計數器的工作原理 計數器是一種基本的數字電路,可對輸入的數字時鐘(脈沖)進行計數,根據計數方向可分為加法計數器、減法計數器、可逆計數器等。 十進制加法計數器如下圖
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2023-4-27 15:03 上傳
加法計數器在數字時鐘的驅動下,如上圖中,每個上升沿的到來,就使計數值加一,其數值為0-->9,每次數值滿時就會產生一個進位(溢出)信號。 定時器的本質 定時器的本質就是已知頻率(周期)的數字時鐘(脈沖)驅動下的計數器。比如上面的計數器,如果已知驅動時鐘為1MHz,那么每個時鐘周期為1us,十個計數周期就是10us,其溢出周期為10us,也可視為定時10us。如果想定時5us,則計數5個周期即可。8051的基本定時器有Timer0和Timer1,STC15F2K61S的定時器有T0、T1、T2。其T0的基本結構如下圖所示(其他定時器基本類似)
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定時器T0的核心是一個16位、可置數的加法計數器。配置寄存器包括:時鐘源選擇、方式控制、加載(初值)、中斷允許等。 定時器的軟件編程 以定時器T0為例,定時器編程的步驟為: (1) 確定定時器/計數器的工作方式----初始化:TMOD (2) 定時器0/1工作頻率1T還是12T:AUXR (3) 定時器0/1的時鐘輸出是否:AUXR2 (4) 計算定時器/計數器的計數初值,裝載TH和TL寄存器。 (5) 中斷設置(特殊功能寄存器IE、IP):EA (6) 啟動定時/計數器(TCON):TR0/TR1
相關寄存器:
定時初值的計算: 前面講了,定時器是一個16位的加法計數器,對輸入脈沖進行計數,從0計到65535 (2^16-1),然后進位溢出。軟件通過溢出標志位TF0進行定時的判斷,因此計數器計了多少個脈沖,是從初值開始到65535溢出,這個脈沖計數值才是其定時器的定時周數。比如工作時鐘12MHz,默認12分頻,即加法計數器的計數脈沖是1MHz,即計數周期1us,如果要定時1ms,則需要計數1ms/1us=1000個計數周期。先設置初值為(65536-1000),那么計數器溢出的時候它總共計數了65536-(65536-1000)=1000個周期。 因此定時器初值x的計算公式是:
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2023-4-27 15:00 上傳
其中fosc為工作頻率,t為所需的定時時間。 基本定時器實驗 運用定時器進行“延時”是最基本的應用。與前面的“軟件延時”對應,采用定時器延時的方式,我們成為“硬件延時”。 LED燈的硬件電路如附件
LED燈L1閃爍 設定50ms亮滅1次(延時太短,人眼不能分辨出LED燈閃爍)。以STC-ISP下載界面中默認的11.0592MHz時鐘頻率計算,12分頻,則計數器的初值應為65536-50ms*11.0592MHz/12=65536-46080=19456 定時器初始化代碼為: TMOD=0; AUXR=0; TH0=19456/256; //整除取整,得高8位 TL0=19456%256; //取余,得低8位 ET0=1;EA=1; //中斷使能,不采用中斷,應清零 TR0=1; //開啟定時器,相當于開關 (1) 采用輪詢的方式
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(2) 采用中斷的方式 定時器T0的中斷號為1
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LED燈單盞燈從左到右流水 設計分析:這里采用定時中斷的方式,設定一個LED燈顯示變量x(8bit分別對應8盞LED燈,主程序中根據這個顯示變量x去控制LED燈的亮滅;而定時中斷服務程序“定時到,就移位1次”。這樣就變成兩個進程:主程序不停地輸出控制LED;中斷服務程序定時改變控制變量。
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仿真給大家,代碼大家可以自己寫:
附件內只有仿真 不含代碼.7z
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