第四模塊 單片機(jī)定時計(jì)數(shù)器項(xiàng)目實(shí)訓(xùn).ppt

第四模塊單片機(jī)定時 計(jì)數(shù)器項(xiàng)目實(shí)訓(xùn) 項(xiàng)目9定時 計(jì)數(shù)器查詢方式的應(yīng)用 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈任務(wù)4 9 2使用定時器T1查詢方式控制單片機(jī)發(fā)出1KHz音頻任務(wù)4 9 3將計(jì)數(shù)器T0計(jì)數(shù)的結(jié)果送LED數(shù)碼管顯示 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈 一 MCS 51單片機(jī)的定時 計(jì)數(shù)器 1 定時 計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)MCS 51單片機(jī)內(nèi)部的定時 計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)如圖所示 定時 計(jì)數(shù)器T0由特殊功能寄存器TL0 低8位 和TH0 高8位 構(gòu)成 定時 計(jì)數(shù)器T1由特殊功能寄存器TL1 低8位 和TH1 高8位 構(gòu)成 特殊功能寄存器TMOD控制定時 計(jì)數(shù)器的工作方式 TCON則用于控制定時 計(jì)數(shù)器T0和T1的啟動和停止 同時管理定時 計(jì)數(shù)器T0和T1的溢出標(biāo)志等 程序開始時需對TL0 TH0 TL1 TH1和TCON進(jìn)行初始化編程 以定義它們的工作方式和控制定時 計(jì)數(shù)器T0和T1的啟動和停止 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈 一 MCS 51單片機(jī)的定時 計(jì)數(shù)器 2 特殊功能寄存器TMOD和TCON的格式 定時 計(jì)數(shù)器的方式控制寄存器TMOD 功能是控制定時 計(jì)數(shù)器的工作方式 字節(jié)地址為89H 不可以進(jìn)行位操作 在上電和復(fù)位時TMOD的初始值為00H 其格式如下表所示 2 特殊功能寄存器TMOD和TCON的格式 定時 計(jì)數(shù)器的方式控制寄存器TMOD 功能是控制定時 計(jì)數(shù)器的工作方式 字節(jié)地址為89H 不可以進(jìn)行位操作 在上電和復(fù)位時TMOD的初始值為00H 其格式如下表所示 TMOD各位的意義 寄存器TMOD中的高4位用來控制定時 計(jì)數(shù)器T1 低4位用來控制定時 計(jì)數(shù)器T0 1 GATE 門控制位 用來控制定時 計(jì)數(shù)器的啟動模式 2 定時 計(jì)數(shù)器功能選擇位 3 M1M0 定時 計(jì)數(shù)器工作方式設(shè)置位 M1M0 00工作方式013位定時 計(jì)數(shù)器 最大計(jì)數(shù)值213 8192M1M0 01工作方式116位定時 計(jì)數(shù)器 最大計(jì)數(shù)值216 65536M1M0 10工作方式2初值自動重裝8位定時 計(jì)數(shù)器 最大計(jì)數(shù)值28 256M1M0 11工作方式32個8位定時 計(jì)數(shù)器 僅適用于T0 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈 一 MCS 51單片機(jī)的定時 計(jì)數(shù)器 2 特殊功能寄存器TMOD和TCON的格式 定時 計(jì)數(shù)器控制寄存器TCON 字節(jié)地址為88H 位地址為88H 8FH 其格式如下表所示 TCON各位的意義 TCON的高四位用于控制定時 計(jì)數(shù)器的啟停和中斷請求 1 TF1 TF0 定時 計(jì)數(shù)器T1 T0的溢出標(biāo)志位 2 TR1 TR0 定時 計(jì)數(shù)器T1 T0的運(yùn)行控制位 TCON的低四位與中斷有關(guān) 將在第五模塊中加以說明 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈 一 MCS 51單片機(jī)的定時 計(jì)數(shù)器 3 定時 計(jì)數(shù)器的工作方式 工作方式0當(dāng)方式控制寄存器TMOD中定時 計(jì)數(shù)器T0的M1M0 00時 定時 計(jì)數(shù)器T0處于工作方式0 定時 計(jì)數(shù)器T0工作方式0的電路邏輯結(jié)構(gòu)如下圖所示 定時 計(jì)數(shù)器T1與其完全類似 工作方式0是13位計(jì)數(shù)結(jié)構(gòu)的工作方式 其計(jì)數(shù)器由TH0的全部8位和TL0的低5位構(gòu)成 TL0的高3位沒有使用 當(dāng) 0時 多路開關(guān)接通振蕩脈沖的12分頻輸出 13位計(jì)數(shù)器以次進(jìn)行計(jì)數(shù) 這就是定時工作方式 當(dāng) 1時 多路開關(guān)接通計(jì)數(shù)引腳P3 4 外部計(jì)數(shù)脈沖由單片機(jī)引腳P3 4輸入 