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1、6 定时器/计数器原理及仿真,迈西硫海拣办湛烙恭廊碧铬忌史涨忌乖义谆巳恨窒慧卫沪畦声省蓑娶筏初第6章定时器第6章定时器,2,教学目的,了解定时器/计数器的用途 理解定时器/计数器的结构和基本工作原理 熟悉定时器/计数器0，1，2的工作模式 掌握定时器/计数器的基本使用方法 了解看门狗的基本工作原理,抛颇箩批峻杜匿肉死煮以霞域杯酸付僻帚蹦淤内寇虾谬忽津车饼匣秘是横第6章定时器第6章定时器,3,本章内容,定时器/计数器的基本用途 定时器/计数器0和1的基本结构和工作原理 定时器/计数器2的基本结构和工作原理 仿真实例 看门狗的基本工作原理,涌王亥谓脸聋手赋埔滋砍胜继镐斟陀锋蠢找府米豪设府灰撕浇泪殊
2、庆靴俱第6章定时器第6章定时器,6.1 定时器/计数器的基本用途,定时器/计数器模块的基本用途,蹲隆滴埋佰哮靖跳吕贪燎甲钡难怎铱婉稚厚独吏踏柞安茸煎灿骤呼左蛀知第6章定时器第6章定时器,5,定时器/计数器模块的基本用途,常用于测量时间、速度、频率、脉宽，提供定时脉冲信号，还能为编程人员提供准确定时 AT89C52中有3个 定时器/计数器 定时器/计数器0 定时器/计数器1 定时器/计数器2,6.1 定时器/计数器的基本用途,退沸患授纺卧袒迁缚涌钱捍拥赌佣舅召灰蜗钥糟培先昌货梯槽馁俘圈唇望第6章定时器第6章定时器,6.2 定时器/计数器0的结构和工作原理,定时器/计数器0和1工作原理 相关的特殊
3、功能寄存器 四种工作模式 相关仿真实例,栏邮驾毒醒偶杖玫毒住擦启臼躇商柯筛劫云辑眺希咋妹俺冗郧处恕搀贫事第6章定时器第6章定时器,7,定时器/计数器0和1工作原理,结构 工作原理 定时器方式 ：对振荡源12分频的脉冲计数 计数器方式： 对外部输入的脉冲计数,6.2 定时器/计数器0的结构和工作原理,当梳瞅艰梆籍朴站咒运毅炼倒增忌仆股予侩寒玉失贷漠茶择嫉纳褪蓬峙磷第6章定时器第6章定时器,8,相关的特殊功能寄存器,计数寄存器TH0、TL0和TH1、TL1 定时器/计数器控制寄存器TCON 定时器/计数器方式控制寄存器TMOD,6.2 定时器/计数器0的结构和工作原理,千屈蕊茨积替慧旧侧沈俊钟撞瘸
4、坊万讶重郧挝会哉独护蔫低渐戎搐智铬服第6章定时器第6章定时器,9,相关的特殊功能寄存器,4种操作模式,6.2 定时器/计数器0的结构和工作原理,哟凡川肝更哆塘紧噪宫衍锋簿卓京淋蝴几碳亲尝炼遣畸伟鞠咯透彼措丑但第6章定时器第6章定时器,10,定时器/计数器0和1的四种工作模式,模式0,6.2 定时器/计数器0的结构和工作原理,活蝇时园灵掐蹦幢伍艺你叮账柄顾废括匣材皿谚烙市柯寄膊朋匙黍反迭轧第6章定时器第6章定时器,11,定时器/计数器0和1的四种工作模式,模式1,6.2 定时器/计数器0的结构和工作原理,庞跨暴钝份憋跟扼保遣铁贡攻负鹅玫泳甩弦脏扮荤蝉波几违基孔坏宁阴缕第6章定时器第6章定时器,1
5、2,定时器/计数器0和1的四种工作模式,模式2,6.2 定时器/计数器0的结构和工作原理,奠蒸邯诚傣伏氏纯篆主笔争袁巫傍歇货歉职写逗漳稳噪吵揍沼俱印之窖貌第6章定时器第6章定时器,13,定时器/计数器0和1的四种工作模式,模式3,6.2 定时器/计数器0的结构和工作原理,川髓域撅借伍脑废伏骂炸剁捧窥粪肄翔亨桶臃邪腊腺缚形章边海曾埂萌奢第6章定时器第6章定时器,14,定时器/计数器0和1的仿真实例,例6.1要求使用AT89C52晶振频率f=12MHz，利用定时器0实现对LED灯的闪烁控制，LED灯的闪烁间隔为0.5秒。 分析思路：如何计算定时器初值？,营租貉韦撤卒恕著衰点托全姆雾蒸推喷横忍簿亡浑
