第八章定时器计数器PPT讲稿.ppt
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1、第八章定时器计数器第八章定时器计数器第1页,共124页,编辑于2022年,星期三定定时时器器/计计数数器器的的正正常常工工作作一一般般表表现现为为计计数数累累计计功功能能,通通常常是是由由时时钟钟脉脉冲冲来来驱驱动。动。该该时时钟钟可可以以是是单单片片机机本本身身的的工工作作时时钟钟,即即使使用用内内部部时时钟钟,称称之之为为定定时时器器;也也可可以以是是外外部部引引脚脚输输入入的的时时钟钟,即即使使用用外外部部的的时时钟钟输入来累计,则称之为计数器。输入来累计,则称之为计数器。第2页,共124页,编辑于2022年,星期三不不论论使使用用哪哪一一种种时时钟钟,定定时时器器的的累累计计都都是是靠
2、时序脉冲来触发的。靠时序脉冲来触发的。触触发发的的方方式式有有:下下降降沿沿触触发发、上上升升沿沿触触发发或或是是2个个边边沿沿都都触触发发,这这取取决决于于定定时时器器的的内部结构。内部结构。累累计计的的方方式式可可以以是是递递增增方方式式、递递减减方方式式或或两两者者混混合合方方式式。PIC单单片片机机中中仅仅有有递递增的累计方式。增的累计方式。第3页,共124页,编辑于2022年,星期三定定时时器器/计计数数器器还还有有位位数数的的区区别别,体体现现为为累累计次数的上限值。计次数的上限值。当当累累计计达达到到上上限限值值时时,就就会会发发生生溢溢出出,定定时时器器/计计数数器器的的位位数
3、数越越多多,在在溢溢出出前前所所能能累累计计的的次次数数就就越越多多,也也就就是是基基本本的的定定时时/计数越长。计数越长。第4页,共124页,编辑于2022年,星期三PIC系系列列单单片片机机还还配配有有一一个个预预(后后)分分频频器器来来增增加加每每一一次次累累计计的的时时间间间间隔隔,使使得得可可以以在在相相同同的的累累计计次次数数中中得得到到较较长长的的累累计时间。计时间。这这是是在在没没有有增增加加定定时时器器位位数数的的情情况况下下,延长计时时间的一种有效方法。延长计时时间的一种有效方法。第5页,共124页,编辑于2022年,星期三PIC16F877单单片片机机配配置置3个个定定时
4、时器器/计计数数器器,分别是:分别是:定时器定时器/计数器计数器0(TMR0)8位位定时器定时器/计数器计数器1(TMR1)16位位定时器定时器2 (TMR2)8位位第6页,共124页,编辑于2022年,星期三三者的共同点:三者的共同点:它它们们的的核核心心部部分分都都是是一一个个由由时时钟钟信信号号触触发,按递增方式累加工作的循环计数器;发,按递增方式累加工作的循环计数器;从从预预先先设设定定的的某某一一初初始始值值开开始始累累计计,在在累累计计到到计计数数器器产产生生溢溢出出,并并且且同同时时会会建建立一个相应的溢出中断标志。立一个相应的溢出中断标志。第7页,共124页,编辑于2022年,
5、星期三8.1 8.1 定时器定时器/计数器计数器TMR0TMR0TMR0是是3个个定定时时器器/计计数数器器模模块块中中最最常常用用的的器件,可读可写,器件,可读可写,8位宽。位宽。时时钟钟源源可可以以是是内内部部系系统统时时钟钟(Fosc/4),也也可以是外部时钟。可以是外部时钟。当当以以Fosc/4作作为为TMR0的的触触发发信信号号进进行行计计数数时时即为定时器;即为定时器;第8页,共124页,编辑于2022年,星期三同同时时它它有有一一个个专专用用的的外外部部触触发发信信号号输输入入端端(RA4/T0CKI),以以 T0CKI作作 为为TMR0的的触触发发信信号号对对外外部部脉脉冲冲进
6、进行行计计数数时就作为计数器使用。时就作为计数器使用。当当使使用用外外部部时时钟钟时时,可可以以选选择择用用脉脉冲冲的的上上升升沿沿或或下下降降沿沿来来触触发发,进进行行加加1计计数数(增增量量)。第9页,共124页,编辑于2022年,星期三为为了了扩扩大大定定时时或或计计数数的的范范围围,在在TMR0中设计了一个可编程分频器。中设计了一个可编程分频器。这这个个分分频频器器可可以以用用于于TMR0,也也可可以以用用于监视定时器于监视定时器WDT。第10页,共124页,编辑于2022年,星期三1、定时器、定时器/计数器计数器TMR0的功能的功能作作为为通通用用的的定定时时器器/计计数数器器TMR
