PIC单片机基础教程课件-第五章.ppt
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1、第五章定时第五章定时/计数器计数器第五章定时第五章定时/计数器计数器第五章定时第五章定时/计数器计数器5.1 5.1 定时定时/计数器功能计数器功能 5.2 5.2 定定时时和和计计数器硬件数器硬件结结构构 5.3 5.3 定时定时/计数器工作方式计数器工作方式 5.4 5.4 定定时时/计计数器数器编编程程 第五章定时第五章定时/计数器计数器5.1定时定时/计数器功能计数器功能5.1定时定时/计数器功能计数器功能541定时功能定时功能 所谓定时功能就是通过来自单片机内部的时钟脉所谓定时功能就是通过来自单片机内部的时钟脉冲作计数脉冲,使计数器计数,即每个机器周期计数冲作计数脉冲,使计数器计数,
2、即每个机器周期计数器加器加1,计数值达到予置值后,定时,计数值达到予置值后,定时/计数模块产生溢计数模块产生溢出。出。542计数器功能计数器功能 所谓计数是指对外部事件进行计数。外部事件的所谓计数是指对外部事件进行计数。外部事件的发生以输入脉冲表示,因此计数功能的实质就是对外发生以输入脉冲表示,因此计数功能的实质就是对外来脉冲进行计数。来脉冲进行计数。第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构 PIC16F877PIC16F877单片机配置了单片机配置了3 3个定时器个定时器/计数器模块,分别为计数器模块,分别
3、为TMR0TMR0、TMR1TMR1和和TMR2TMR2。共同点:它们的核心部分都是一个由时钟信号触发,按递增共同点:它们的核心部分都是一个由时钟信号触发,按递增方式累加工作的循环计数器;从预先设定的某一初始值开始累方式累加工作的循环计数器;从预先设定的某一初始值开始累计,在累计到计数器产生溢出,并同时建立一个相应的溢出中计,在累计到计数器产生溢出,并同时建立一个相应的溢出中断标志。断标志。三者的不同点:三者的不同点:TMR0TMR0为为8 8位宽,有一个可选的预分频器,用于位宽,有一个可选的预分频器,用于通用目的,可用于定时和计数;通用目的,可用于定时和计数;TMR1TMR1为为1616位宽
4、,附带一个可编位宽,附带一个可编程的预分频器和一个可选的低频时基振荡器,适合与程的预分频器和一个可选的低频时基振荡器,适合与CCPCCP(捕捉(捕捉/比较脉宽调制)模块配合使用来实现输入捕捉或输出比较功能,比较脉宽调制)模块配合使用来实现输入捕捉或输出比较功能,也可用于定时和计数;也可用于定时和计数;TMR2TMR2为为8 8位宽,附带一个配合使用来实现位宽,附带一个配合使用来实现PWMPWM脉冲宽度调制信号的产生,只能用于定时。脉冲宽度调制信号的产生,只能用于定时。第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构 5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构
5、5.2.1定时器定时器/计数器计数器TMR0的硬件结构的硬件结构1.定时器定时器/计数器计数器TMR0具有以下特点具有以下特点(1 1)TMR0TMR0是是一一个个8 8位位宽宽的的由由时时钟钟信信号号上上升升沿沿触触发发的的循循环环累加计数寄存器。累加计数寄存器。(2 2)有一个专用的外部触发信号输入端(有一个专用的外部触发信号输入端(T0CKI)。)。(3 3)TMR0TMR0也也是是一一个个在在文文件件寄寄存存器器区区域域内内统统一一编编址址的的寄寄存存器器,地地址址为为01H01H或或101H101H,用用户户用用软软件件方方式式可可直直接接读读/写写计计数数器器的的内容。内容。(4
6、4)具有一个软件可编程的具有一个软件可编程的8 8位预分频器。位预分频器。第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2.1定时器定时器/计数器计数器TMR0的硬件结构的硬件结构1.定时器定时器/计数器计数器TMR0具有以下特点具有以下特点(5 5)当当使使用用内内部部触触发发信信号号,即即指指令令周周期期作作为为时时钟钟信信号号源源时时,模模块块TMR0工工作作于于定定时时方方式式,触触发发方方式式为为固固定定上上升升沿沿触触发发有有效效。在在计计数数器器溢溢出出时时,相相应应的的溢溢出出中中断断标标志志T