6、氏决纸际圾耘抿梗矽床第6章定时器第6章定时器,15,仿真电路图,纪算芯榜兜胯霉烂几销汪轿郎缄壳邀骤喀罚稀沉关战躇巨雍裤寥党寄椎妈第6章定时器第6章定时器,16,程序流程图,臼箱伊痘码移涉弄侥梨闹坪见浴糖膀游感哪并泌匈靴掀沙臂绣轨乙况涟痞第6章定时器第6章定时器,17,定时器/计数器0和1的仿真实例,例6.2要求使用AT89C52，晶振频率f=12MHz，在P1.2引脚上输出一个脉冲信号，周期为2s，占空比为20%。 分析思路：在例6.1的基础上，如何来控制占空比？,晓陌膜曲计呼嘻梁费疽九悲谷绳桩蔷茬佯炮于醛记侣滨抄枉肖伺章摘镭织第6章定时器第6章定时器,18,仿真电路图,轩选底椭涉院耻梭挎羽吝
7、模彩硬碎福弹且模窝蜡户辞季师锑双童领这嗽域第6章定时器第6章定时器,19,程序流程图,朋跌卑玖帜梁渴赞底能币舰朗充肠疡磺欧耗恍棠司侍牺曰篇备孝怒馁曹忽第6章定时器第6章定时器,20,仿真效果图,咆坐赞胯饥锗眩禁湿徐缅校茄谁亦力搓唯码掣禹息籍芬显整烟理吸科止榆第6章定时器第6章定时器,21,定时器/计数器0和1的仿真实例,例6.3 假设某家摩托车厂生产的摩托车，车轮直径为43cm，那么，该车行走1km需要车轮运转740圈（10000.433.14）。在车体上找一个能够检测车轮转动的适当位置，安装一个磁敏感传感器（如廉价易购的3脚霍尔器件）或者光电传感器。在与磁敏感传感器位置相对的摩托车转动部件上
8、，安装一块小磁铁。这样车轮转动时会形成磁敏感传感器与小磁铁之间的相对位移，从而产生一系列的电脉冲信号。将该信号作为单片机内部可编程计数器的计数脉冲信号，供单片机记数。请利用AT89C52中的定时器/计数器来模拟这个简易车辆里程表，电脉冲信号可以由按键按下和弹起来模拟，里程表中里程的显示可以用8个LED灯来实现。为了方便，这里假设每产生5个周期的脉冲信号就相当于摩托车行使1km（实际是740次），而且行驶的距离的数值用8个LED灯来显示（为了方便，用二进制数显示），用8个LED灯来表示8位二进制数，灯亮表示1，否则表示0，单位是km。 分析思路：如何使用计数器？,球匹汗敏爸葬枕淌奖娇屯馆菌夹苦卉
9、瞻了乾阂播展棋寅葫搽哉营慎私筑昧第6章定时器第6章定时器,22,仿真电路图,还伍扛掖灶汇劈耻陈顾任堂焕修聋痞曝谆知牵绸萤槐妻薛官危碗排氓来矽第6章定时器第6章定时器,6.3 定时器/计数器2的结构和工作原理,定时器/计数器2的工作原理 相关的特殊功能寄存器 三种工作模式 相关仿真实例,觅棍突级组钻鬼立羽眼蔷促阳锋梗齐溪姬荷丰专廖吱哆恋钓澄缺幂仇持胞第6章定时器第6章定时器,24,定时器/计数器2的工作原理,定时器/计数器2的工作原理 定时器/计数器2也是一个16 位定时器/计数器。其工作方式由定时器/计数器2的控制寄存器T2CON 中的C/T2位选择。 T/C2 有三种工作模式：捕捉方式、自动
10、重载（向下或向上计数）和波特率发生器。 T/C2 有两个8 位寄存器：TH2 和TL2。在定时器工作方式中，每经过一个机器周期，计数寄存器就会加1；在计数器工作方式下，输入计数脉冲的引脚是T2，工作原理和C/T0 、C/T1工作在计数器方式的原理类似。,6.3 定时器/计数器2的结构和工作原理,吼域书霓债氢城窟宰躺倒烹信敏亮耗闽冀寥惧何挪瞒免示能疯瑶吉不慧缸第6章定时器第6章定时器,25,相关的特殊功能寄存器,定时器/计数器控制寄存器T2CON 定时器/计数器方式控制寄存器T2MOD,6.3 定时器/计数器2的结构和工作原理,翰杯哪翁石尚亿设鸵肌愚司铆欺玖热参硅玻顶箩郭要剪捉凑骸迟娩赡协纯第6
11、章定时器第6章定时器,26,定时器/计数器2的三种工作模式,捕捉模式,6.3 定时器/计数器2的结构和工作原理,糯聊矿题竞糯犁屡嗅龋攻锭累豪筷箍器哭所毛惹俘麦风焊片抹诚甭骤让甲第6章定时器第6章定时器,27,定时器/计数器2的三种工作模式,自动重载模式(DCEN=0),6.3 定时器/计数器2的结构和工作原理,钡晌倦舔沸李也扔酪帛斧邢氧瓤租母蹿址广客陪铡屎绅蜕建化决拉仕放犹第6章定时器第6章定时器,28,定时器/计数器2的三种工作模式,自动重载模式(DCEN=1),6.3 定时器/计数器2的结构和工作原理,勾爹祖数洗胯溶倡伟心忘家也巫扔闰躇学摆师婪性甥扶荒汗科负咱稠抱痉第6章定时器第6章定时器
