第六章定時器裝置

6定時器/計數(shù)器原理及仿真教學目的了解定時器/計數(shù)器的用途理解定時器/計數(shù)器的結(jié)構(gòu)和基本工作原理熟悉定時器/計數(shù)器0，1，2的工作模式掌握定時器/計數(shù)器的基本使用方法了解看門狗的基本工作原理2本章內(nèi)容定時器/計數(shù)器的基本用途定時器/計數(shù)器0和1的基本結(jié)構(gòu)和工作原理定時器/計數(shù)器2的基本結(jié)構(gòu)和工作原理仿真實例看門狗的基本工作原理36.1定時器/計數(shù)器的基本用途定時器/計數(shù)器模塊的基本用途定時器/計數(shù)器模塊的基本用途常用于測量時間、速度、頻率、脈寬，提供定時脈沖信號，還能為編程人員提供準確定時AT89C52中有3個定時器/計數(shù)器定時器/計數(shù)器0定時器/計數(shù)器1定時器/計數(shù)器26.1定時器/計數(shù)器的基本用途56.2定時器/計數(shù)器0的結(jié)構(gòu)和工作原理定時器/計數(shù)器0和1工作原理相關的特殊功能寄存器四種工作模式相關仿真實例定時器/計數(shù)器0和1工作原理

結(jié)構(gòu)

工作原理定時器方式：對振蕩源12分頻的脈沖計數(shù)計數(shù)器方式：對外部輸入的脈沖計數(shù)6.2定時器/計數(shù)器0的結(jié)構(gòu)和工作原理7相關的特殊功能寄存器計數(shù)寄存器TH0、TL0和TH1、TL1定時器/計數(shù)器控制寄存器TCON定時器/計數(shù)器方式控制寄存器TMOD6.2定時器/計數(shù)器0的結(jié)構(gòu)和工作原理8相關的特殊功能寄存器4種操作模式6.2定時器/計數(shù)器0的結(jié)構(gòu)和工作原理9定時器/計數(shù)器0和1的四種工作模式模式0

