9定时器／计数器

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1、定时器数电中学过的计数器定时和计数的关系软件定时和硬件定时单片机中的定时器特点1异步二进制加法计数器•计数器是定时/计数器模块的核心电路，是一种能够累计输入脉冲的个数的数字电路。它由触发器构成，具有记忆功能，除了能够完成计数外，还能够用作分频器和定时。CP0123456780tQ0Q1Q2Q0(CP1)10tQ1SETSETSET(CP2)JQJQJQCP0F0F0tCP1F1CP22Q2计计计计KCLRQKCLRQKCLRQ2021220t下降沿动作的异步二进制加法计数器三位加法计数器

2、时序图2异步二进制加法计数器二进制加法计数器的状态转换表电路状态计数顺序等效十进制数Q2Q1Q00000010011201023011341004510156110671117800003定时器/计数器原理•当被脉冲的频率是已知的，且固定不变时，固定个数脉冲的时间T也是固定的：T=k×t（6-1）0其中t是固定频率脉冲的周期，而k是固定的脉0冲的个数。•在单片机中，有一个“天然”的频率稳定且固定不变的脉冲源——单片机的工作时钟，它由单片机的振荡电路产生，频率较高，且基本不会变化。4定时器/计数器

3、原理定时模式：采用单片机工作时钟作为计数器的时钟源。对PIC中档单片机而言，t0等于单片机的指令周期，也就是振荡电路频率Fosc的四分之一。对于常用的4MHz外部晶振，t0等于1us。此时的定时/计数器就是单片机的一个计时单位为1us的“闹钟”，它将在达到定时时间时通过中断提醒单片机的CPU。5定时器/计数器原理计数模式：需要对外部外部输入的时钟脉冲进行计数，设计者不可能事先知道外部时钟的频率，且外部时钟的频率很可能随时间变化。在这种情况下，定时/计数器只能完成其基本的计数功能。定时/计数器

4、能够在记录的脉冲数达到事先设定的固定值n时，通过中断通知单片机的CPU。6定时器/计数器原理k=2n-k（6-2）0其中k是需要放入计数器的初值，k是要求定时0/计数器记录的固定脉冲数，n是计数器的位数，即图中D触发器的个数。Eg：采用一个16位的定时/计数器，在4MHz外部晶振条件实现1ms的定时，k为1ms/1us=1000个时钟脉冲，由5-2式得k=064536，也就是要将定时计数器的初值设为64536。7分频器原理和电路•对于8位的计数器而言，它可以完成的计数范围是0~256；对16

5、位的计数器，能够完成0~65536个脉冲的计数。也就是说，如果系统采用4MHz的外部晶振，它们最长可以完成256us或65.536ms的定时，显然不是一个很长的时间，无法满足大多数应用的需要。•解决办法：降低输入时钟的频率或增加计数器的位数。PIC单片机采用预分频点办法将二者统一起来。8分频器原理和电路•将一个3位或8位的计数器放到定时/计数器之前，它将对单片机的工作频率进行计数（分频）。如图9.3Q31:8T'QQQ21:4T'QQ输出Q11:2T'QQ1:1CP0分频比选择端输入时钟图9.3

6、预分频器原理示意图9定时/计数器计数初值寄存器输入CLK脉冲每个脉冲计数一次数到0溢出产生中断TMR定时/计数相关的中断寄存器中断源（寄存器/标志位）1（寄存器/使能位）2TMR0INTCON/TMR0IFINTCON/TMR0IETMR1PIR1/TMR1IFPIE1/TMR0IETMR2PIR1/TMR2IFPIE1/TMR02ETMR3PIR2/TMR2IFPIE2/TMR0IETMR0的工作原理指令周期T0CKIfosc/408/16位数据总线引脚1分频1输出计数脉冲和内部指令周TMR0

7、寄存器预分频器0期同步过程会产生2个指令T0SE周期的延时脉冲沿选择溢出时置中断T0IFT0CSPS2,PS1,PS0PSA脉冲源选择预分频值设置预分频器指定12TIMER016-BITMODE13TMR0相关的寄存器寄存器寄存器内容寄存器名称符号Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0T0控制T0CONTMR0ONT08BITT0CST0SEPSAT0PS2T0PS1T0PS0器定时器/TMR0L低8位累加计数寄存器计数器0TMR0H高8位累加计数寄存器A口方向TRIS

8、ATRISATRISATRISATRISA——TRISA2TRISA1寄存器5430中断控GIE/PEIE/制寄存INTCONT0IEINTERBIET0IFINTFRBIFGIEHGIEL器1中断控INTCONINTEDINTEDINTED制寄存RBPU—TMR0IP—RBIP2G0G1G2器214TMR0的工作原理TMR0预分频比的设置预分频器用于TMR0时的分预分频器用于WDT时的分PS2～PS0频比频比000B1:21:1001B1:41:2010B1:81:4011B1:161:81