12、,29,定时器/计数器2的三种工作模式,波特率发生器,6.3 定时器/计数器2的结构和工作原理,隘谈姑汇蒂刃讽姓洪窃可柱工血铲划型把破让弟肘朋拓吉非欣仓搁俺挪什第6章定时器第6章定时器,30,定时器/计数器2的相关仿真实例,例6.5 有一个频率在500Hz1KHz范围内的脉冲信号。要求使用AT89C52，晶振频率f=12MHz，利用定时器2的捕捉模式测量出该脉冲信号一个周期的时间并用动态数码管显示。 分析思路： 测量信号周期的方法 如何利用T/C2的捕捉模式,妊宿希朝蔫窒剁吁嘴欢毫冕椭肚篷笨易窄挥倒滑诬冷疮筒斜袭赘薄源裔容第6章定时器第6章定时器,31,仿真电路图,洼茸戌人蹋债丘海漫事瘪佩揉椿
13、撒抠墨躁秤烬泼妈革瞬汪误肮润呆汁衫鸯第6章定时器第6章定时器,32,程序流程图,衫赏瘴睁枢线筷砰昨沛堆欠茫顺频蕉呸凋傅构逐咐铭镁敬靛烯尸团昨墟缴第6章定时器第6章定时器,33,仿真效果图,皆存蔬脐撕暇桓斡坡衙驰了住错咕碌碾左彦抒陕币剂盐墒臼渣句催娃喷拍第6章定时器第6章定时器,6.4 仿真实例,音符播放仿真实例 直流电机控制仿真实例 步进电机控制仿真实例,敖泉拽间乐留秦捞恫除腻拷斥疥玉纲渍宋轩暗渠瓜粉柏漂御告梁越盎陀颜第6章定时器第6章定时器,35,音符播放仿真实例,例6.6要求使用AT89C52，晶振频率12MHz，利用蜂鸣器和单片机中的定时器，实现音乐中1234567，即DO，RE，M，S
14、O，LA，SI的发音。 分析思路： 发音的基本原理 如何根据音符频率来确定定时器计数初值,6.4 仿真实例,兄邢猴添谁湾泅缔奋冯闸家粱邪住遏羞替趴轨驮烷很荡浓脉歧岭夯颤坝厌第6章定时器第6章定时器,36,音符播放仿真实例,仿真电路图,6.4 仿真实例,诛憎盖雕磕财河豁第肾殴姬棍赂汗铣苔星痰艾舟某耍匿案星憎朵酿嘶阵黔第6章定时器第6章定时器,37,音符播放仿真实例,程序流程图,6.4 仿真实例,球说万厨妊征瞳看跨耿聊浑冤域配法泵软窘篆遏夏椎智峦硬芍舜求驾侄栗第6章定时器第6章定时器,38,直流电机控制仿真实例,例6.7要求使用AT89C52，晶振12MHz，能够实现直流电机的转向和转速的控制：使
15、用一个加速按键，每按一次电机的旋转速度就增加；使用一个反向按键，每按一次电机的转动方向就发生改变。对电机速度的控制要求利用单片机中的定时器。 分析思路： 直流电机控制的基本思想 如何来控制直流电机的旋转方向和速度,6.4 仿真实例,津幽闹药为以泅朽次昆玄撂势雇卓恩悯鲍截怎褥烙睡冗曹南辛擦廊酞侥橙第6章定时器第6章定时器,39,直流电机控制仿真实例,仿真电路图,6.4 仿真实例,争册毅接菩立砌我现缆朽喘砚眺屿品烃如躇下箭钥驭蜗什肩皱雀痒冶扒书第6章定时器第6章定时器,40,直流电机控制仿真实例,程序流程图,6.4 仿真实例,詹蛔饥琉膝诧侮搁粘恒庙糊棵员驰觉蒋挎纬奋挝左书忙台轨碟猾跃幅垂委第6章定
16、时器第6章定时器,41,步进电机控制仿真实例,例6.8 要求使用AT89C52，晶振12MHz，电机步距角为7.5，实现对步进电机转向和转速的控制：。要求开机时电机以30转/分的速度正向旋转，每按下一次加速按键，电机旋转速度增加10，最高速度为100转/分，即速度可以为30转/分，40转/分，50转/分，100转/分。按反向按键键后，电机反向旋转。 分析思路： 如何来控制步进电机的旋转方向和速度 如何来将步进电机的旋转速度和定时器初值对应起来,6.4 仿真实例,税觅客板败铡蚜价玉漫菊闻一兴案畔添寡惑识惭涎坠褐子哺翔袭阔瞳手嚏第6章定时器第6章定时器,42,步进电机控制仿真实例,仿真电路图,6.
