任务二 制作1位倒计时器（1）（课件）-《单片机技术及应用》(高教版第四版) 同步精品课堂

任务二 制作1位倒计时器（1） 单片机技术及应用 同步精品课堂 高等教育出版社第 4 版 1 理解定时器和定时器中断的基本概念 掌握定时器 / 计数器的结构、控制和工作方式 能够在 1 位 LED 数码管上实现每秒倒计时，显示数字 “9~0” 循环往复 定时器 / 计数器的工作原理和结构 TMOD 和 TCON 寄存器的设置方法 理解定时器 / 计数器不同工作方式的特点和应用场景 准确计算定时器初值以实现所需的定时时间 在很多电子设备中，倒计时功能非常实用，比如厨房的定时器、交通信号灯的倒计时等。 今天我们就来学习如何利用单片机的定时器功能，在 1 位 LED 数码管上实现每秒倒计时，显示数字 “9~0” 循环往复。 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 日常生活和生产实际中，经常会用到计数和定时功能，如对生产线上的产品进行计数、电机测速，或者对外部设备进行定时控制，如控制热水器延时启动、微波炉控制加热时间等，都需要用到单片机的定时和计数功能。 定时器和定时器中断概述 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 单片机内部有 T0 和 T1 两个计数器，分别由两个 8 位寄存器构成： T0 由 TH0 和 TL0 两个 8 位特殊功能寄存器构成； T1 由 TH1 和 TL1 构成，T0 和 T1 都是 16 位的计数器，其计数范围为 0~65535， 认识定时器 / 计数器 - 计数 51 单片机的计数器采用的加 1 计数，当计满 65536 个数后，会产生计数溢出中断，通知单片机完成相应的工作。 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 AT89S51 单片机内部计数器经常被用作定时器来使用。 单片机内部有一个时钟振荡器，它可以产生时钟脉冲信号，假设其频率为 12 MHz，经过 12 分频以后，就可以得到频率为 1 MHz 的信号，即每个脉冲的周期为 1μs，计数器对此脉冲进行计数，当计满 65536 个脉冲时，共需要 65536μs = 65.536ms，也就是说其最长定时时间为 65.536ms，通过设定初值，就可以得到某一定时时间。 认识定时器 / 计数器 - 定时 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 定时器 / 计数器 T0 由特殊功能寄存器 TH0、TL0 构成， 定时器 / 计数器 T1 由特殊功能寄存器 TH1、TL1 构成， 两个 8 位计数器构成 1 个 16 位计数器，两者均为加 1 计数器。 定时器 / 计数器的结构 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 TMOD用于控制TO和T1的工作方式，低4位用于控制TO，高4位用于控制T1，8位格式如图所示，TMOD特殊功能寄存器的地址为89H。 TMOD（定时/计数器方式控制寄存器） TMOD 各位的控制功能说明如下： (1）C/ ：定时/计数器模式控制选择位。C/ =0时为定时器工作方式，C/ =1时为计数器工作方式，计数器对外部输入引脚P3.4或P3.5的外部脉冲负跳变（也称负跳沿）进行计数。 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 M1 M0 工作方式 功能 0 0 方式 0 13 位计数器 0 1 方式 1 16 位计数器 1 0 方式 2 自动重装初值的 8 位计数器 1 1 方式 3 T0: 分为两个 8 位独立计数器；T1: 停止计数 TMOD 各位的控制功能说明如下： （2）M0、M1：工作方式控制位。 M0、M1共有4种工作方式，其对应关系如表所示。 （3）GATE：门控位。GATE=O时，仅由控制寄存器TCON的运行控制位TRO或TR1为“1”来启动定时器/计数器的运行；GATE=1时，由控制寄存器TCON的运行控制位TR0或TR1为“1”，和外中断引脚P3.2、P3.3上的高电平共同来启动定时器/计数器。 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 TCON是一个8位特殊功能寄存器，其地址为88H，TCON的主要功能是接收各种中断送来的中断请求信号，同时也对定时/计数器进行启动和停止控制。 TCON(定时/计数器控制寄存器） 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 （1）TRO和TR1：分别是定时/计数器TO和T1的启动控制位。编程时将该位设置为“1”，表示启动该定时/计数器工作，若设置为“0”表示停止该定时/计数器工作。 TCON(定时/计数器控制寄存器） 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 （2）TFO和TF1：分别是定时/计数器TO和T1溢出标志位。