山东大学：《微机原理及单片机接口技术》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 定时计数器与可编程计数器阵列

第七章定时计数器与可编程讣数器阵列 本章学习目标 ◇掌握定时计数器的应用 ◇掌握可编程时钟输出模块的应用 ◇掌握可编程计数器阵列模块的应用

12:56:38 第七章 定时计数器与可编程计数器阵列 本章学习目标 掌握定时计数器的应用 掌握可编程时钟输出模块的应用 掌握可编程计数器阵列模块的应用 3

第七章穴时汁数器与可编程计数器阵甦多 ◇71定时计数器及其应用 711定时/计数器的结构及工作原理 ◆712定时/计数器的相关寄存器 ◆713定时/计数器的工作方式 ◆714定时/计数器量程的扩展 ◆715定时数器编程举例 ◇72可编程时钟输出模块及其应用 ◆721可编程时钟输出的相关寄存器 7,2,2可编程时钟输出的编程实例 ◇73可编程计数器阵列模块及其应用 ◆73.1PCA模块的结构 ◆7、3.2PCA模块的特殊功能寄存器 ◆73.3PCA模块的工作模式 ◆734PCA模块的应用

12:56:38 第七章 定时计数器与可编程计数器阵列 7.1 定时/计数器及其应用 ◆7.1.1 定时/计数器的结构及工作原理 ◆7.1.2 定时/计数器的相关寄存器 ◆7.1.3 定时/计数器的工作方式 ◆7.1.4 定时/计数器量程的扩展 ◆7.1.5 定时/计数器编程举例 7.2 可编程时钟输出模块及其应用 ◆7.2.1 可编程时钟输出的相关寄存器 ◆7.2.2 可编程时钟输出的编程实例 7.3 可编程计数器阵列模块及其应用 ◆7.3.1 PCA模块的结构 ◆7.3.2 PCA模块的特殊功能寄存器 ◆7.3.3 PCA模块的工作模式 ◆7.3.4 PCA模块的应用 4

第七拿定时计教器与可编程计数器阵列( STC15F2K60S2单片机内部集成了以下与定时功 能有关的模块: 1)三个16位的定时计数器,不仅可以方便地用于定 时控制,而且还可以用作分频器和事件记录; 2)可编程时钟输出功能,可给外部器件提供时钟; 3)三路可编程计数器阵列( Programmable counter Aray,pPCA)。可用于软件定时器、外部脉冲的捕捉、 高速输出以及脉宽调制( Pulse width modulation, PWM)输出

12:56:38 第七章 定时计数器与可编程计数器阵列 STC15F2K60S2单片机内部集成了以下与定时功 能有关的模块： 1）三个16位的定时/计数器，不仅可以方便地用于定 时控制，而且还可以用作分频器和事件记录； 2）可编程时钟输出功能，可给外部器件提供时钟； 3）三路可编程计数器阵列(Programmable Counter Array, PCA)。可用于软件定时器、外部脉冲的捕捉、 高速输出以及脉宽调制（Pulse Width Modulation, PWM）输出。 5

§7.1定时/计数器及其应用 711定时计数器的结构及工作原理 定时/计数器的核心是一个加1计数器,加1计数器的 脉冲有两个来源,一个是外部脉冲源,另一个是系统 的时钟振荡器。括号内1表示1X12以下类同 AUXR.T01)×12 TCON.TR0溢出中断标志 0q十巴分频或不分母 TCON.TR1" TCON.TFO C/T=0 加1 P34/0 C/T=1 数器7F中断 TMoD控制信 TCON. TF1 P3.5/T1 运行 图71定时计数器的结构框图(x=,1,下同)

12:56:38 §7.1定时/计数器及其应用 7.1.1 定时/计数器的结构及工作原理 定时/计数器的核心是一个加1计数器，加1计数器的 脉冲有两个来源，一个是外部脉冲源，另一个是系统 的时钟振荡器。 图7-1 定时/计数器的结构框图（x=0, 1, 下同） P3.4/T0 P3.5/T1 TCON.TF0 TCON.TF1 溢出中断标志 开启 运行 TCON.TR1 TCON.TR0 TMOD 6 AUXR.T0(1)x12 TFx Tx 括号内1表示T1x12, 以下类同

