單片機技術與應用電子教案 1.定時器 計數(shù)器基礎知識

課時教案課程：單片機技術與應用-基于CC2530的ZigBee技術開發(fā)與應用課題定時/計數(shù)器基礎知識課時2教學目標知識：1.掌握定時/計數(shù)器的概念及功能2.理解定時/計數(shù)器的工作原理3.掌握CC2530定時/計數(shù)器各定時器的主要功能技能：1.會分析定時/計數(shù)器的工作原理2.能夠分析總結(jié)定時/計數(shù)器的功能3.能夠分析總結(jié)各定時器的主要功能素質(zhì)：1.具備嚴謹?shù)膶W風，形成扎實、優(yōu)化的知識結(jié)構(gòu)和技能結(jié)構(gòu)2.具備自主學習能力及團隊協(xié)作意識重點定時/計數(shù)器的功能難點CC2530單片機定時/計數(shù)器中各定時器的功能教法小組合作問題探究學法自主探究教具試驗多媒體、PPT課件教學過程問題設計及知識點師生互動設計（問題與任務）定時/計數(shù)器基礎知識一、單片機的定時/計數(shù)器1.定時/計數(shù)器的概念定時/計數(shù)器是一種能夠?qū)r鐘信號或外部輸入信號進行計數(shù)，當計數(shù)值達到設定要求時便向CPU提出處理請求，從而實現(xiàn)定時或計數(shù)功能的外設。在單片機中，一般使用Timer表示定時/計數(shù)器。2.定時/計數(shù)器的作用定時/計數(shù)器的基本功能是實現(xiàn)定時和計數(shù)，且在整個工作過程中不需要CPU進行過多參與，它的出現(xiàn)將CPU從相關任務中解放出來，提高了CPU的使用效率。例如，實現(xiàn)LED燈閃爍時采用的軟件延時方法，在延時過程中CPU通過執(zhí)行循環(huán)指令來消耗時間，在整個延時過程中會一直占用CPU，降低了CPU的工作效率。若使用定時/計數(shù)器來實現(xiàn)延時，則在延時過程中CPU可以去執(zhí)行其他工作任務。（1）CPU與定時/計數(shù)器之間的交互關系：（2）定時/計數(shù)器的功能定時器功能計數(shù)器功能捕獲功能比較功能PWM輸出功能4.定時/計數(shù)器的基本工作原理定時/計數(shù)器的基本工作原理是進行計數(shù)。定時/計數(shù)器的核心是一個計數(shù)器，可以進行加1（或減1）計數(shù)，每出現(xiàn)一個計數(shù)信號，計數(shù)器就自動加1（或減1），當計數(shù)值從最大值變成0（或從0變成最大值）溢出時，定時/計數(shù)器便向CPU提出中斷請求。計數(shù)信號的來源可選擇周期性的內(nèi)部時鐘信號（如定時功能）或非周期性的外界輸入信號（如計數(shù)功能）。二、CC2530單片機的定時/計數(shù)器CC2530單片機中包含了5個定時/計數(shù)器，分別是定時器1、定時器2、定時器3、定時器4和睡眠定時器。1.定時器1定時器1是一個16位定時器，主要具有以下功能：支持輸入捕獲功能，可選擇上升沿、下降沿或任何邊沿進行輸入捕獲；支持輸出比較功能，輸出可選擇設置、清除或切換；支持PWM功能；具有5個獨立的捕獲/比較通道，每個通道使用一個I/O引腳；具有自由運行、模和正計數(shù)/倒計數(shù)三種不同工作模式；具有可被1、8、32或128整除的時鐘分頻器，為計數(shù)器提供計數(shù)信號；能在每個捕獲/比較和最終計數(shù)上產(chǎn)生中斷請求；能觸發(fā)DMA功能。定時器1是CC2530中功能最全的一個定時/計數(shù)器，是在應用中被優(yōu)先選用的對象。2.定時器2定時器2主要用于為802.13.4CSMA-CA算法提供定時，以及為802.15.4MAC層提供一般的計時功能，也叫做MAC定時器，用戶一般情況下不使用該定時器，在此不再對其進行詳細介紹。3.定時器3定時器3和定時器4都是8位的定時器，主要功能如下：支持輸入捕獲功能，可選擇上升沿、下降沿或任何邊沿進行輸入捕獲；支持輸出比較功能，輸出可選擇設置、清除或切換；具有2個獨立的捕獲/比較通道，每個通道使用一個I/O引腳；具有自由運行、倒計數(shù)、模和正計數(shù)/四種不同工作模式；具有可被1、2、4、8、16、32、64或128整除的時鐘分頻器，為計數(shù)器提供計數(shù)信號；能在每個捕獲/比較和最終計數(shù)上產(chǎn)生中斷請求；能觸發(fā)DMA功能。定時器3和定時器4通過輸出比較功能也可以實現(xiàn)簡單的PWM控制。4.睡眠定時器睡眠定時器是一個24位正計數(shù)定時器，運行在32KHz的時鐘頻率下，支持捕獲/比較功能，能產(chǎn)生中斷請求和DMA觸發(fā)。睡眠定時器主要用于設置系統(tǒng)進入和退出低功耗睡眠模式之間的周期，還用于低功耗睡眠模式時維持定時器2的定時。學生看書回答定時/計數(shù)器的概念及作用教師引導學生理解定時/計數(shù)器的功能。教師引導學生了解定時/計數(shù)器的基本工作原理學生看書回答各定時器的功能教師總結(jié)補充新知應用1.分析定時/計數(shù)器的功能。2.總結(jié)CC2530單片機的定時/計數(shù)器了解學生對新知識的掌握程度課堂小結(jié)1.定時/計數(shù)器的概念及作用2.定時/計數(shù)