第六章_定時(shí)-計(jì)數(shù)器

1、內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：5.1 5.1 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器功能計(jì)數(shù)器功能 5.2 5.2 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器硬件結(jié)構(gòu)定時(shí)器和計(jì)數(shù)器硬件結(jié)構(gòu) 5.3 5.3 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器工作方式計(jì)數(shù)器工作方式 5.4 5.4 定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器編程計(jì)數(shù)器編程 5.1 5.1 定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器功能計(jì)數(shù)器功能5.1 5.1 定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器功能計(jì)數(shù)器功能 5.4.1 5.4.1 定時(shí)器功能定時(shí)器功能起定時(shí)延時(shí)作用起定時(shí)延時(shí)作用和和在規(guī)定的引腳上在規(guī)定的引腳上 輸出一定寬度的方波信號(hào)。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)鐘脈沖所謂定時(shí)功能就是通過來自單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘

2、脈沖作計(jì)數(shù)脈沖，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，即每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加作計(jì)數(shù)脈沖，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，即每個(gè)機(jī)器周期計(jì)數(shù)器加1 1，計(jì)數(shù)值達(dá)到予置值后，定時(shí)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。計(jì)數(shù)模塊產(chǎn)生溢出。5.1 5.1 定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器功能計(jì)數(shù)器功能5.1 5.1 定時(shí)定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器功能計(jì)數(shù)器功能 5.4.2 計(jì)數(shù)器功能計(jì)數(shù)器功能 所謂計(jì)數(shù)是指對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)。外部事件的發(fā)所謂計(jì)數(shù)是指對(duì)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(duì)外來脈生以輸入脈沖表示，因此計(jì)數(shù)功能的實(shí)質(zhì)就是對(duì)外來脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。5.2 5.2 定時(shí)和計(jì)數(shù)器硬件結(jié)構(gòu)定時(shí)和計(jì)數(shù)器硬件結(jié)構(gòu)

3、PIC16F877 PIC16F877單片機(jī)配置了單片機(jī)配置了3 3個(gè)定時(shí)器個(gè)定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器模塊，分別為計(jì)數(shù)器模塊，分別為TMR0TMR0、TMR1TMR1和和TMR2TMR2。 共同點(diǎn)：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。斷標(biāo)志。 三者的不同點(diǎn)：三者的不同點(diǎn)： TMR0TMR0為為8 8位寬位寬，有一個(gè)可選的

4、預(yù)分頻器，用于通用目的，可用，有一個(gè)可選的預(yù)分頻器，用于通用目的，可用于于定時(shí)和計(jì)數(shù)定時(shí)和計(jì)數(shù)； TMR1TMR1為為1616位寬位寬，附帶一個(gè)可編程的預(yù)分頻器和一個(gè)可選的低，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，適合與頻時(shí)基振蕩器，適合與CCPCCP（捕捉（捕捉/ /比較脈寬調(diào)制）模塊比較脈寬調(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)；時(shí)和計(jì)數(shù)； TMR2TMR2為為8 8位寬位寬，附帶一個(gè)配合使用來實(shí)現(xiàn)，附帶一個(gè)配合使用來實(shí)現(xiàn)PWMPWM脈沖寬度調(diào)制信脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的產(chǎn)生，只能用于定時(shí)。號(hào)的產(chǎn)生，只能用

5、于定時(shí)。5.2.15.2.1定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器TMR0TMR0的硬件結(jié)構(gòu)的硬件結(jié)構(gòu) * *TMR0TMR0可以用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)可以用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì) 數(shù)和檢測(cè)等場(chǎng)合。數(shù)和檢測(cè)等場(chǎng)合。 * *TMR0TMR0可以使用內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘，也可以使用外部始終。可以使用內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘，也可以使用外部始終。 * *TMR0TMR0用于內(nèi)部定時(shí)或?qū)ν庥?jì)數(shù)時(shí)都不占用用于內(nèi)部定時(shí)或?qū)ν庥?jì)數(shù)時(shí)都不占用CPUCPU時(shí)間。時(shí)間。1.1.定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器TMR0TMR0具有以下特點(diǎn)：具有以下特點(diǎn)：（1 1）TMR0TMR0是一個(gè)是一個(gè)8 8位寬的由時(shí)鐘信號(hào)上升沿