7.1.1定时计数器的结构及工作原理 ◇图中有两个模拟位开关, TMOD. C/T决定工作方式:是 定时还是计数。 ◇控制信号(由 TCONTRI等形成决定计数器开启与关闭 ◇用户可对特殊功能寄存器TMOD,TCON相应位设置, 从而选择不同工作方式(计数或定时)或是否启动计数器 ◇AUXR中T0x12,T1x12决定是否对振荡时钟进行12分频 →巴分频或不分母开启运行 AUXR,T0(1)x12C厅=0 C/T=1 江数器-7Fx→中断 端 TMOD控制信号由 TCON. TRO1)等形成 图71定时汁计数器的结构框图(x=0,1,下同)

12:56:38 7.1.1定时/计数器的结构及工作原理 图中有两个模拟位开关, TMOD.C/T决定工作方式: 是 定时还是计数。 控制信号(由TCON.TR0(1)等形成)决定计数器开启与关闭。 用户可对特殊功能寄存器TMOD, TCON相应位设置, 从而选择不同工作方式(计数或定时)或是否启动计数器。 AUXR中T0x12, T1x12决定是否对振荡时钟进行12分频。 7 开启运行 TMOD 由TCON.TR0(1)等形成 AUXR.T0(1)x12 TFx Tx 图7-1 定时/计数器的结构框图( x=0, 1, 下同)

7.1.1、定时计数器的结构及工作原理 ◇当脉冲源为时钟振荡器(等间隔脉冲序列时,每个时钟 周期计数器加1,因计数脉冲为一时间基准,所以脉冲数 乘以脉冲间隔时间即定时时间,因此有定时功能。 ◇当脉冲源为外部脉冲(通常间隔不等)时,就是外部事件 计数器,当外输入端上有1-→0的跳变时计数器加1 ◇外部输入信号的速率是不受限制的,但必须保证给出 的电平在变化前至少被样一次。 OSC>2分频或不分频 C/T=0 C/T=1 数器F>中断 Tx端 TMOD控制信号 TCON TR01) 图7-1定时计数器的结构框图(x=0,1,下同)

12:56:38 7.1.1、定时/计数器的结构及工作原理 当脉冲源为时钟振荡器(等间隔脉冲序列)时, 每个时钟 周期计数器加1, 因计数脉冲为一时间基准, 所以脉冲数 乘以脉冲间隔时间即定时时间, 因此有定时功能。 当脉冲源为外部脉冲(通常间隔不等) 时, 就是外部事件 计数器, 当外输入端上有1→0的跳变时计数器加1。 外部输入信号的速率是不受限制的，但必须保证给出 的电平在变化前至少被采样一次。 8 TFx Tx TMOD TCON.TR0(1) 图7-1 定时/计数器的结构框图（x=0, 1, 下同）

7.1.1定时计数器的结构及工作原理 ◆计数器对这两个脉冲源之一进行输入计数,每输入 个脉冲,计数值加1。 当计数到计数器全1时,再输入一个脉冲就使计数值回 零,同时从最高位溢出一个脉冲使寄存器TCON的TF0 或TF置1,作为计数器的溢出中断标志。 ◆如果定时计数器工作于定时状态,则表示定时时间到; 若工作于计数状态,则表示计数回零。 SC2分频或不分 TCON. TFO(1) C/T=0 C/T=1 计数器7FF中断 Tx端 嗌溢出中断标志 TMoD控制信号 TCON.TR01)