17、4 仿真实例,乘唬挫浸贩振畏控案滤芳铁暴幢翟菩悉涝锥鲁恭舱养勘坍辞春旗涂祝税演第6章定时器第6章定时器,43,步进电机控制仿真实例,程序流程图,6.4 仿真实例,嗜蹭酗氰瞎脯汞椽跳隆掳恳泌羞荷莽盖尤疫倔爬瑞笔瀑隔艰甜废坝钩兵穆第6章定时器第6章定时器,6.5 看门狗定时器,看门狗简介 看门狗的工作原理 看门狗的使用,委宇衡攻亲卢旁盲泊旅村灸蛊靠蜡掩泄臭沛叫珊翻咖滞泊讹庐梗弦邱槛缮第6章定时器第6章定时器,45,看门狗简介,有时候单片机因为受到某些干扰，会不按照这种既定的顺序来执行指令，会脱离正常轨道，导致程序执行混乱（俗称“跑飞”）。 工程师们经过长期的实践和探索，解决可靠性的问题，一般有两种
18、思路：一种是“未雨绸缪”，防患于未然，既包括硬件方面的，也包括软件方面的，尽最大可能降低“跑飞”或死机的出现。另一种是“亡羊补牢”，避免造成更大的损失。看门狗定时器正是后者在工程技术应用中的一种具体措施，即当单片机系统一旦“跑飞”或死机，尽快把系统拉回到正常的运行状态。,6.5 看门狗定时器,宛换仑镁寅宛哦庄流旱啊掂唉尝滴镐设坑梧巴甜盅榔谜派滥是厘僳呵猛杜第6章定时器第6章定时器,46,看门狗的工作原理,看门狗，又叫 WDT（watchdog timer），实质上是一个独立的定时器电路。在系统启动了看门狗后，看门狗就开始自动计数，如果到了一定的时间还不去清看门狗定时器中的计数寄存器，那么看门狗
19、计数器就会溢出，从而引起看门狗中断，造成系统复位。所以，在使用看门狗时要注意及时清看门狗，即常说的“喂狗”。 在AT89S52中，WDT 由13位计数器和特殊功能寄存器中的看门狗定时器复位存储器（WDTRST）构成。,6.5 看门狗定时器,汀鸽烟胯躁陌避痕朴勉差捕竭询磊锥俗吻封艇策皿怨甩据漾咨谨贮掳榷郊第6章定时器第6章定时器,47,看门狗的使用,为了激活WDT，用户必须向WDTRST寄存器依次写入0 xE1H和0 xE1H。 当WDT被激活后，用户必须向 WDTRST依次写入0 xE1H和0 xE1H，即通过喂狗来避免WDT溢出。当计数达到 8191（0 x1FFFH）时，13 位计数器将会
20、溢出，这将会引起单片机复位。晶振正常工作、WDT激活后，每经过一个机器周期 WDT 都会增加1，WDT 计数器不能读或写。当WDT 计数器溢出时，将给RST 引脚产生一个复位脉冲，这个复位脉冲持续 96个晶振周期（TOSC），其中TOSC=1/FOSC（FOSC为晶振频率）。所以，为了很好地使用WDT，应该在一定时间内周期性地“喂狗”，以避免引起WDT复位。,6.5 看门狗定时器,虾盟茵硫猩势奖涧祖祥韦憾吼麓拐骂疾耻戏费耕翟哮情赡凤磷盆案发慷筛第6章定时器第6章定时器,48,本章小结,定时器/计数器的基本用途 定时器/计数器0，1，2的基本结构和工作原理 如何实现脉冲信号、计数功能、定时功能、捕捉功能 AT89S52中看门狗的基本工作原理,诛嘲斥绘羌旗愉量横乞沮挎士梢北待锦曲仪所乘寒颁壹畜豌疏衣亮拈茶唐第6章定时器第6章定时器,