6、觸發(fā)的循環(huán)位寬的由時(shí)鐘信號(hào)上升沿觸發(fā)的循環(huán)累加計(jì)數(shù)寄存器。累加計(jì)數(shù)寄存器。（2 2）有一個(gè)專用的外部觸發(fā)信號(hào)輸入端）有一個(gè)專用的外部觸發(fā)信號(hào)輸入端 ( (T0CKI-RA4T0CKI-RA4）。）。（3 3）TMR0TMR0也是一個(gè)在文件寄存器區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一編也是一個(gè)在文件寄存器區(qū)域內(nèi)統(tǒng)一編址址的寄的寄 存器，地址為存器，地址為01H01H或或101H101H，用戶用軟件方式可直接，用戶用軟件方式可直接讀讀/ /寫計(jì)數(shù)器的內(nèi)容。寫計(jì)數(shù)器的內(nèi)容。（4 4）具有一個(gè)軟件可編程的）具有一個(gè)軟件可編程的8 8位位預(yù)分頻器預(yù)分頻器。（5 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)）當(dāng)使用內(nèi)部觸發(fā)信號(hào)，即

7、指令周期作為時(shí)鐘信號(hào)源時(shí)，模塊源時(shí)，模塊TMR0TMR0工作于定時(shí)方式，觸發(fā)方式為固工作于定時(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)志出中斷標(biāo)志T0IFT0IF自動(dòng)置位，并可產(chǎn)生溢出中斷。自動(dòng)置位，并可產(chǎn)生溢出中斷。（6 6）當(dāng)外部時(shí)鐘信號(hào)源時(shí)，模塊）當(dāng)外部時(shí)鐘信號(hào)源時(shí)，模塊TMR0TMR0工作于計(jì)數(shù)方工作于計(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。斷。2 2與定時(shí)器與定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器

8、計(jì)數(shù)器TMR0TMR0模塊相關(guān)的寄存器模塊相關(guān)的寄存器 （1 1）選項(xiàng)寄存器）選項(xiàng)寄存器 OPTION_REGOPTION_REG (1)(1)是作為定時(shí)器還是作為計(jì)數(shù)器是作為定時(shí)器還是作為計(jì)數(shù)器 (2) (2)決定分頻器的分頻系數(shù)決定分頻器的分頻系數(shù) (3) (3)時(shí)鐘是上升沿時(shí)鐘是上升沿/ /下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā)（2 2）中斷控制寄存器）中斷控制寄存器 INTCONINTCON (1)(1)中斷總控制中斷總控制-允許允許/ /禁止禁止 (2) (2)各類中斷的控制各類中斷的控制 (3) (3)各類中斷的標(biāo)志各類中斷的標(biāo)志（3 3）RARA口方向寄存器口方向寄存器 TRISATRISA 當(dāng)當(dāng)

9、TMR0TMR0工作于計(jì)數(shù)器時(shí)工作于計(jì)數(shù)器時(shí),RA4,RA4必須設(shè)為輸入必須設(shè)為輸入, ,以便從該腳輸以便從該腳輸 入時(shí)鐘脈沖信號(hào)。入時(shí)鐘脈沖信號(hào)。（4 4）定時(shí)器）定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 TMR0TMR0 8 8位累加計(jì)數(shù)寄存器位累加計(jì)數(shù)寄存器與計(jì)數(shù)和定時(shí)無關(guān)與計(jì)數(shù)和定時(shí)無關(guān)3 定時(shí)器定時(shí)器/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器TMR0模塊的電路結(jié)構(gòu)和工作原理模塊的電路結(jié)構(gòu)和工作原理 表表53 TMR0的工作模式的工作模式T0CSTMR0工作模式工作模式觸發(fā)信號(hào)的來源觸發(fā)信號(hào)的來源0定時(shí)器定時(shí)器計(jì)數(shù)器的觸發(fā)信號(hào)取自內(nèi)部指令周期計(jì)數(shù)器的觸發(fā)信號(hào)取自內(nèi)部指令周期1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器的觸發(fā)信號(hào)取自外部引腳計(jì)數(shù)器的觸發(fā)信