当定时/计数器产生溢出时，会将此位置为“1”，表示该定时/计数器有中断请求。 TCON(定时/计数器控制寄存器） 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 定时器/计数器TO和T1 是在TMOD和TCON的联合控制下进行定时或计数工作的，其输入时钟和控制逻辑可如下图表示。 定时器 / 计数器的工作方式 - 输入时钟和控制逻辑 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 当 M1、M0 为 00 时，定时器 / 计数器处于方式 0 工作状态，结构框图如图所示。 定时器 / 计数器的工作方式 - 工作方式 0 方式0--13位计数器 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 在方式 0 工作状态下，定时器 / 计数器被设置为一个 13 位的计数器，这 13 位由 TH0 的高 8 位和 TL0 中的低 5 位组成，其中 TL0 中的高 3 位不用。TL0 低 5 位溢出则向 TH0 进位，TH0 计数溢出则置位 TCON 中的溢出标志位 TF0 或 TF1。 定时器 / 计数器的工作方式 - 工作方式 0 C/ 位控制的电子开关决定了定时器 / 计数器的工作模式。 a. 当 C/T = 0 时，T0 选择为定时器模式，对 CPU 内部机器周期加 1 计数，其定时时间为 (8192 - T0 初值)× 机器周期。 b. 当 C/T = 1 时，T0 选择为计数器模式，对 T0（P3.4）脚输入的外部电平信号由 1 到 0 的负跳变进行加 1 计数。 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 定时器 / 计数器的工作方式 - 工作方式 0 a. 当 GATE = 0 时，或门的另一输入信号 INT0 将不起作用，仅用 TR0 来控制 T0 的启动与停止。 b. 当 GATE = 1 时，INT0 和 TR0 同时控制 T0 的启 / 停。只有当两者都为 1 时，定时器 T0 才能启动计数。 GATE 位的状态决定了定时器 / 计数器运行控制取决于 TR0 一个条件还是 TR0、INT0 引脚这两个条件。 任务二 制作1位倒计时器 - 知识准备 应用经验 TL0 = (8192 - t) MOD 32 TH0 = (8192 - t) / 32 在方式 0 下，若石英晶体频率为 12 MHz，则一个机器周期为 12÷12 MHz = 1μs，其最长定时时间为 2¹³ μs = 8192μs，若要取得 t (μs) 的定时，需要对 TH0 和 TL0 做如下设置： C51编程如下： TL0 = - t % 32 TH0 = - t / 32 任务二 制作1位倒计时器 - 拓展内容 介绍定时器 / 计数器的方式 1、方式 2 和方式 3 的特点和应用场景，思考如何用其他方式实现 1 位倒计时器。 定时器其他工作方式 倒计时音效 在倒计时过程中，添加音效提示，如每秒发出 “滴” 的声音，当倒计时到 0 时，发出长音提示。 随堂检测1 单片机内部有几个计数器，分别由哪些寄存器构成？ 答案：单片机内部有 T0 和 T1 两个计数器，T0 由 TH0 和 TL0 两个 8 位特殊功能寄存器构成，T1 由 TH1 和 TL1 构成。 TMOD 寄存器中，M1、M0 为 01 时，定时器 / 计数器处于什么工作方式？ 答案：处于方式 1，为 16 位计数器。 随堂检测2 在定时器 / 计数器方式 0 下，若要定时 2000μs，石英晶体频率为 12 MHz， TH0 和 TL0 应如何设置？ 答案：TL0 = (8192 - 2000) MOD 32，TH0 = (8192 - 2000) / 32。 在 1 位倒计时器的编程中，定时器中断服务函数的作用是什么？ 答案：每秒将显示的数字减 1，当数字减到 0 后，重新显示 “9”，并更新数码管显示。 随堂检测3 阐述定时器 / 计数器在单片机中的应用场景。 答案： ①　计数功能：可对生产线上的产品进行计数，通过对外部输入引脚 P3.4 或 P3.5 的外部脉冲负跳变进行计数，统计产品的数量。 ②　定时功能：可用于对外部设备进行定时控制，如控制热水器延时启动. 微波炉控制加热时间等。通过设置定时器 / 计数器的初值和工作方式，使其在规定的时间产生中断，通知单片机完成相应的任务。 ③　电机测速：利用计数器对电机产生的脉冲信号进行计数，结合定时器确定时间间隔，从而计算出电机的转速。 1 分组讨论，讨论如何将 1 位倒计时器扩展为多位倒计时器。分析在定时器中断服务函数中，除了更新显示数字，还可以添加哪些功能。 1. 认识定时器 / 计数器 任务二 制作1位倒计时器（1） 2. 定时器 / 计数器的控制 TMOD TCON 中断概述 计数 定时 结构 3.定时器 / 计数器的工作方式 0 工作方式 0概述 方式 0 的 C51 编程示例 感谢观看 25 $$