7、0,如如果果考考虑虑预预分分频频器器的的效效果果,其其固固有有定定时时为为65ms,可实现常规的定时功能。可实现常规的定时功能。如如果果作作为为通通用用计计数数器器,可可采采用用外外部部T0CKI作为计数触发信号。作为计数触发信号。8.1.1 TMR08.1.1 TMR0模块的功能和特性模块的功能和特性第11页,共124页,编辑于2022年,星期三2、定时器、定时器/计数器计数器TMR0的特性的特性TMR0的的定定时时/计计数数功功能能主主要要是是基基于于一一个个8位位累累加加定定时时器器/计计数数器器TMR0,采采用用时时钟钟信信号上升沿、下降沿触发计数方式。号上升沿、下降沿触发计数方式。T
8、MR0在在RAM数数据据存存储储器器中中具具有有特特定定的的地地址址001H和和101H,可可通通过过软软件件指指令令进进行行读读/写操作。写操作。第12页,共124页,编辑于2022年,星期三另另外外,TMR0带带有有一一个个可可编编程程预预分分频频器器,可达到定时可达到定时/计数的扩展效果。计数的扩展效果。在在TMR0计计数数溢溢出出时时,相相应应的的溢溢出出中中断断标标志(志(T0IF)自动置位,)自动置位,可可 通通 过过 设设 置置 TMR0中中 断断 使使 能能 状状 态态(T0IE)而产生溢出中断。)而产生溢出中断。第13页,共124页,编辑于2022年,星期三8.1.2 8.1
9、.2 与与TMR0TMR0相关的寄存器相关的寄存器定定时时器器/计计数数器器TMR0主主要要涉涉及及有有4个个寄寄存存器器,见表见表8-2。定定时时器器/计计数数器器TMR0:在在RAM数数据据存存储储器器中中具具有有特特定定的的地地址址001H和和101H,8位位定定时时/计计数数的的核核心心部部件件,当当赋赋予予初初始始时时间间常常数数,便自动进入计数状态;便自动进入计数状态;第14页,共124页,编辑于2022年,星期三选选 项项 寄寄 存存 器器 OPTION_REG:选选 择择TMR0时时钟钟源源、边边缘缘触触发发状状态态、预预分分频频器的分配情况;器的分配情况;中中断断控控制制寄寄
10、存存器器INTCON:各各类类中中断断使使能能状况;状况;方方向向寄寄存存器器TRISA:外外部部触触发发信信号号输输入入端端的激活定义(的激活定义(RA4/T0CKI)。)。第15页,共124页,编辑于2022年,星期三1.定时器定时器/计数器(计数器(TMR0)定定时时器器/计计数数器器TMR0是是一一个个专专用用8位位特特殊殊功功能能寄寄存存器器,一一般般用用于于存存放放定定时时/计计数数的初始值,即时间常数。的初始值,即时间常数。当当向向TMR0送送入入时时间间常常数数后后,TMR0便便在在该该时时间间常常数数的的基基础础上上开开始始或或重重新新启启动动累累加加计计数数,时时间间常常数
11、数取取值值越越大大则则定定时时越越短短;反反之之则定时越长。则定时越长。第16页,共124页,编辑于2022年,星期三TMR0在在FF后后再再输输入入一一个个触触发发脉脉冲冲就就将将产产生生溢溢出出,此此时时中中断断标标志志位位T0IF将将无无条条件件置置位。位。将将仅仅仅仅由由TMR0计计数数产产生生的的定定时时长长短短(不不计分频器的影响)称为固有定时时间。计分频器的影响)称为固有定时时间。第17页,共124页,编辑于2022年,星期三假假定定系系统统的的时时钟钟振振荡荡频频率率为为4MHz,TMR0计数触发信号就是指令周期。计数触发信号就是指令周期。那那么么理理论论上上可可设设置置的的最
12、最短短定定时时为为1s(时时间常数设置为间常数设置为0FFH););最长定时为最长定时为256s(时间常数设置为(时间常数设置为00H)。)。第18页,共124页,编辑于2022年,星期三0 0 0 0 0 0 0 0TMR01 12 23 34 45 5TMR0是是3个定时计数器中应用最广的器个定时计数器中应用最广的器件可作为一般定时计数功能。件可作为一般定时计数功能。第19页,共124页,编辑于2022年,星期三0 0 0 0 0 0 0 1TMR02 23 34 45 56 6TMR0是是3个定时计数器中应用最广的个定时计数器中应用最广的器件可作为一般定时计数功能。器件可作为一般定时计数