7、01FT01F自自动动置置位,并可产生溢出中断。位,并可产生溢出中断。(6 6)当外部时钟信号源时,模块当外部时钟信号源时,模块TMR0工作于计数方工作于计数方式,触发方式可由程序设置位上升沿触发或下降触发有效。式,触发方式可由程序设置位上升沿触发或下降触发有效。在计数器溢出时,也可产生溢出中断。在计数器溢出时,也可产生溢出中断。第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2.1定时器定时器/计数器计数器TMR0的硬件结构的硬件结构2与定时器与定时器/计数器计数器TMR0模块相关的寄存器模块相关的寄存器(1)
8、选项寄存器)选项寄存器OPTION_REG(2)中断控制寄存器)中断控制寄存器INTCON第五章定时第五章定时/计数器计数器表5-1 与TMR0模块相关的寄存器寄存器的名称和符号寄存器地址寄存器内容Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0定时器/计数器TMR001H/101H8位累加计数寄存器选项寄存器OPTION_REG81H/181HRBPUINTEDGT0CST0SEPSAPS2PS1PS0中断控制寄存器INTCON0BH/8BH/10B/H/18BHGIEPEIET0IEINTERBIET0IFINTFRBIF端口RA方向寄存器TRISA85HTRISA5TRI
9、SA4TRISA3TRISA2TRISA1TRISA0第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构 PS2 PS1 PS0TMR0比率WDT比率0001:21:10011:41:20101:81:40111:161:81001:321:161011:641:321101:1281:641111:2561:128第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构3定时器定时器/计数器计数器TMR0模块的电路结构和工作原理模块的电路结构和工作原理第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构4.4.
10、分频器分频器 分频器实际上也是一个分频器实际上也是一个8位累加计数器,它只能配合位累加计数器,它只能配合TMR0或或WDT输出的时钟由输出的时钟由PS2PS0设定分额比,这个分频比由设定分额比,这个分频比由OPTION_REG寄存器中的寄存器中的PS2PS0决定。决定。5.TMR0累加计数寄存器累加计数寄存器TMR0有定时器和计数器两种工作模式。这两种模式之间的有定时器和计数器两种工作模式。这两种模式之间的差异是触发信号的来源不同。差异是触发信号的来源不同。TMR0的工作模式由的工作模式由T0CS位(选位(选项寄存器项寄存器OPTION_REG)决定)决定表53 TMR0的工作模式T0CSTM
11、R0工作模式触发信号的来源0定时器计数器的触发信号取自内部指令周期1计数器计数器的触发信号取自外部引脚T0CKI电平的上升沿/下降沿第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2.2定时器定时器/计数器计数器TMR1的硬件结构的硬件结构 定定时时器器/计计数数器器TMR1TMR1不不仅仅可可作作通通用用的的定定时时器器和和计计数数器器;而而且且利利用用内内置置的的低低频频时时基基振振荡荡器器,还还可可实实现现实实时时时时钟钟RTCRTC功功能能;通通过过TMR1TMR1与与CCPCCP模模块块配配合合使使用用,定定时时器器/计计数数器器TMR1TMR1又
12、又可可实实现现输输入入捕捕捉和输出比较功能。捉和输出比较功能。定时器定时器/计数器计数器TMR1TMR1是一个是一个1616位的可读可写的计数寄存器,位的可读可写的计数寄存器,由高低两字节组成(由高低两字节组成(TMR1HTMR1H和和TMR1LTMR1L)1616位寄存器从位寄存器从0000H0000H到到FFFFHFFFFH加加1 1计数,然后回到计数,然后回到0000H0000H。在从。在从FFFFHFFFFH到到0000H0000H的过程中,的过程中,置位中断标志位置位中断标志位TMR1IFTMR1IF。定时器。定时器/计数器计数器TMR1TMR1还带有一个还带有一个3 3位的位的可编
13、程预分频器和一个内置的低功耗低频时基振荡器。可编程预分频器和一个内置的低功耗低频时基振荡器。第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2.2定时器定时器/计数器计数器TMR1的硬件结构的硬件结构1定时器定时器/计数器计数器TMR1模块具有的特点模块具有的特点(1 1)一一个个1616位位的的由由时时钟钟信信号号上上升升沿沿触触发发的的累累加加计计数数寄寄存存器器对对TMR1HTMR1H:TMR1LTMR1L;(2 2)TMR1HTMR1H和和TMR1LTMR1L是是在在RAMRAM中中统统一一编编址址的的寄寄存存器器对对,地地址址为为0EH0EH和和0
