单片机技术与应用电子教案 2.定时器1自由运行模式下控制LED闪烁

课时教案课程：单片机技术与应用-基于CC2530的ZigBee技术开发与应用课题定时器1自由运行模式下控制LED闪烁课时4教学目标知识：1.理解定时器/计数器及自由运行模式的工作原理。2.掌握自由运行模式下相关寄存器的设置。3.掌握自由运行模式下T1初始化函数的设计方法。4.掌握自由运行模式下T1中断服务函数的设计方法。技能：1.会分析自由运行模式的工作原理。2.会设置自由运行模式下相关寄存器。3.会对自由运行模式下T1定时器进行初始化。4.能够依据任务要求设计自由运行模式下定时/计数功能相关函数，将CCDebugger下载仿真器连接至电脑和实训设备，进行仿真演示。素质：1.具备严谨的学风，形成扎实、优化的知识结构和技能结构2具备知识应用能力，将知识延伸至企业、行业应用中重点1.自由运行模式的工作原理2.自由运行模式下T1相关寄存器的设置难点自由运行模式下T1中断服务函数的设计教法小组合作问题探究学法自主探究教具试验多媒体、PPT课件教学过程问题设计及知识点师生互动设计（问题与任务）定时器1自由运行模式下控制LED闪烁【任务描述】基于ZigBee模块做基础开发，利用定时功能实现每隔1sLED1闪烁1次。定时时间要求使用定时器1，32MHz时钟频率，工作模式为自由运行模式，8分频。【任务分析】1.知识分析实现自由运行模式下定时器1控制LED闪烁，理解定时器/计数器及自由运行模式的工作原理，熟知自由运行工作模式下与T1定时器相关寄存器的设置。2.设备分析定时器/计数器是CC2530单片机内部主要结构之一，实训任务选择ZigBee实训模块，会识读此实训模块电路图，理解此模块定时器/计数器工作原理。3.技能分析实现定时器1自由运行模式下控制LED闪烁，必须清晰溢出次数的计算方法，熟练运用IAR软件进行自由运行模式下定时/计数功能相关函数的编程，并能编译、链接、调试程序，会利用CCDebugger仿真下载器，将仿真器的下载线连接到ZigBee实训模块与电脑，进行仿真演示。【知识储备】一、单片机的定时/计数器二、CC2530单片机的定时/计数器三、自由运行模式的工作原理CC2530的定时器1、定时器3和定时器4虽然使用的计数器计数位数不同，但它们都具备“自由运行”、“模”和“正计数/倒计数”三种不同的工作模式。定时器3和定时器4还具有单独的“倒计数”模式。1.定时器1中的自由运行模式自由运行模式可以用于产生独立的时间间隔，输出信号频率。自由运行模式下，计数器从0x0000开始计数，定时器T1每个分频后的时钟边沿增加1，即每s（单片机时钟频率是32MHz）增加1，当T1计数器计数到0xFFFF（转换为十进制为65535）时溢出，计数器载入0x0000,继续递增。当计数达到最终计数最大值0xFFFF时，IRCON.T1IF和T1STAT.OVFIF两个标志位被置1，若设置相应的中断使能位T1MIF.OVFIM和IEN1.T1IE，将产生中断请求。由0x0000计数至0xFFFF所用时间即为溢出周期，自由运行模式下溢出周期的计算公式如下：溢出周期=二、自由运行模式下与T1定时器相关寄存器1.自由运行模式下与T1相关寄存器有：T1CNT:16位计数器。通过两个8位的SFR读取16位的计数器值：T1CNTH和T1CNTL，分别包含在高位字节和低位字节中。T1STAT：定时器1状态寄存器T1CTL：定时器1控制寄存器。当达到最终计数值（溢出）时，计数器产生一个中断请求。可用T1CTL控制寄存器设置启动并停止该计数器。当一个不是00的值写入到T1CTL.MODE时，计数器开始运行。如果00写入到T1CTL.MODE，计数器停止在它现在的值上。一般来说控制寄存器T1CTL用于控制定时器操作。状态寄存器T1STAT保存中断标志。TIMIF：定时器1/3/4中断屏蔽/标志【任务指导】1.搭建开发环境1）新建工作区，工作区名为：work3_1。2）新建工程，工程名为：project3_1。3）新建源程序文件，命名为test3_1.c。4）将testwork3_1.c文件添加到project3_1工程中。5）按键CTRL+S保存工作区。6）配置工程选项，“Project”->“Options”->“GeneralOptions”，“Device”->“TexasInstruments”->“CC2530F256”。7）配置linker,勾选Overridedefault8）配置Debugger，“Debugger”->“Setup”->“Driver”->“TexasInstruments”。2.在编辑窗口设计程序（1）准备工作引入CC2530必要的头文件“iocc2530.h”，定义相关变量等。#include<iocc2530.h>#defineLED1P1_0unsignedintcount;//定义中断次数变量（2）设计端口初始化函数voidInit_Port()//端口初始化函数{P1SEL&=~0x01;//设置P1_0端口为GPIOP1DIR|=0x01;//定义P1_0端口为输出LED1=0;//关闭LED1}（3）设计定时器T1初始化函数设置定时器1的相关中断控制位。使能总中断：EA=1;→使能T1中断：T1IE=1;→使能T1溢出中断：TIMIF|=0x40;或OVFIM=1;设置分频系数和工作模式并启动定时器。设置T1CTL，使T1处于8分频的自由运行模式：T1CTL=0x05;voidinitial_T1(){EA=1;//使能总中断T1IE=1;//使能T1中断TIMIF|=0x40;//使能T1溢出中断T1CTL=0x05;//启动定时器1，设置8分频，自由运行模式}（4）设计定时器T1中断服务函数依据中断服务函数特定的书写格式，T1中断服务函数基本书写格式如下;#pragmavector=T1_VECTOR__interruptvoidT1_ISR(void){T1IF=0；//清中断标志位if(定时器溢出次数满足定时时间要求){……}else{count++;}}溢出次数的计算：本任务采用8分频，自由运行模式，所以其溢出周期约为：实现1s闪烁1次，则溢出次数为：溢出次数==，大约需要中断62次。（5）T1中断服务函数的编程如下：#pragmavector=T1_VECTOR__interruptvoidT1_ISR(void){T1IF=0；//清中断标志位if(count>62){count=0;LED1=!LED1;}else{count++;}}（6）设计主函数voidmain(void){CLKCONCMD&=~0x7F;//晶振设置为32MHzwhile(CLKCONSTA&0x40);//等待晶振稳定initial_T1();//调用T1初始化函数Init_Port();//关闭LED1while(1);}3.编写、分析、调试程序编译、下载程序。编译无错后，将CCDebugger与ZigBee模块相连，并分别连接到电脑，下载程序，测试程序功能。教师引导学生分析任务复习总结所学定时/计数器基础知识教师引导学生分析理解自由运行模式的工作原理小组合作总结自由运行模式下与T1相关的寄存器学生依据任务要求搭建开发环境学生编写程序：引入头文件，定义相关变量，依据任务要求设计端口初始化函数教师引导学生编写T1初始化函数教师引导学生分析T1中断服务函数的编写思路小组合作探究编写T1中断服务函数教师巡视指导总结评价学生编写主函数学生实际动手操作，测试程序功能新知应用基于CC2530模块做基础开发，利用定时功能实现每隔1s,LED1和LED2交替闪烁1次。定时时间要求使用定时器1，32MHz时钟频率，工作模式为自由运行模式，32分频。了解学生对新知识的掌握程度课堂