10、號(hào)取自外部引腳T0CKI電電平的上升沿平的上升沿/下降沿下降沿 t/(TxP) t/(TxP) t/(TxP) t/(TxP)5.3.2 5.3.2 計(jì)數(shù)器工作方式計(jì)數(shù)器工作方式1.1.定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器TMR0TMR0模塊模塊的的計(jì)數(shù)器模式計(jì)數(shù)器模式1 1）當(dāng)）當(dāng)T0CS(OPTION_REG)=1T0CS(OPTION_REG)=1時(shí)時(shí),TMR0,TMR0被被 設(shè)為計(jì)數(shù)器模式設(shè)為計(jì)數(shù)器模式; ;2 2）觸發(fā)信號(hào)從片外引腳的）觸發(fā)信號(hào)從片外引腳的RA4/T0CKIRA4/T0CKI 輸入輸入 3 3）T0SE=1,T0SE=1,下降沿觸發(fā)下降沿觸發(fā), T0SE=0, T0SE=0

11、,上升沿觸發(fā)上升沿觸發(fā) 4 4）當(dāng)計(jì)數(shù)寄存器）當(dāng)計(jì)數(shù)寄存器TMR0TMR0寫入初值時(shí)寫入初值時(shí), ,計(jì)數(shù)器立即開始計(jì)計(jì)數(shù)器立即開始計(jì) 數(shù)數(shù). . 5 5）如果分頻比為）如果分頻比為1:11:1時(shí)時(shí), ,每一個(gè)外部脈沖輸入每一個(gè)外部脈沖輸入,TMR0,TMR0加加1,1, 如果分頻比為如果分頻比為1:21:2時(shí)時(shí), ,每兩個(gè)外部脈沖輸入每兩個(gè)外部脈沖輸入,TMR0,TMR0加加 1, 1,6 6）TMR0TMR0的計(jì)數(shù)公式的計(jì)數(shù)公式: : 計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值= =分頻比分頻比x(2x(28 8- -計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值) ) 分頻比取值為分頻比取值為:2:2、4 4、8 8、16162562567 7）T

12、MR0TMR0的最大計(jì)數(shù)范圍的最大計(jì)數(shù)范圍: : 計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值=256x(2=256x(28 8-0)-0) =256x256 =256x256 =65535 =655352.2.定時(shí)器定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器TMR1TMR1模塊模塊的的計(jì)數(shù)器模式計(jì)數(shù)器模式1 1）當(dāng)）當(dāng)TMR1CS=1TMR1CS=1時(shí)時(shí),TMR1,TMR1工作于計(jì)數(shù)器工作方式，時(shí)鐘工作于計(jì)數(shù)器工作方式，時(shí)鐘 來自外部引腳或自帶的低頻振蕩器。來自外部引腳或自帶的低頻振蕩器。2 2）當(dāng)）當(dāng)TMR1TMR1設(shè)定為計(jì)數(shù)方式時(shí)，在其開始自增前，必須設(shè)定為計(jì)數(shù)方式時(shí)，在其開始自增前，必須 有一個(gè)下降沿。當(dāng)有一個(gè)下降沿。當(dāng)TMR1TMR

13、1隨著外部觸發(fā)信號(hào)遞增時(shí)，隨著外部觸發(fā)信號(hào)遞增時(shí)， 發(fā)生在上升沿。如圖所示：發(fā)生在上升沿。如圖所示：3 3）TMR1TMR1的計(jì)數(shù)公式的計(jì)數(shù)公式: : 計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值= =分頻比分頻比x(2x(21616- -計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值) ) 分頻比取值為分頻比取值為:1:1、2 2、4 4、8 84 4）TMR0TMR0的最大計(jì)數(shù)范圍的最大計(jì)數(shù)范圍: : 計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)值=8x(2=8x(21616-0)-0) =8x65535 =8x65535 =524280 =5242805 5）計(jì)數(shù)器）計(jì)數(shù)器TMR1TMR1的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例頻率計(jì)頻率計(jì)本章小節(jié)1 1、熟悉、熟悉PIC16F87XPIC16F87X單片機(jī)的定時(shí)單片機(jī)的定時(shí)/ /計(jì)數(shù)器功能計(jì)數(shù)器功能PIC16F87XPIC16F87X單片機(jī)有單片機(jī)有3 3個(gè)定時(shí)器個(gè)定時(shí)器/ /計(jì)數(shù)器模塊，它們計(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)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。建立一個(gè)相應(yīng)的溢出中斷標(biāo)志。TMROTMRO可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件計(jì)數(shù)和可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)