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17課:單片機定時器/計數器的方式控制字

作者:佚名   來源:本站原創   點擊數:x  更新時間:2007年08月15日   【字體:

    從上一節我們已經得知,單片機中的定時/計數器都能有多種用途,那么我怎樣才能讓它們工作于我所需要的用途呢?這就要通過定時/計數器的方式控制字來設置。

在單片機中有兩個特殊功能寄存器與定時/計數有關,這就是TMOD和TCON。順便說一下,TMOD和TCON是名稱,我們在寫程序時就能直接用這個名稱來指定它們,當然也能直接用它們的地址89H和88H來指定它們(其實用名稱也就是直接用地址,匯編軟件幫你翻譯一下而已)。


<TMOD結構>

從圖1中我們能看出,TMOD被分成兩部份,每部份4位。分別用于控制T1和T0,至于這里面是什么意思,我們下面介紹。


<TCON結構>

從圖2中我們能看出,TCON也被分成兩部份,高4位用于定時/計數器,低4位則用于中斷(我們暫不管)。而TF1(0)我們上節課已提到了,當計數溢出后TF1(0)就由0變為1。原來TF1(0)在這兒!那么TR0、TR1又是什么呢?看上節課的圖。

計數脈沖要進入計數器還真不不難,有層層關要通過,最起碼,就是TR0(1)要為1,開關才能合上,脈沖才能過來。因此,TR0(1)稱之為運行控制位,可用指令SETB來置位以啟動計數器/定時器運行,用指令CLR來關閉定時/計數器的工作,一切盡在自已的掌握中。


<單片機定時器/計數器結構>

定時/計數器的四種工作方式

工作方式0

定時器/計數器的工作方式0稱之為13位定時/計數方式。它由TL(1/0)的低5位和TH(0/1)的8位組成13位的計數器,此時TL(1/0)的高3位未用。

我們用這個圖來討論幾個問題:

M1M0:定時/計數器一共有四種工作方式,就是用M1M0來控制的,2位正好是四種組合。

C/T:前面我們說過,定時/計數器即可作定時用也可用計數用,到底作什么用,由我們根據需要自行決定,也說是決定權在我們&#0;&#0;編程者。如果C/T為0就是用作定時器(開關往上打),如果C/T為1就是用作計數器(開關往下打)。順便提一下:一個定時/計數器同一時刻要么作定時用,要么作計數用,不能同時用的,這是個極普通的常識,幾乎沒有教材會提這一點,但很多開始學習者卻會有此困惑。

GATE:看圖,當我們選擇了定時或計數工作方式后,定時/計數脈沖卻不一定能到達計數器端,中間還有一個開關,顯然這個開關不合上,計數脈沖就沒法過去,那么開關什么時候過去呢?有兩種情況

GATE=0,分析一下邏輯,GATE非后是1,進入或門,或門總是輸出1,和或門的另一個輸入端INT1無關,在這種情況下,開關的打開、合上只取決于TR1,只要TR1是1,開關就合上,計數脈沖得以暢通無阻,而如果TR1等于0則開關打開,計數脈沖無法通過,因此定時/計數是否工作,只取決于TR1。

GATE=1,在此種情況下,計數脈沖通路上的開關不僅要由TR1來控制,而且還要受到INT1管腳的控制,只有TR1為1,且INT1管腳也是高電平,開關才合上,計數脈沖才得以通過。這個特性能用來測量一個信號的高電平的寬度,想想看,怎么測?

為什 么在這種模式下只用13位呢?干嗎不用16位,這是為了和51機的前輩48系列兼容而設的一種工作式,如果你覺得用得不順手,那就干脆用第二種工作方式。

工作方式1

工作方式1是16位的定時/計數方式,將M1M0設為01即可,其它特性與工作方式0相同。

工作方式2

在介紹這種式方式之前先讓我們思考一個問題:上一次課我們提到過任意計數及任意定時的問題,比如我要計1000個數,可是16位的計數器要計到65536才滿,怎么辦呢?我們討論后得出的辦法是用預置數,先在計數器里放上64536,再來1000個脈沖,不就行了嗎?是的,但是計滿了之后我們又該怎么辦呢?要知道,計數總是持續重復的,流水線上計滿后馬上又要開始下一次計數,下一次的計數還是1000嗎?當計滿并溢出后,計數器里面的值變成了0(為什么,能參考前面課程的說明),因此下一次將要計滿65536后才會溢出,這可不符合要求,怎么辦?當然辦法很簡單,就是每次一溢出時執行一段程序(這常常是需要的,要不然要溢出干嗎?)能在這段程序中做把預置數64536送入計數器中的事情。所以采用工作方式0或1都要在溢出后做一個重置預置數的工作,做工作當然就得要時間,一般來說這點時間不算什么,可是有一些場合我們還是要計較的,所以就有了第三種工作方式&#0;&#0;自動再裝入預置數的工作方式。

既然要自動得新裝入預置數,那么預置數就得放在一個地方,要不然裝什么呢?那么預置數放在什么地方呢?它放在T(0/1)的高8位,那么這樣高8位不就不能參與計數了嗎?是的,在工作方式2,只有低8位參與計數,而高8位不參與計數,用作預置數的存放,這樣計數范圍就小多了,當然做任可事總有代價的,關鍵是看值不值,如果我根本不需要計那么多數,那么就能用這種方式。看圖4,每當計數溢出,就會打開T(0/1)的高、低8位之間的開關,計預置數進入低8位。這是由硬件自動完成的,不需要由人工干預。

常常這種式作方式用于波特率發生器(我們將在串行接口中講解),用于這種用途時,定時器就是為了供給一個時間基準。計數溢出后不需要做事情,要做的僅僅只有一件,就是重新裝入預置數,再開始計數,而且中間不要任何延遲,可見這個任務用工作方式2來完成是最妙不過了。

工作方式3

這種式作方式之下,定時/計數器0被拆成2個獨立的定時/計數器來用。其中,TL0能組成8位的定時器或計數器的工作方式,而TH0則只能作為定時器來用。我們知道作定時、計數器來用,需要控制,計滿后溢出需要有溢出標記,T0被分成兩個來用,那就要兩套控制及、溢出標記了,從何而來呢?TL0還是用原來的T0的標記,而TH0則借用T1的標記。如此T1不是無標記、控制可用了嗎?是的。

一般情況處,只有在T1以工作方式2運行(當波特率發生器用)時,才讓T0工作于方式3的。

定時器/計數器的定時/計數范圍

工作方式0:13位定時/計數方式,因此,最多能計到2的13次方,也就是8192次。

工作方式1:16位定時/計數方式,因此,最多能計到2的16次方,也就是65536次。

工作方式2和工作方式3,都是8位的定時/計數方式,因此,最多能計到2的8次方,也說是256次。

預置值計算:用最大計數量減去需要的計數次數即可。

例:流水線上一個包裝是12盒,要求每到12盒就產生一個動作,用單片機的工作方式0來控制,應當預置多大的值呢?對了,就是8192-12=8180。

以上是計數,明白了這個道理,定時也是一樣。這在前面的課程已提到,我們不再重復,請參考前面的例程。

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