當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖發(fā)生負(fù)跳變時 計(jì)數(shù)器加1 這就是T0的計(jì)數(shù)工作方式 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈 一 MCS 51單片機(jī)的定時 計(jì)數(shù)器 3 定時 計(jì)數(shù)器的工作方式 工作方式1當(dāng)方式控制寄存器TMOD中定時 計(jì)數(shù)器T0的M1M0 01時 定時 計(jì)數(shù)器T0處于工作方式1 此時 定時 計(jì)數(shù)器T0工作方式1的電路邏輯結(jié)構(gòu)如下圖所示 定時 計(jì)數(shù)器T1與其完全類似 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈 一 MCS 51單片機(jī)的定時 計(jì)數(shù)器 3 定時 計(jì)數(shù)器的工作方式 工作方式2當(dāng)方式控制寄存器TMOD中定時 計(jì)數(shù)器T0的M1M0 10時 定時 計(jì)數(shù)器T0處于工作方式2 此時 定時 計(jì)數(shù)器T0工作方式2的電路邏輯結(jié)構(gòu)如下圖所示 定時 計(jì)數(shù)器T1與其完全類似 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈 一 MCS 51單片機(jī)的定時 計(jì)數(shù)器 3 定時 計(jì)數(shù)器的工作方式 工作方式3當(dāng)方式控制寄存器TMOD中定時 計(jì)數(shù)器T0的M1M0 11時 定時 計(jì)數(shù)器T0處于工作方式3 此時 定時 計(jì)數(shù)器T0工作方式3的電路邏輯結(jié)構(gòu)如下圖所示 在工作方式3模式下 定時 計(jì)數(shù)器T0被拆成兩個獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器TL0和TH0 其中TL0既可以作計(jì)數(shù)器使用 也可以作為定時器使用 定時 計(jì)數(shù)器T0的各控制位和引腳信號全歸它使用 其功能和操作與方式0或方式1完全類似 TH0就沒有那么多 資源 可利用了 只能作為簡單的定時器使用 而且由于定時 計(jì)數(shù)器T0的控制位已被TL0占用 因此只能借用定時 計(jì)數(shù)器T1的控制位TR1和TF1 也就是以計(jì)數(shù)溢出去置位TF1 TR1則負(fù)責(zé)控制TH0定時的啟動和停止 由于TL0既能作定時器也能作計(jì)數(shù)器使用 而TH0只能作定時器使用而不能作計(jì)數(shù)器使用 因此在方式3模式下 定時 計(jì)數(shù)器T0可以構(gòu)成二個定時器或者一個定時器和一個計(jì)數(shù)器 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈 一 MCS 51單片機(jī)的定時 計(jì)數(shù)器 3 定時 計(jì)數(shù)器的工作方式 工作方式3如果定時 計(jì)數(shù)器T0工作于工作方式3 那么定時 計(jì)數(shù)器T1的工作方式就不可避免受到一定的限制 因?yàn)槎〞r 計(jì)數(shù)器T1的一些控制位已被定時 計(jì)數(shù)器T0借用 所以定時 計(jì)數(shù)器T1只能工作在方式0 方式1或方式2下 等效電路如下圖所示 在這種情況下 定時 計(jì)數(shù)器T1通常作為串行口的波特率發(fā)生器使用 以確定串行通信的速率 因?yàn)橐褯]有TF1可用 TF1已被定時 計(jì)數(shù)器T0借用了 所以只能把計(jì)數(shù)溢出直接送給串行口 當(dāng)作波特率發(fā)生器使用時 只需設(shè)置好工作方式 即可自動運(yùn)行 如要停止它的工作 需送入一個把它設(shè)置為方式3的方式控制字即可 這是因?yàn)槎〞r 計(jì)數(shù)器T1本身就不能工作在方式3 如硬把它設(shè)置為方式3 自然會停止工作 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈 二 定時 計(jì)數(shù)器中定時 計(jì)數(shù)初值的設(shè)定 設(shè)單片機(jī)時鐘電路的振蕩頻率為11 0592MHz 則經(jīng)12分頻后得到的機(jī)器周期為 MCS 51單片機(jī)的定時 計(jì)數(shù)器T1和T0都是增量計(jì)數(shù)器 因此不能直接將要計(jì)數(shù)的值作為初值放入寄存器中 而是將計(jì)數(shù)的最大值 溢出值 減去實(shí)際要計(jì)數(shù)的值 將差值存入寄存器中 所以定時 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)初值的計(jì)算公式如下 式中 n為由工作方式?jīng)Q定的定時 計(jì)數(shù)器位數(shù) 在工作方式0下 n取13 在工作方式1下 n取16 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈 二 定時 計(jì)數(shù)器中定時 計(jì)數(shù)初值的設(shè)定 