13、功能。第20页,共124页,编辑于2022年,星期三0 0 0 0 0 0 1 0TMR03 34 45 56 67 7TMR0是是3个定时计数器中应用最广的个定时计数器中应用最广的器件可作为一般定时计数功能。器件可作为一般定时计数功能。第21页,共124页,编辑于2022年,星期三0 0 0 0 0 0 1 1TMR04 45 56 67 78 8TMR0是是3个定时计数器中应用最广的器个定时计数器中应用最广的器件可作为一般定时计数功能。件可作为一般定时计数功能。第22页,共124页,编辑于2022年,星期三0 0 0 0 0 1 0 0TMR05 56 67 78 89 9TMR0是是3个
14、定时计数器中应用最广的个定时计数器中应用最广的器件可作为一般定时计数功能。器件可作为一般定时计数功能。第23页,共124页,编辑于2022年,星期三0 0 0 0 0 1 0 1TMR06 67 78 89 91010TMR0是是3个定时计数器中应用最广的器个定时计数器中应用最广的器件可作为一般定时计数功能。件可作为一般定时计数功能。第24页,共124页,编辑于2022年,星期三1 1 1 1 1 1 1 1TMR0256256256256257257257257258258258258259259259259260260260260TMR0是是3个定时计数器中应用最广的器个定时计数器中应用最
15、广的器件可作为一般定时计数功能。件可作为一般定时计数功能。第25页,共124页,编辑于2022年,星期三TMR0是是3个定时计数器中应用最广的器个定时计数器中应用最广的器件可作为一般定时计数功能。件可作为一般定时计数功能。0 0 0 0 0 0 0 0TMR0257257257257258258258258259259259259260260260260261261261261再工作一次再工作一次1 1第26页,共124页,编辑于2022年,星期三TMR0是是3个定时计数器中应用最广的器个定时计数器中应用最广的器件可作为一般定时计数功能。件可作为一般定时计数功能。0 0 0 0 0 0 0 0
16、TMR0257257257257258258258258259259259259260260260260261261261261再工作一次再工作一次1 1T0IF第27页,共124页,编辑于2022年,星期三2.选项寄存器选项寄存器OPTION_REG是是一一个个可可读读/写写的的8位位寄寄存存器器,在在RAM数数据据存存储器中的地址储器中的地址81H(体(体1)和)和181H(体(体3)。)。PS0PS1PS2PSAT0SET0CSINTEDGRBPUD0D1D2D3D4D5D6D7第28页,共124页,编辑于2022年,星期三PS2PS0(D2D0):分分频频器器分分频频比比选选择择位,主
17、动参数,如表位,主动参数,如表83所示。所示。TMR0所所带带的的分分频频器器,既既可可以以自自己己使使用用,也也能够分配给能够分配给WDT(看门狗)。(看门狗)。PSA(D3):前前后后分分频频器器分分配配位位,主主动动参参数数。它它是是通通过过开开关关设设置置给给定定时时器器0(TMR0)和和看看门狗门狗WDT分时复用。分时复用。第29页,共124页,编辑于2022年,星期三0:分分频频器器分分配配给给TMR0,作作为为TMR0的的前分频器;前分频器;1:分分频频器器分分配配给给WDT,作作为为WDT的的后后分频器。分频器。第30页,共124页,编辑于2022年,星期三分频器位值TMR0倍
18、率WDT倍率0001:21:10011:41:20101:81:40111:161:81001:321:161011:641:321101:1281:641111:2561:128第31页,共124页,编辑于2022年,星期三T0SE(D4):TMR0用用于于计计数数器器时时,外外部部时时钟钟信信号号的的边边沿沿选选择择位位,主主动动参参数数。如如果果TMR0工工作作于于定定时时模模式式,将将与与该该位位设设置置无关。无关。0:计计数数方方式式,RA4/T0CKI引引脚脚上上的的信信号号上上升沿有效(增量);升沿有效(增量);1:计计数数方方式式,RA4/T0CKI引引脚脚上上的的信信号号下降
19、沿有效(增量)。下降沿有效(增量)。第32页,共124页,编辑于2022年,星期三T0CS(D5):TMR0的的时时钟钟信信号号源源选选择择位位,主主动动参参数数。此此位位可可以以认认为为是是用用来来确确定定TMR0工作于定时方式还是计数方式。工作于定时方式还是计数方式。0:由由Fosc/4作作为为TMR0的的触触发发脉脉冲冲,定定时时方式;方式;1:用用RA4/T0CKI引引脚脚上上的的外外部部时时钟钟作作为为TMR0的触发脉冲,计数方式。的触发脉冲,计数方式。第33页,共124页,编辑于2022年,星期三 定时时间的计算:定时时间的计算:T(256X)K TCY其中:其中:K为分频比为分频