14、FH0FH,可用软件方式读,可用软件方式读/写写TMR1TMR1寄存器对的内容;寄存器对的内容;(3 3)一个可一个可选选用的用的3位可位可编编程的程的预预分分频频器;器;第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2.2定时器定时器/计数器计数器TMR1的硬件结构的硬件结构1定时器定时器/计数器计数器TMR1模块具有的特点模块具有的特点(4 4)累累加加计计数数的的信信号号源源可可选选择择内内部部系系统统时时钟钟、外外部部触触发发信号或自带时基振荡器信号;信号或自带时基振荡器信号;(5 5)既既可可工工作作于于定定时时器器模模式式,又又可可工工作作于于
15、计计数数器器模模式式,还可用作实时时钟还可用作实时时钟RTCRTC;(6 6)在在计计数数器器溢溢出出时时,相相应应的的溢溢出出中中断断标标志志自自动动置置位位,并可产生溢出中断。并可产生溢出中断。第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2.2定时器定时器/计数器计数器TMR1的硬件结构的硬件结构2与定时器与定时器/计数器计数器TMR1模块相关的寄存器模块相关的寄存器表5-4 与TMR1模块相关的寄存器寄存器的名称和符号寄存器地址寄存器内容Bit7Bit6Bit5Bit4Bit3Bit2Bit1Bit0中断控制寄存器INTCON0BH/8BH/10B
16、H/18BHGIEPEIET0IEINTERBIET0IFINTFRBIF第一外设中断使能寄存器PIR1OCPSPIFADIFRCIFTXIFSSPIFCCP1IFTMR2IFTMR1IF第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2.2定时器定时器/计数器计数器TMR1的硬件结构的硬件结构2与定时器与定时器/计数器计数器TMR1模块相关的寄存器模块相关的寄存器PIE18CHPSPIEADIERCIETXIESSPIECCP1IETMR2IETMR1IETMR1L0EH16位TMR1计数寄存器低字节寄存器TMR1H0FH16位TMR1计数寄存器高字节寄存
17、器T1CON10HT1CKPS1T1CKPS0T1OSCENT1SYNCTMR1CSTMR1ON第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2.2定时器定时器/计数器计数器TMR1的硬件结构的硬件结构3定时器定时器/计数器计数器TMR1模块的电路结构和原理模块的电路结构和原理第五章定时第五章定时/计数器计数器0:表 示 选 择 内 部 时 钟 源(fcsc/4=Tcyc指令周期);1:表示选择外部时钟源,即时钟信号来源于外部引脚或者自带振荡器。0:表示TMR1外部输入时钟与系统时钟保持同步;1:表示TMR1外部输入时钟与系统时钟不保持同步。0:表示禁止T
18、MR1振荡器起振,使“非”门的输出端呈高阻状态;1:表示使能TMR1发振荡器起振。T1CKPS1 T1CKTS0 分频比0 0 1:10 1 1:21 0 1:41 1 1:8B7B6B5B4B3B2B1B0T1CKPST1CKPS0T1OSCET1SYNCTMR1CSTMR1ON第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构 TMR1TMR1有有两两种种工工作作方方式式:定定时时器器方方式式和和计计数数器器方方式式,其其中中计计数数器器方方式式又又分分为为同同步步计计数数器器工工作作方方式式和和异异步步计计数数器器工工作作方方式式。TMR1TMR1的时钟信号
19、或触发信号共有的时钟信号或触发信号共有4 4种获取方式:种获取方式:(1 1)由内部系统时钟由内部系统时钟4 4分频后获取,即取自指令周期;分频后获取,即取自指令周期;(2 2)从从RC0/T1OSO/T1CKIRC0/T1OSO/T1CKI引脚获取;引脚获取;(3 3)从从RC1/T1OSI/CCP2RC1/T1OSI/CCP2引脚获取;引脚获取;(4 4)自带振荡器产生。自带振荡器产生。第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构4定时器定时器TMR1应注意的问题应注意的问题(1 1)当当对对的的寄寄存存器器TMR1HTMR1H或或TMR1LTMR1L进
