單片機(jī)的計數(shù)功能應(yīng)用舉例

定時/計數(shù)器實質(zhì)上是一個加1計數(shù)器。它隨著計數(shù)器的輸入脈沖進(jìn)行自加1，也就是每來一個脈沖，計數(shù)器就自動加1，,當(dāng)加到計數(shù)器為全1時，再輸入一個脈沖就使計數(shù)器回零，且計數(shù)器的溢出使相應(yīng)的中斷標(biāo)志位置1，向CPU發(fā)出中斷請求(定時/計數(shù)器中斷允許時)。如果定時/計數(shù)器工作于定時模式，則表示定時時間已到;如果工作于計數(shù)模式，則表示計數(shù)值已滿。

可見，由溢出時計數(shù)器的值減去計數(shù)初值才是加1計數(shù)器的計數(shù)值。

定時/計數(shù)器的實質(zhì)是加1計數(shù)器(16位)，由高8位和低8位兩個寄存器THx和TLx組成。TMOD是定時/計數(shù)器的工作方式寄存器，確定工作方式和功能;TCON是控制寄存器，控制T0、T1的啟動和停止及設(shè)置溢出標(biāo)志。

初始化程序應(yīng)完成如下工作：

對TMOD賦值，以確定T0和T1的工作方式。

計算初值,并將其寫入TH0、TL0或TH1、TL1。

中斷方式時，則對EA賦值，開放定時器中斷。

使TR0或TR1置位，啟動定時/計數(shù)器定時或計數(shù)。

計數(shù)器初值的計算：

機(jī)器周期也就是CPU完成一個基本操作所需要的時間。

計數(shù)值N乘以機(jī)器周期Tcy就是定時時間t

當(dāng)你使用12MHZ的外部晶振的時候，晶振周期(振蕩周期)=1/12 ，機(jī)器周期(1個機(jī)器周期等于12個振蕩周期)=(1/12) * 12 =1us。(如果采用方式1即為16位定時/計數(shù)器，那么一次記滿就最多為65536*1us = 65536us)

【例1】利用定時/計數(shù)器對外部事件計數(shù)。要求：檢測定時/計數(shù)器T0引腳上出現(xiàn)的下降沿信號的個數(shù)，當(dāng)個數(shù)達(dá)到6時，控制單片機(jī)P1.1引腳由高電平變?yōu)榈碗娖健?

解：

(1)任務(wù)分析

定時/計數(shù)器可以累計其脈沖輸入引腳上的下降沿信號的個數(shù)，在本例中要求定時/計數(shù)器T0的計數(shù)個數(shù)Q=6。由式(4-6)可知，在工作方式1和工作方式2下，定時/計數(shù)器可計數(shù)的下降沿的最大個數(shù)分別為216=65536和28=256，所以這兩種工作方式都可以滿足任務(wù)要求。本例僅以方式1為例實現(xiàn)設(shè)計任務(wù)。

(2)T0初值計算

由式(4-4)可知，計數(shù)器個數(shù)Q=6時，定時/計數(shù)器的初值為M=216-6=65530=0FFFAH，即TH0=0FFH和TL0=0FAH。

(3)確定定時/計數(shù)器方式控制字TMOD

因為不進(jìn)行引腳電平的測量，所以GATE=0;使用計數(shù)功能，所以C/T=1;工作于方式1，所以M1M0=01。本程序與T1無關(guān)，所以TMOD的高4位可全部為0。因此TMOD=05H。

(4)程序設(shè)計

以下是采用中斷法的參考程序。

【例2】利用定時/計數(shù)器模擬下降沿觸發(fā)的外部中斷。要求：利用定時/計數(shù)器T0模擬下降沿觸發(fā)的外部中斷，每當(dāng)定時/計數(shù)器T0的脈沖輸入引腳(P3.4)出現(xiàn)下降沿時，使單片機(jī)P1.1引腳的電平狀態(tài)發(fā)生反轉(zhuǎn)。

解：

(1)任務(wù)分析

下降沿觸發(fā)的外部中斷(INT0和INT1)在中斷輸入引腳(P3.2和P3.3)上出現(xiàn)下降沿信號時發(fā)出中斷請求。在計數(shù)模式下，定時/計數(shù)器的寄存器將累計其脈沖輸入引腳(P3.4和P3.5)上出現(xiàn)的下降沿個數(shù)，當(dāng)達(dá)到預(yù)定個數(shù)時產(chǎn)生中斷請求。對于N位的定時/計數(shù)器，若將其初值M設(shè)置為2N-1，則脈沖輸入引腳出現(xiàn)的下降沿可使定時器發(fā)出中斷請求，這與下降沿觸發(fā)的外部中斷效果一致。因此，可以利用定時/計數(shù)器模擬外部中斷。但需要注意的是，外部中斷可以自動重復(fù)觸發(fā)，而定時/計數(shù)器每次產(chǎn)生中斷后要重新賦初值。為了更好地模擬外部中斷的自動重復(fù)觸發(fā)，可以將定時器/計數(shù)器設(shè)置為可以自動重新賦初值的工作方式2。

(2)T0初值的計算

根據(jù)任務(wù)分析的結(jié)果可知，需要將T0設(shè)置為工作方式2，位數(shù)N=8，初值M=2N-1=28-

1=255=0FFH。

(3)確定定時/計數(shù)器方式控制字TMOD

對于T0，因為不進(jìn)行引腳電平的測量，所以GATE=0;使用定時功能，所以C/T=1;工作于方式2，所以M1M0=10。因為本程序與T1無關(guān)，所以TMOD中與T1有關(guān)的高4位可全部為0。因此TMOD=06H。

(4)程序設(shè)計

以下為采用中斷法的參考程序。