6.2定時器/計數(shù)器0的結(jié)構(gòu)和工作原理10定時器/計數(shù)器0和1的四種工作模式模式1

6.2定時器/計數(shù)器0的結(jié)構(gòu)和工作原理11定時器/計數(shù)器0和1的四種工作模式模式2

6.2定時器/計數(shù)器0的結(jié)構(gòu)和工作原理12定時器/計數(shù)器0和1的四種工作模式模式3

6.2定時器/計數(shù)器0的結(jié)構(gòu)和工作原理13定時器/計數(shù)器0和1的仿真實例例6.1要求使用AT89C52晶振頻率f=12MHz，利用定時器0實現(xiàn)對LED燈的閃爍控制，LED燈的閃爍間隔為0.5秒。分析思路：如何計算定時器初值？14仿真電路圖15程序流程圖16定時器/計數(shù)器0和1的仿真實例例6.2要求使用AT89C52，晶振頻率f=12MHz，在P1.2引腳上輸出一個脈沖信號，周期為2s，占空比為20%。分析思路：在例6.1的基礎上，如何來控制占空比？17仿真電路圖18程序流程圖19仿真效果圖20定時器/計數(shù)器0和1的仿真實例例6.3假設某家摩托車廠生產(chǎn)的摩托車，車輪直徑為43cm，那么，該車行走1km需要車輪運轉(zhuǎn)740圈（1000÷0.43÷3.14）。在車體上找一個能夠檢測車輪轉(zhuǎn)動的適當位置，安裝一個磁敏感傳感器（如廉價易購的3腳霍爾器件）或者光電傳感器。在與磁敏感傳感器位置相對的摩托車轉(zhuǎn)動部件上，安裝一塊小磁鐵。這樣車輪轉(zhuǎn)動時會形成磁敏感傳感器與小磁鐵之間的相對位移，從而產(chǎn)生一系列的電脈沖信號。將該信號作為單片機內(nèi)部可編程計數(shù)器的計數(shù)脈沖信號，供單片機記數(shù)。請利用AT89C52中的定時器/計數(shù)器來模擬這個簡易車輛里程表，電脈沖信號可以由按鍵按下和彈起來模擬，里程表中里程的顯示可以用8個LED燈來實現(xiàn)。為了方便，這里假設每產(chǎn)生5個周期的脈沖信號就相當于摩托車行使1km（實際是740次），而且行駛的距離的數(shù)值用8個LED燈來顯示（為了方便，用二進制數(shù)顯示），用8個LED燈來表示8位二進制數(shù)，燈亮表示1，否則表示0，單位是km。分析思路：如何使用計數(shù)器？21仿真電路圖226.3定時器/計數(shù)器2的結(jié)構(gòu)和工作原理定時器/計數(shù)器2的工作原理相關的特殊功能寄存器三種工作模式相關仿真實例定時器/計數(shù)器2的工作原理定時器/計數(shù)器2的工作原理定時器/計數(shù)器2也是一個16位定時器/計數(shù)器。其工作方式由定時器/計數(shù)器2的控制寄存器T2CON中的C/T2位選擇。T/C2有三種工作模式：捕捉方式、自動重載（向下或向上計數(shù)）和波特率發(fā)生器。T/C2有兩個8位寄存器：TH2和TL2。在定時器工作方式中，每經(jīng)過一個機器周期，計數(shù)寄存器就會加1；在計數(shù)器工作方式下，輸入計數(shù)脈沖的引腳是T2，工作原理和C/T0、C/T1工作在計數(shù)器方式的原理類似。6.3定時器/計數(shù)器2的結(jié)構(gòu)和工作原理24相關的特殊功能寄存器定時器/計數(shù)器控制寄存器T2CON定時器/計數(shù)器方式控制寄存器T2MOD6.3定時器/計數(shù)器2的結(jié)構(gòu)和工作原理25定時器/計數(shù)器2的三種工作模式捕捉模式6.3定時器/計數(shù)器2的結(jié)構(gòu)和工作原理26定時器/計數(shù)器2的三種工作模式自動重載模式(DCEN=0)6.3定時器/計數(shù)器2的結(jié)構(gòu)和工作原理27定時器/計數(shù)器2的三種工作模式自動重載模式(DCEN=1)6.3定時器/計數(shù)器2的結(jié)構(gòu)和工作原理28定時器/計數(shù)器2的三種工作模式波特率發(fā)生器6.3定時器/計數(shù)器2的結(jié)構(gòu)和工作原理29定時器/計數(shù)器2的相關仿真實例例6.5有一個頻率在500Hz~1KHz范圍內(nèi)的脈沖信號。要求使用AT89C52，晶振頻率f=12MHz，利用定時器2的捕捉模式測量出該脈沖信號一個周期的時間并用動態(tài)數(shù)碼管顯示。分析思路：測量信號周期的方法如何利用T/C2的捕捉模式30仿真電路圖31程序流程圖32仿真效果圖336.4仿真實例音符播放仿真實例直流電機控制仿真實例步進電機控制仿真實例音符播放仿真實例

例6.6要求使用AT89C52，晶振頻率12MHz，利用蜂鳴器和單片機中的定時器，實現(xiàn)音樂中，即DO，RE，M，SO，LA，SI的發(fā)音。分析思路：發(fā)音的基本原理如何根據(jù)音符頻率來確定定時器計數(shù)初值6.4仿真實例35音符播放仿真實例

仿真電路圖6.4仿真實例36音符播放仿真實例

程序流程圖6.4仿真實例37直流電機控制仿真實例例6.7要求使用AT89C52，晶振12MHz，能夠?qū)崿F(xiàn)直流電機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制：使用一個加速按鍵，每按一次電機的旋轉(zhuǎn)速度就增加；使用一個反向按鍵，每按一次電機的轉(zhuǎn)動方向就發(fā)生改變。對電機速度的控制要求利用單片機中的定時器。分析思路：直流電機控制的基本思想如何來控制直流電機的旋轉(zhuǎn)方向和速度6.4仿真實例38直流電機控制仿真實例仿真電路圖6.4仿真實例39直流電機控制仿真實例程序流程圖6.4仿真實例40步進電機控制仿真實例例6.8要求使用AT89C52，晶振12MHz，電機步距角為7.5°，實現(xiàn)對步進電機轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的控制：。要求開機時電機以30轉(zhuǎn)/分的速度正向旋轉(zhuǎn)，每按下一次加速按鍵，電機旋轉(zhuǎn)速度增加10，最高速度為100轉(zhuǎn)/分，即速度可以為30轉(zhuǎn)/分，40轉(zhuǎn)/分，50轉(zhuǎn)/分，…，100轉(zhuǎn)/分。按反向按鍵鍵后，電機反向旋轉(zhuǎn)。分析思路：如何來控制步進電機的旋轉(zhuǎn)方向和速度如何來將步進電機的旋轉(zhuǎn)速度和定時器初值對應起來6.4仿真實例41步進電機控制仿真實例仿真電路圖6.4仿真實例42步進電機控制仿真實例程序流程圖6.4仿真實例436.5看門狗定時器看門狗簡介看門狗的工作原理看門狗的使用看門狗簡介有時候單片機因為受到某些干擾，會不按照這種既定的順序來執(zhí)行指令，會脫離正常軌道，導致程序執(zhí)行混亂（俗稱