《定时器计数器》课件

定时器计数器定时器计数器是一种用于控制程序执行时间的工具。它通过设置时间间隔，在指定的时间点触发事件或执行操作。什么是定时器计数器定时器定时器用于计时，可以精确控制时间间隔。例如，使用定时器可以控制LED灯闪烁的时间。计数器计数器用于计数，可以记录脉冲信号出现的次数。例如，使用计数器可以测量电机转速。单片机中的定时器/计数器在单片机中，定时器/计数器是一种重要的外设，可以完成多种任务。定时器计数器的工作原理1时钟信号定时器/计数器接收来自系统时钟的脉冲信号。2计数每个时钟脉冲到来时，计数器会累加计数。3比较计数器与预设值进行比较。4溢出计数器达到预设值时，产生溢出中断。定时器/计数器通过计数时钟脉冲，并与预设值进行比较，来实现定时或计数功能。定时器计数器的特点灵活多变定时器和计数器可以根据不同的应用场景设置不同的工作模式和参数。精确控制定时器计数器能够实现精确的时间控制和计数，在控制和测量方面有重要的作用。硬件实现定时器计数器是单片机内部的硬件模块，无需额外的软件或硬件支持。成本低廉单片机内部集成了定时器计数器，无需额外增加芯片，节约成本。定时器计数器的种类单片机内部定时器单片机内置的定时器/计数器，常用于控制时间或频率。外部定时器/计数器通过外部时钟信号或计数脉冲进行时间测量或计数，用于外部事件控制。通用定时器/计数器可用于定时、计数、PWM输出等功能，应用范围广泛。专用定时器/计数器针对特定应用需求设计的定时器/计数器，如实时时钟、脉冲宽度调制等。单片机中定时器/计数器的结构单片机内部集成了定时器/计数器模块，通常由定时器计数器、控制寄存器、中断控制寄存器等组成。定时器计数器用于存储计数值，控制寄存器用于设置工作模式、预分频系数等参数，中断控制寄存器用于控制定时器/计数器中断。定时器/计数器的工作模式定时器模式定时器模式下，定时器根据内部时钟频率产生定时脉冲。定时时间可以通过设置定时器预设值来控制。计数器模式计数器模式下，计数器对外部脉冲进行计数。计数器可以用于测量脉冲数量或频率。定时器的工作模式1定时模式定时器以预设频率计数，到达设定值后产生中断信号。2计数模式计数器接收外部信号进行计数，达到设定值后产生中断信号。3PWM模式脉冲宽度调制，通过控制占空比输出信号，用于控制电机速度或亮度。4捕获模式捕获外部信号的脉冲宽度，用于测量信号周期或频率。定时器溢出中断定时器溢出中断是单片机的一种重要中断类型。当定时器计数器计满后，会产生一个中断请求，并跳转到中断服务程序进行处理。1中断请求计数器溢出2中断服务程序处理溢出事件3中断处理执行特定操作定时器溢出中断可以用于实现各种定时任务，例如控制电机转速，产生PWM信号，或进行时间测量等。定时器溢出中断的处理中断服务程序定时器溢出中断发生时，单片机将自动跳转到中断服务程序。程序需要先清除中断标志位，防止中断服务程序重复执行。执行特定操作中断服务程序应根据需要完成特定的任务，比如计数、控制输出信号、更新变量等。快速返回中断服务程序应该尽可能简短高效，以避免占用过多CPU时间，尽快返回主程序继续执行。计数器的工作模式1计数模式计数器根据外部输入脉冲，进行计数操作，计数结果存储在计数器寄存器中。2外部事件计数计数器可用于计数外部发生的事件，例如机器的运转次数或脉冲信号的个数。3频率测量通过计数一定时间内的脉冲个数，可以计算出信号频率。4时间测量计数器可以用来测量某个事件的持续时间，例如测量一个脉冲信号的宽度。计数器的应用脉冲计数计数器可以用于记录脉冲信号的个数，从而实现对事件的计数，例如，可以用来计数机械转动的次数、水滴的滴落次数等。频率测量通过计数一定时间内的脉冲个数，可以计算出信号的频率，例如，可以用来测量交流电的频率、声音的频率等。速度测量计数器可以用来测量物体运动的速度，例如，可以用来测量车辆的速度、流水的速度等。时间测量计数器可以用来测量时间间隔，例如，可以用来测量两个事件之间的时间间隔、测量程序执行的时间等。定时器/计数器的寄存器定时器寄存器定时器寄存器用于存储定时器计数的值。计数器寄存器计数器寄存器用于存储计数器计数的值。控制寄存器控制寄存器用于设置定时器/计数器的工作模式、时钟源、中断使能等。定时器/计数器的控制寄存器控制寄存器概述控制寄存器负责控制定时器/计数器的各种功能，例如工作模式、中断使能、预分频器等。每个寄存器都有不同的位用来控制不同的功能，需要根据具体情况设置。