12:56:38 7.1.1定时/计数器的结构及工作原理 计数器对这两个脉冲源之一进行输入计数，每输入一 个脉冲，计数值加1。 当计数到计数器全1时, 再输入一个脉冲就使计数值回 零, 同时从最高位溢出一个脉冲使寄存器TCON的TF0 或TF1置1, 作为计数器的溢出中断标志。 如果定时/计数器工作于定时状态，则表示定时时间到； 若工作于计数状态，则表示计数回零。 9 TCON.TF0(1) 溢出中断标志 TFx Tx TMOD TCON.TR0(1)

7.1.1定时计数器的结构及工作原理 图72CPU与TMOD、TCON、AUXR、T0、T的关系图 定时器01的1位计数器P,51脉冲输入源P340 THI TLI THO TLO CPU 内部总线 标表LFo 盗出中断工RO启动运行NoD UXR M1M0T0(1)x12 ◇16位的加1计数器由两个8位的特殊功能寄存器THx (高8位)和TLx(低8位)组成(x=0,1,下同)。 ◇通过改变TMOD的相应位,它们可被设置为4种不同 的工作方式

12:56:38 7.1.1定时/计数器的结构及工作原理 图7-2 CPU与TMOD、TCON、AUXR、T0、T1的关系图 10 16位的加1计数器由两个8位的特殊功能寄存器THx (高8位)和TLx(低8位)组成(x=0, 1, 下同)。 通过改变TMOD的相应位，它们可被设置为4种不同 的工作方式。 标志TF1 溢出中断 TR1 TF0 TR0启动运行C/T M1 M0 T0(1)x12 C/T 定时器 P3.5/T1 P3.4/T0 0, 1的16位计数器 脉冲输入源

7.1.1定时计数器的结构及工作原理 ◇STC15F2K60S2除了定时计数器T0和T1外,还有一个 16位定时器T2(简称T2)。 ◇T2工作模式固定为16位自动重装载模式。可当定时计 数器用,也可作串口波特率发生器或可编程时钟输出源。 T2x 12 T2中断标志位 对用户不可见T2 nterrupt SYSclk ZAUXR 2 hT2x12=1 定时器2的 AUXR.3 16位计数器 Toggle T2C/=0 T2L T2H T2 Pin/P3.1. T2 C/T=I (8 bits) (8 bits) X P3.0 T2R control T2CLKO AUXR. 4 引脚 T2CLKO RL TL2 RL TH2 图7-3定时器T2的原理框图 (8 bits)(8 bits NT CLKO内 定时器2的位重表载寄存器

12:56:38 7.1.1定时/计数器的结构及工作原理 11 INT_CLKO内 STC15F2K60S2除了定时/计数器T0和T1外，还有一个 16位定时器T2（简称T2）。 T2工作模式固定为16位自动重装载模式。可当定时计 数器用, 也可作串口波特率发生器或可编程时钟输出源。 图7-3 定时器T2的原理框图 引脚 AUXR.3 AUXR.4 AUXR.2 T2中断标志位 对用户不可见 定时器2的 16位计数器 定时器2的16位重装载寄存器

7.12定时/计数器的相关寄存器 TMOD、TCON和AUXR用来确定定时计数器的工作 方式并控制其功能。其中,TMOD控制定时/计数器0和 1的工作方式;TCON控制定时器T0、T1的启停及状态; AUXR设置定时器的速度和T2的功能。 1、TMOD:定时器工作方式控制寄存器 ◇TMOD(地址为89H,复位值为00H寄存器的各位定义: 位号D7D6D5D4D3D2D1D0 定时器名 定时器1 定时器0 位名称 GATE CIT MIM0 GATE O/TM1Mo

12:56:38 7.1.2 定时/计数器的相关寄存器 TMOD、TCON和AUXR用来确定定时/计数器的工作 方式并控制其功能。其中，TMOD控制定时/计数器0和 1的工作方式；TCON控制定时器T0、T1的启停及状态； AUXR设置定时器的速度和T2的功能。 12 1、TMOD：定时器工作方式控制寄存器 TMOD(地址为89H, 复位值为00H)寄存器的各位定义： 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定时器名 定时器1 定时器0 位名称 GATE C/ T M1 M0 GATE C/ T M1 M0