1不僅可作通用的定時(shí)器和計(jì)數(shù)器；而且利用內(nèi)置的低頻時(shí)基振蕩器，還可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC功能；通過TMR1與CCP模塊配合使用，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1又可實(shí)現(xiàn)輸入捕捉和輸出比較功能。,TMR2只能工作于定時(shí)器模式。 2、熟悉3個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊的硬件結(jié)構(gòu) 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR0模塊可分為4個(gè)組成部分，計(jì)數(shù)寄存器TMR0、分頻器、各種控制邏輯電路和看門狗定時(shí)器WDT。 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也分為4部分，即輸入信號(hào)選擇控制電路、預(yù)分頻器、同步控制電路和累加計(jì)數(shù)寄存器。 TMR2由5部分構(gòu)成，預(yù)分頻器、TMR2累加計(jì)數(shù)器、比較器、PR2寄存器和后分頻器。,3、熟練掌握與定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模塊相關(guān)的寄存器 4、熟練掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式