20、进行行初初始始化化时时,预预分分频频器将会自动清器将会自动清0 0。(2 2)在在寄寄存存器器对对TMR1HTMR1H:TMR1LTMR1L进进行行写写操操作作时时,可可以以使使预预分分频频器器清清0 0。当当TMR1TMR1处处于于运运行行状状态态时时,对对于于寄寄存存器器TMR1HTMR1H或或TMR1LTMR1L值进行的写操作,可能会写入不希望的值。值进行的写操作,可能会写入不希望的值。(3 3)TMR1TMR1工工作作于于异异步步计计数数器器方方式式时时,不不能能作作为为CCPCCP模模块块的输入捕捉或输出比较的时间基准。的输入捕捉或输出比较的时间基准。第五章定时第五章定时/计数器计数
21、器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构4定时器定时器TMR1应注意的问题应注意的问题(4 4)在上电复位(在上电复位(PORPOR)或者其他复位时,)或者其他复位时,TMR1HTMR1H:TMR1LTMR1L的内容保持原有数值,不会复位到的内容保持原有数值,不会复位到0000H0000H。(5 5)在在上上电电复复位位或或者者掉掉电电复复位位时时,控控制制寄寄存存器器T1CONT1CON的的内内容容将将回回到到00H00H,并并关关闭闭TMR1TMR1,且且预预分分频频器器的的分分频频比比设设定定为为缺缺省省值值1 1:1 1。在所有的其他复位时,均不会影响。在所有的其他复位时,均不
22、会影响T1CONT1CON寄存器的值。寄存器的值。(6 6)如果在复位时需要将)如果在复位时需要将TMR1HTMR1H和和TMR1LTMR1L的内容回到的内容回到00H00H,可以,可以用程序实现,即先半用程序实现,即先半TMR1TMR1关闭,然后分别将寄存器关闭,然后分别将寄存器TMR1HTMR1H和和TMR1LTMR1L清清0 0。第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2.3定时器定时器TMR2的硬件结构的硬件结构定定时时器器TMR2模块是一个模块是一个8位定时器,带一个位定时器,带一个4位位宽的可编程预分频器、一个宽的可编程预分频器、一个4位
23、宽的可编程后分频器和位宽的可编程后分频器和一个可编程一个可编程8位周期寄存器位周期寄存器PR2。但是。但是定定时时器器/计计数器数器TMR2只能工作于定时器模式;因此它不仅可以为主只能工作于定时器模式;因此它不仅可以为主同步串行端口同步串行端口MSSP模块(模块(SPI模式)提供波特率时钟;模式)提供波特率时钟;还可以与还可以与CCP模块配合使用,提供脉宽调制模块配合使用,提供脉宽调制PWM功能功能的时基信号。的时基信号。第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2.3定时器定时器TMR2的硬件结构的硬件结构1定时器定时器TMR2的特点的特点(1 1)
24、TMR2是一个是一个8位宽的累加计数寄存器;位宽的累加计数寄存器;(2 2)TMR2在在RAM空间内统一编址,地址为空间内统一编址,地址为011H;(3 3)可用软件方式直接读可用软件方式直接读/写写TMR2的内容;的内容;(4 4)具具有有可可编编程程的的4位位预预分分频频器器,有有1:1、1:4、1:16,共共3种分频比;种分频比;(5 5)具有可编程的具有可编程的4位后分频器位后分频器,有有16种分频比;种分频比;第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构 5.2.3定时器定时器TMR2的硬件结构的硬件结构(6 6)带带有有一一个个8位位周周期期寄寄
25、存存器器PR2,这这个个寄寄存存器器的的值值由由用用户设置户设置;(7 7)只只能能由由内内部部系系统统时时钟钟来来触触发发定定时时器器的的增增量量,因因此此只只工作于定时器模式;工作于定时器模式;(8 8)具有溢出次数经过分频的溢出中断功能;具有溢出次数经过分频的溢出中断功能;(9 9)不不管管哪哪种种复复位位,都都会会将将TMR2清清0。但但TMR0和和TMR1寄存器的内容不受复位的影响;寄存器的内容不受复位的影响;(1010)TMR2可以被软件关闭。可以被软件关闭。第五章定时第五章定时/计数器计数器5.2定时和计数器硬件结构定时和计数器硬件结构5.2.3定时器定时器TMR2的硬件结构的硬
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- PIC 单片机 基础教程 课件 第五