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单片机第七章ppt.ppt

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1,第七章 单片机定时/计数器 原理和应用,2,定时/计数器的应用 1.计数功能: 生产线上产品计数。每个产品通过得到一个脉冲信号,计数器记录脉冲个数,当计数值与设定值相等,启动包装机器。 检测转速。电机转动一圈发出一个脉冲,计数器记录一秒时间内脉冲个数,显示转速。,2.定时功能: 用于实时控制,定时采样、定时启动等。当前时间与设定时间值相等,执行规定操作。,3,定时/计数的方法,,,,实现定时功能,比较方便的办法是利用单片机内部的定时/计数器。也可以采用下面三种方法:,软件定时:软件定时不占用硬件资源,但占用了CPU时间,降低了CPU的利用率。 时基电路定时:例如采用555电路,外接必要的元器件(电阻和电容),即可构成硬件定时电路。但在硬件连接好以后,定时值与定时范围不能由软件进行控制和修改,即不可编程。 可编程芯片定时:这种定时芯片的定时值及定时范围很容易用软件来确定和修改,此种芯片定时功能强,使用灵活。在单片机的定时/计数器不够用时,可以考虑进行扩展。,4,7.1 定时/计数器的结构和工作原理,,,一、定时/计数器的结构 定时/计数器的实质是加1计数器(16位),由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器,确定工作方式和功能;TCON是控制寄存器,控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。,,5,单片机工作的时间概念,振荡周期: 也称时钟周期, 是指为单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期。 机器周期: 一个机器周期包含 6 个状态周期S1~S6, 也就是 12 个时钟周期。 在一个机器周期内, CPU可以完成一个独立的操作。 定时概念 定时源、初始值、计数方向。 容量、溢出。,6,,,二、定时/计数器的工作原理,,加1计数器输入的计数脉冲有两个来源,一个是由系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后送来;一个是T0或T1引脚输入的外部脉冲源。每来一个脉冲计数器加1,当加到计数器为全1时,再输入一个脉冲就使计数器回零,且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1,向CPU发出中断请求。如果定时/计数器工作于定时模式,则表示设定时间到;如果工作于计数模式,则表示计数值已满。可见,由溢出时计数器的值减去计数初值才是加1计数器的计数值。,7,,,设置为定时器模式时,加1计数器是对内部机器周期计数(1个机器周期等于12个振荡周期,即计数频率为晶振频率的1/12)。计数值N乘以机器周期T就是定时时间t ,t = N×T。,设置为计数器模式时,外部脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到高电平输入,而下一周期又采样到低电平时,则计数器加1,更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期,因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时,最高计数频率不超过1/2MHz,即计数脉冲的周期要大于2 s。,8,,,,,7.2 定时/计数器的控制,80C51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存器控制。TMOD用于设置其工作方式;TCON用于控制其启动和中断申请。 一、工作方式寄存器TMOD工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工作方式,低四位用于T0,高四位用于T1。每位意义…,9,GATE:门控位。GATE=0时,用软件启动定时/计数器工作(使TCON中的TR0或TR1为1);GATA=1时,由软件和硬件联合启动定时/计数器工作(外部中断引脚为高电平)。可据此测量脉宽。: 定时/计数模式选择位。为0时选择定时模式;为1时选择计数模式。 M1M0:工作方式设置位。定时/计数器有四种工作方式。,10,,,T1停止,也可工作,具体见后…,11,,,,,二、控制寄存器TCONTCON的低4位用于控制外部中断。TCON的高4位用于控制定时/计数器的启动和中断申请。,TF1(TCON.7):T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。T1工作时,CPU可随时查询TF1的状态。TF1也可以用软件置1或清0,同硬件置1或清0的效果一样。 TR1(TCON.6):T1运行控制位。TR1置1时,T1开始工作;TR1置0时,T1停止工作。还需考虑GATE的功能。 TF0(TCON.5):T0溢出中断请求标志位,其功能与TF1类同。 TR0(TCON.4):T0运行控制位,其功能与TR1类同。,12,三、计数寄存器TH、TL,定时/计数器的寄存器,高字节TH,低字节TL。计数的初始值保存其中。,13,,,,,7.3 定时/计数器的工作方式 一、方式0(已不使用)方式0为13位计数,由TL0的低5位(高3位未用)和TH0的8位组成。TL0的
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