第六章-定时-计数器..ppt

1、第6章 定时器/计数器,内容提要： 5.1 定时器/计数器功能 5.2 定时器和计数器硬件结构 5.3 定时器/计数器工作方式 5.4 定时器/计数器编程,内容要求: 1、熟悉PIC16F87X单片机的定时/计数器功能。 2、熟悉3个定时器/计数器模块的硬件结构。 3、熟悉掌握与定时器/计数器模块相关的寄存器。 4、熟练掌握定时器/计数器工作方式。 5、熟练掌握定时器/计数器编程技术 。,5.1 定时/计数器功能 5.1 定时/计数器功能 5.4.1 定时器功能起定时延时作用和在规定的引脚上 输出一定宽度的方波信号。 所谓定时功能就是通过来自单片机内部的时钟脉冲作计数脉冲，使计数器计数，即每个

2、机器周期计数器加1，计数值达到予置值后，定时/计数模块产生溢出。,5.1 定时/计数器功能 5.1 定时/计数器功能 5.4.2 计数器功能 所谓计数是指对外部事件进行计数。外部事件的发生以输入脉冲表示，因此计数功能的实质就是对外来脉冲进行计数。,5.2 定时和计数器硬件结构 PIC16F877单片机配置了3个定时器/计数器模块，分别为TMR0、TMR1和TMR2。 共同点：它们的核心部分都是一个由时钟信号触发，按递增方式累加工作的循环计数器；从预先设定的某一初始值开始累计，在累计到计数器产生溢出，并同时建立一个相应的溢出中断标志。 三者的不同点： TMR0为8位宽，有一个可选的预分频器，用于

3、通用目的，可用于定时和计数； TMR1为16位宽，附带一个可编程的预分频器和一个可选的低频时基振荡器，适合与CCP（捕捉/比较脉宽调制）模块配合使用来实现输入捕捉或输出比较功能，也可用于定时和计数； TMR2为8位宽，附带一个配合使用来实现PWM脉冲宽度调制信号的产生，只能用于定时。,5.2.1定时器/计数器TMR0的硬件结构 *TMR0可以用于定时控制、延时、对外部事件进行计 数和检测等场合。 *TMR0可以使用内部系统时钟，也可以使用外部始终。 *TMR0用于内部定时或对外计数时都不占用CPU时间。 1.定时器/计数器TMR0具有以下特点： （1）TMR0是一个8位宽的由时钟信号上升沿触发

4、的循环累加计数寄存器。 （2）有一个专用的外部触发信号输入端(T0CKI-RA4）。 （3）TMR0也是一个在文件寄存器区域内统一编址的寄存器，地址为01H或101H，用户用软件方式可直接读/写计数器的内容。 （4）具有一个软件可编程的8位预分频器。,（5）当使用内部触发信号，即指令周期作为时钟信号源时，模块TMR0工作于定时方式，触发方式为固定上升沿触发有效。在计数器溢出时，相应的溢出中断标志T0IF自动置位，并可产生溢出中断。 （6）当外部时钟信号源时，模块TMR0工作于计数方式，触发方式可由程序设置位上升沿触发或下降 沿触发有效。在计数器溢出时，也可产生溢出中断。,2与定时器/计数器TM

5、R0模块相关的寄存器 （1）选项寄存器 OPTION_REG (1)是作为定时器还是作为计数器 (2)决定分频器的分频系数 (3)时钟是上升沿/下降沿触发 （2）中断控制寄存器 INTCON (1)中断总控制-允许/禁止 (2)各类中断的控制 (3)各类中断的标志 （3）RA口方向寄存器 TRISA 当TMR0工作于计数器时,RA4必须设为输入,以便从该脚输 入时钟脉冲信号。 （4）定时器/计数器 TMR0 8位累加计数寄存器,与计数和定时无关,3 定时器/计数器TMR0模块的电路结构和工作原理,4.分频器和控制逻辑电路 分频器实际上也是一个8位累加计数器，它只能配合TMR0或WDT输出的时钟

6、由PS2PS0设定分频比，这个分频比由OPTION_REG寄存器中的PS2PS0决定。 5.TMR0累加计数寄存器 TMR0有定时器和计数器两种工作模式。这两种模式之间的差异是触发信号的来源不同。TMR0的工作模式由T0CS位（选项寄存器OPTION_REG）决定,TMR0 定时时间的计算公式： t= P (28 X) T X= 28 t/(TxP) t：设定的定时时间uS P：分频器的分频比-2256 取值为2、4、8、16、32、64、128、256。 X：TMR0的计数初值-0255 T：指令周期uS 定时器最短的定时时间：t=2x(256-255)x1uS=2uS 定时器最长的定时时间