20、比 TCY为机器指令周期,在为机器指令周期,在FOSC4MHz时,时,TCY 1s X为定时的初始值。为定时的初始值。第34页,共124页,编辑于2022年,星期三例:当例:当X6,K256时:时:T=250 256 164000 s64ms最大定时最大定时X=0,K=256:T=256 256 165536 s65.536ms第35页,共124页,编辑于2022年,星期三定定时时器器/计计数数器器从从其其内内部部工工作作方方式式分分析析一一般般表表现现为为计计数数累累计计功功能能,通通常常是是由由特特定定的的时时钟脉冲来驱动。钟脉冲来驱动。而而当当该该时时钟钟采采用用单单片片机机本本身身的的
21、工工作作时时钟钟,即即使使用用内内部部时时钟钟,则则称称之之为为承承担担定定时时器器功功能;能;也也可可以以由由外外部部引引脚脚输输入入的的时时钟钟,即即使使用用外外部部的的时时钟钟输输入入进进行行触触发发计计数数,则则称称之之为为承承担计数器功能。担计数器功能。第36页,共124页,编辑于2022年,星期三 设置定时模式设置定时模式当当T0CS=0时时,TMR0模模块块被被设设置置为为定定时时模模式式,计计数数触触发发信信号号来来源源于于系系统统时时钟钟Fosc/4,即内部的指令周期信号。即内部的指令周期信号。第37页,共124页,编辑于2022年,星期三定时的长短主要取决于定时的长短主要取
22、决于3种因素:种因素:一一是是初初始始时时间间常常数数,其其数数值值设设置置越越小小,定定时越长;时越长;二二是是系系统统振振荡荡频频率率,PIC单单片片机机时时钟钟振振荡荡频频率率的的范范围围为为020MHz,频频率率越越高高,指指令周期越短,相同条件下的定时就越短;令周期越短,相同条件下的定时就越短;三三是是预预分分频频器器,可可在在一一定定范范围围内内大大幅幅调调整定时的长短。整定时的长短。第38页,共124页,编辑于2022年,星期三 设置计数模式设置计数模式当当T0CS=1时时,TMR0模模块块被被设设置置为为计计数数模模式式,计计数数触触发发信信号号来来源源于于I/O端端口口RA引
23、引脚脚T0CKI信号。信号。只只有有处处于于计计数数模模式式下下,T0SE位位才才有有效效,将将 用用 来来 进进 一一 步步 确确 定定 T0CKI信信 号号 触触 发发TMR0模块计数的边沿效能:模块计数的边沿效能:第39页,共124页,编辑于2022年,星期三T0SE=0,上升沿触发计数;,上升沿触发计数;T0SE=1,下降沿触发计数。,下降沿触发计数。一一般般对对T0CKI信信号号并并没没有有什什么么特特别别的的限限制制,既既可可以以是是标标准准的的周周期期脉脉冲冲信信号号,也也可可以以是是无无规则的时序脉冲信号。规则的时序脉冲信号。因因此此,计计数数和和定定时时不不同同,TMR0模模
24、块块计计数数的的长短一般并不能确定定时的长短。长短一般并不能确定定时的长短。第40页,共124页,编辑于2022年,星期三3.中断控制寄存器中断控制寄存器 INTCON中断控制寄存器,可读写,中断控制寄存器,可读写,8位位用于中断使能设置和提供中断标志位用于中断使能设置和提供中断标志位地址:地址:0BH/8BH/10BH/18BHRBIFINTFT0IFRBIEINTET0IEPEIEGIED0D1D2D3D4D5D6D7第41页,共124页,编辑于2022年,星期三T0IF(D2):TMR0溢溢出出中中断断标标志志位位,被被动动参参数数。只只要要发发生生TMR0计计数数溢溢出出,就就将将使使
25、T0IF置位,而与是否处于中断使能无关。置位,而与是否处于中断使能无关。0:TMR0未发生计数溢出中断申请;未发生计数溢出中断申请;1:TMR0已已经经发发生生计计数数溢溢出出中中断断申申请请,必需由软件复位。必需由软件复位。第42页,共124页,编辑于2022年,星期三T0IE(D5):TMR0溢溢出出中中断断使使能能位位,主主动动参数。参数。0:禁止:禁止TMR0计数溢出中断;计数溢出中断;1:使能:使能TMR0计数溢出中断。计数溢出中断。GIE(D7):总中断使能位总中断使能位,主动参数。主动参数。0:禁禁止止所所有有中中断断源源模模块块(14个个中中断断源源)的的中断请求;中断请求;1
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