第六章定时器装置

6定时器/计数器原理及仿真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2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36.1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26.1定时器/计数器的基本用途56.2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功能寄存器四种工作模式相关仿真实例定时器/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7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TMOD6.2定时器/计数器0的结构和工作原理8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9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10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11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12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13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？14仿真电路图15程序流程图16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？17仿真电路图18程序流程图19仿真效果图20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（1000÷0.43÷3.14）。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，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？21仿真电路图226.3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24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T2MOD6.3定时器/计数器2的结构和工作原理25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26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27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28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29定时器/计数器2的相关仿真实例例6.5有一个频率在500Hz~1KHz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30仿真电路图31程序流程图32仿真效果图336.4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，即DO，RE，M，SO，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35音符播放仿真实例

仿真电路图6.4仿真实例36音符播放仿真实例

程序流程图6.4仿真实例37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38直流电机控制仿真实例仿真电路图6.4仿真实例39直流电机控制仿真实例程序流程图6.4仿真实例40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41步进电机控制仿真实例仿真电路图6.4仿真实例42步进电机控制仿真实例程序流程图6.4仿真实例436.5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