例如 在工作方式1下 要用定時器T0定時50ms 在C語言程序設(shè)計(jì)中 要做如下幾樣工作 1 設(shè)置定時 計(jì)數(shù)器T0工作方式 TMOD 0 x01 TMOD 00000001B 低四位GATE 0 0 M1M0 01語句中TMOD低四位設(shè)置定時 計(jì)數(shù)器T0 0 T0為定時器功能 M1M0 01 定時器T0工作于方式1 2 計(jì)算實(shí)際計(jì)數(shù)值 實(shí)際計(jì)數(shù)值可按下式計(jì)算 3 確定定時器T0的計(jì)數(shù)初值 定時 計(jì)數(shù)器T0計(jì)數(shù)初值為 用C語言將其存入寄存器TH0與TL0中 語句如下 TH0 65536 46083 256 定時器T0的高8位賦初值TL0 65536 46083 256 定時器T0的低8位賦初值 4 啟動定時器T0 用C語言啟動定時器T0工作 語句如下 TR0 1 啟動定時器T0 三 硬件電路設(shè)計(jì) 四 軟件程序設(shè)計(jì) 任務(wù)4 9 1使用定時器T0查詢方式控制P2口流水燈 任務(wù)4 9 2用定時器T1查詢方式控制單片機(jī)發(fā)出1KHz音頻 一 單片機(jī)發(fā)音的頻率控制 1 單片機(jī)發(fā)音頻率控制原理用單片機(jī)驅(qū)動蜂鳴器發(fā)音時 只要讓單片機(jī)送給蜂鳴器的電平信號每隔音頻的半周期取反一次 即可使蜂鳴器發(fā)出相應(yīng)音頻的聲音 2 運(yùn)用C語言編程控制發(fā)音頻率的方法用單片機(jī)驅(qū)動蜂鳴器發(fā)音時 電平信號的取反時間要由定時器來控制 以1kHz音頻發(fā)音為例 其音頻的半周期為0 5ms 即500 s 則要計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)為500 1 085 460 次 由于這個計(jì)數(shù)值不大 所以可以用定時器的方式0 最大計(jì)數(shù)值為8192 來定時 若使用定時器T1 則具體實(shí)施如下 設(shè)置定時 計(jì)數(shù)器T1工作方式 TMOD 0 x00 TMOD 00000000B 高四位GATE 0 0 M1M0 00語句中TMOD高四位設(shè)置定時 計(jì)數(shù)器T1 0 T1為定時器功能 M1M0 00 定時器T1工作于方式0 任務(wù)4 9 2用定時器T1查詢方式控制單片機(jī)發(fā)出1KHz音頻 一 單片機(jī)發(fā)音的頻率控制 確定定時器T1的計(jì)數(shù)初值 定時 計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)初值為 用C語言將其存入寄存器TH1與TL1中 語句如下 TH1 8192 460 32 定時器T1的高8位賦初值TL1 8192 460 32 定時器T1的低5位賦初值 啟動定時器T1 用C語言啟動定時器T1工作 語句如下 TR1 1 啟動定時器T1 二 硬件電路設(shè)計(jì) 三 軟件程序設(shè)計(jì) 任務(wù)4 9 2用定時器T1查詢方式控制單片機(jī)發(fā)出1KHz音頻 一 鎖存器及其應(yīng)用 1 74HC573鎖存器簡介74HC573鎖存器是八進(jìn)制3態(tài)非反轉(zhuǎn)透明鎖存器 它是高性能的硅門CMOS器件 SL74HC573跟LS AL573的管腳一樣 器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn)CMOS輸出兼容的 加上拉電阻 能和LS ALSTTL輸出兼容 74HC573鎖存器的引腳分布圖如圖所示 74HC573鎖存器共有20只腳 1腳為輸入使能端 2 9腳為數(shù)據(jù)輸入端 12 19腳為數(shù)據(jù)輸出端 11腳為鎖存控制端LE 其功能如下表所示 74HC573鎖存器當(dāng)輸入使能端為低電平時 允許數(shù)據(jù)輸入 當(dāng)輸入使能端為高電平時 輸出端呈高阻態(tài) 當(dāng)鎖存使能端LE為高電平時 這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的 也就是說輸出與輸入同步 當(dāng)鎖存使能端LE為低電平時 符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被鎖存 任務(wù)4 9 3將計(jì)數(shù)器T0計(jì)數(shù)的結(jié)果送LED數(shù)碼管顯示 一 鎖存器及其應(yīng)用 2 鎖存器的作用在LED和數(shù)碼管顯示方面 要維持?jǐn)?shù)據(jù)的顯示 尤其是多位數(shù)碼管需要選通顯示的情況下 往往要持續(xù)地快速地刷新顯示 在人類能夠接受的刷新頻率之內(nèi) 大概每三十毫秒就要刷新一次 這就大大占用了處理器的處理時間 消耗了處理器的處理能力 還浪費(fèi)了處理器的功耗 鎖存器的使用就可以大大地緩解處理器在這方面的壓力 當(dāng)處理器把數(shù)據(jù)傳輸?shù)芥i存器并將其鎖存后 鎖存器的輸出引腳便會一直保持?jǐn)?shù)據(jù)狀態(tài)直到下一次鎖存新的數(shù)據(jù)為止 這樣在數(shù)碼管的顯示內(nèi)容不變之前 處理器的處理時