7、：t=256x(256-0)x1uS=65536uS,在使用TMR0做定时器时，可以用查询和中断的方法获得定时时间。 1、查询方法： 在将初值写入TMR0时，立即查询T0IF是否等于1，如果T0IF=1，表示时间已到，若T0IF=0，表示时间未到，继续等候。 2、中断方法： 设置中断服务子程序，每当TMR0溢出时，进入中断服务程序，得到一个准确的定时时间。 TMR0的定时程序举例：,用TMR0产生10毫秒的定时时间，在RC0输出一个10毫秒的方波。 一、用查询方法编写程序，步骤如下： (1) 求出10毫秒定时时间对应的TRM0的计数初值： X= 28 t/(TxP) =256-10000/(1

8、x64) =256-156 =100(64H) (2) 根据题目的要求，对OPTION_REG配置 T0CS=0; /时钟源为内部指令周期 PSA=0; /分频器分配给TMR0 PS2=1; /TMR0的分频比为1:64 PS1=0; PS0=1; GIE=0; /禁止产生中断 /OPTION=0 x05;,(3) 将(X=100)写入TMR0计数寄存器 TMR0=100； (4) 等待T0IF溢出，溢出时，定时时间已到。 while(!T0IF); 实际程序入下：,#include void init(); /I/O口初始化函数 void tmint(); /定时器初始化函数 void ma

9、in() init(); tmint(); while(1) if(T0IF) T0IF=0; TMR0=100; RC0=!RC0; ,/ I/O口初始化函数 void init() TRISC=0X00; /定时初始化（OPTION_REG) void tmint() T0CS=0; /时钟源为内部指令周期 PSA=0; /分频器分配给TMR0 PS2=1; /TMR0的分频比为1:64 PS1=0; PS0=1; GIE=0; /禁止产生中断 T0IF=0; /清除定时器0中断标志 TMR0=0X64; /预置TMR0初值 ,#include void init(); /I/O口初始化函

10、数 void tmint(); /定时器初始化函数 void interrupt dealtime(); void main() init(); tmint(); while(1) ; ,/ I/O口初始化函数 void init() TRISC=0X00; /定时中断初始化 void tmint() OPTION=0 x05; /对OPTION进行配置 GIE=1; /允许产生中断 T0IE=1; /定时器T0允许产生中断 T0IF=0; /清楚定时器0中断标志 TMR0=0X64; /预置初值 /中断服务子程序 void interrupt dealtime() /每中断一次的时间为10毫

11、秒 T0IF=0; TMR0=0X64; RC0=!RC0; ,5.2.2定时器/计数器TMR1的硬件结构 定时器/计数器TMR1不仅可作通用的定时器和计数器；而且利用内置的低频时基振荡器，还可实现实时时钟RTC功能；通过TMR1与CCP模块配合使用，定时器/计数器TMR1又可实现输入捕捉和输出比较功能。 定时器/计数器TMR1是一个16位的可读可写的计数寄存器，由高低两字节组成（TMR1H和TMR1L）16位寄存器从0000H到FFFFH加1计数，然后回到0000H。在从FFFFH到0000H的过程中，置位中断标志位TMR1IF。定时器/计数器TMR1还带有一个3位的可编程预分频器和一个内置

12、的低功耗低频时基振荡器。,5.2.2定时器/计数器TMR1的硬件结构 1定时器/计数器TMR1模块具有的特点: （1）一个16位的由时钟信号上升沿触发的累加计数寄存器对TMR1H：TMR1L； （2）TMR1H和TMR1L是在RAM中统一编址的寄存器对， 地址为0EH和0FH，可用软件方式读/写TMR1寄存器对的内容； （3）一个可选用的3位可编程的预分频器； （4）累加计数的信号源可选择内部系统时钟、外部触 发信号或自带时基振荡器信号； （5）既可工作于定时器模式，又可工作于计数器模式，还可用作实时时钟(RTC)功能； （6）在计数器溢出时，相应的溢出中断标志自动置位，并可产生溢出中断。,5