常用控制寄存器常用的控制寄存器包括TCON寄存器和TMOD寄存器，这两个寄存器共同控制定时器/计数器的各种功能。TCON寄存器控制定时器/计数器的中断功能，而TMOD寄存器控制定时器/计数器的模式、预分频器等。定时器的TH和TL寄存器定时器计数器定时器使用两个寄存器来存储定时值，它们是TH和TL寄存器。TH寄存器TH寄存器是高字节寄存器，用于存储定时值的较高8位。TL寄存器TL寄存器是低字节寄存器，用于存储定时值的较低8位。计数器的CH和CL寄存器计数器寄存器计数器寄存器是用来存储计数值的，通常分为高字节寄存器CH和低字节寄存器CL。计数器的作用计数器会根据外部信号进行计数，通常是脉冲信号，CH和CL寄存器用来存储计数结果。数据存储CH存储高8位计数数据，CL存储低8位计数数据，组成16位的计数结果。操作可以通过单片机指令访问CH和CL寄存器，读取计数结果或写入初始值。定时器/计数器的工作设置1时钟源选择选择合适的时钟源，例如系统时钟、外部时钟或内部RC振荡器，以满足定时/计数需求。2计数模式选择选择定时模式或计数模式，取决于具体应用，定时器用于产生延时，而计数器用于计数外部脉冲。3预分频器设置根据需要设置预分频器值，以调整定时/计数器的频率，例如，更高的预分频器值将导致更低的频率。定时器/计数器的工作状态设置1寄存器初始化配置定时器/计数器的工作模式、预分频系数、中断使能等参数。2定时器/计数器启动开启定时器/计数器，使其开始计数或计时。3工作状态维护在运行过程中，可以根据需要修改定时器/计数器的设置。定时器/计数器工作状态设置是指在程序中进行一些操作，使其处于正常运行状态。定时器/计数器的使用注意事项时钟频率选择正确的时钟频率，以确保定时器/计数器能够精确地计时或计数。溢出中断正确设置溢出中断，以确保定时器/计数器能够及时响应。工作模式选择合适的工作模式，以满足不同的应用需求。寄存器配置正确配置定时器/计数器的寄存器，以实现预期的功能。定时器的应用举例LED灯闪烁定时器控制LED灯的亮灭时间，实现闪烁效果。电子钟表定时器精确计时，显示时分秒，实现计时功能。马达控制定时器控制马达的转速和运行时间，实现电机控制。定时器在电机控制中的应用1电机速度控制定时器可以产生精确的脉冲宽度调制(PWM)信号，用于控制电机的转速。2电机转向控制通过改变PWM信号的占空比，可以改变电机的旋转方向。3电机位置控制定时器可以用来测量电机转过的角度或距离，实现对电机位置的精确控制。定时器在PWM中的应用脉冲宽度调制PWM是一种通过改变脉冲宽度来控制电压或电流的技术，广泛应用于电机控制、电源管理和灯光调光等领域。单片机的定时器可以用来生成PWM信号，通过改变定时器的计数周期来控制脉冲的宽度。定时器在测速中的应用轮速传感器定时器可用于读取轮速传感器产生的脉冲信号，通过计算脉冲频率，可以确定车轮的转速。电机转速测量定时器可用于测量电机转轴上的编码器产生的脉冲信号，通过计算脉冲频率，可以确定电机的转速。风力涡轮转速测量定时器可用于测量风力涡轮叶片旋转产生的脉冲信号，通过计算脉冲频率，可以确定风力涡轮的转速。定时器在定时中的应用11.定时控制定时器可实现精确的定时功能，例如控制电机的运行时间，设定灯光的亮灭时间等。22.延时操作通过定时器可以实现程序的延时，例如延时启动，延时关闭等。33.定时任务定时器可以用于执行周期性的任务，例如定时采集数据，定时发送数据等。计数器在脉冲计数中的应用脉冲计数器计数器可以用来计数脉冲信号，例如按键、编码器、传感器等产生的脉冲信号。计数应用计数器可用于计数脉冲信号，例如测量物体的数量、测量机器运行的次数等。应用实例例如，在自动售货机中，计数器可用于计数投币的次数，在机械设备中，计数器可用于计数机器运行的次数，以便进行维护。计数器在速度测量中的应用转速测量计数器可以记录车轮的转动次数，根据时间间隔计算出车轮的转速，进而推算出自行车的速度。机械速度测量计数器可以测量机器转轴的转速，根据转速的变化可以判断机器的运行状态，并及时进行调整。计数器在脉冲信号计数中的应用传感器计数器可用于测量来自传感器或其他设备的脉冲信号数量。速度测量例如，可以通过计数每分钟产生的脉冲数来计算机器的转速。计数器计数器将脉冲信号转化为数字计数，方便用户读取和处理。定时器/计数器的优缺点优点提高效率简化编程节省资源缺点精度受限容易受干扰资源占用定时器/计数器在单片机中的