13、.2.2定时器/计数器TMR1的硬件结构 2. 与定时器/计数器TMR1模块相关的寄存器 (1) PIE1外设中断使能寄存器在第6章介绍 (2) PIR1外设中断标志寄存器在第6章介绍 (3) INTCON中断控制寄存器 各中断的使能及中断标志 (4) T1CONTMR1控制寄存器 决定TMR1的分频比、TMR1振荡器的使能、内外时钟、 TMR1的关闭与打开等。 (5) TMR1LTMR1计数寄存器低字节 (6) TMR1HTMR1计数寄存器高字节 3. T1CON寄存器各数据位的含义和功能,图5-4 T1CON寄存器各数据位的含义和功能,4. TMR1 定时时间的计算公式： t= P (21

14、6 X) T X= 216 t/(TxP) t：设定的定时时间uS P：分频器的分频比-18 取值为1、2、4、8 X：TMR1H和TMR1L的计数初值-065535 T：指令周期uS 定时器最短的定时时间：t=1x(65536-65535)x1uS=1uS 定时器最长的定时时间：t=8x(65536-0)x1uS=524288uS,5. TMR1的定时程序举例： 用TMR1产生10毫秒的定时时间，步骤如下： (1) 求出10毫秒定时时间对应的计数初值 X= 216 t/(TxP) =65536-10000/(1x8) =65536-1250 =64286(FB1EH) (2) 根据题目的要求

15、，对T1CON配置 (3) 将(X=FB1E)分别写入TMR1H和TMR1L计数寄存器 (4) 将T1OSCEN位置1,启动TMR1开始定时 (4) 等待PIR1的TMR1IF位为1，为1时，定时时间已到,TMR1的定时程序举例： LIST P=16F877A;列表伪指令 INCLUDE P16F877A.INC;把包含文件含入源程序 _CONFIG 3F39H;设置配置位中振荡方式为XT, 其它全部禁止或关闭 ;* COUNTEQU20H ORG 0 x000;主程序开始地址 GOTOMAIN;跳转到主程序 ORG0005H ;主程序开始地址为0005H MAIN MOVLW0F0H ;或者

16、30H MOVWFT1CON;设定定时器工作方式，分频比为1:8 ;* ; 定时0.5秒 ; X=65536-t/(TxP)=65536-500000/(1x8)=3036=0BDCH ; MOVLW0BH MOVWFTMR1H;设定TMR1高位初值 MOVLW0DCH ; MOVWFTMR1L ;设定TMR1低位初值 ;* BSFT1CON,TMR1ON ;启动定时器TMR1 LOOP1 BTFSS PIR1,TMR1IF ;是否溢出？ GOTOLOOP1 ;没溢出,继续等待 BCFPIR1,TMR1IF ;已溢出,清TMR1溢出标志 ;* GOTO $ ;程序在原地踏步 END ;源程序结

17、束,5.3.2 计数器工作方式 1.定时器/计数器TMR0模块的计数器模式,1）当T0CS(OPTION_REG)=1时,TMR0被 设为计数器模式; 2）触发信号从片外引脚的RA4/T0CKI 输入,3）T0SE=1,下降沿触发, T0SE=0,上升沿触发 4）当计数寄存器TMR0写入初值时,计数器立即开始计 数. 5）如果分频比为1:1时,每一个外部脉冲输入,TMR0加1, 如果分频比为1:2时,每两个外部脉冲输入,TMR0加 1,6）TMR0的计数公式: 计数值=分频比x(28-计数初值) 分频比取值为:2、4、8、16256 7）TMR0的最大计数范围: 计数值=256x(28-0)

18、=256x256 =65535,2.定时器/计数器TMR1模块的计数器模式 1）当TMR1CS=1时,TMR1工作于计数器工作方式，时钟 来自外部引脚或自带的低频振荡器。 2）当TMR1设定为计数方式时，在其开始自增前，必须 有一个下降沿。当TMR1随着外部触发信号递增时， 发生在上升沿。如图所示：,3）TMR1的计数公式: 计数值=分频比x(216-计数初值) 分频比取值为:1、2、4、8 4）TMR0的最大计数范围: 计数值=8x(216-0) =8x65535 =524280,5）计数器TMR1的应用举例频率计,本章小节 1、熟悉PIC16F87X单片机的定时/计数器功能 PIC16F87X单片机有3个定时器/计数器模块，它们的共同点是其核心部分都是一个由时钟信号触发，按递增方式累加