第五章_PIC单片机计数器定时器

定时实例
用定时器TMR1产生一个50HZ的方波,由RC.0输 出，设晶振频率为4MHz。 解: 由题意知，方波的周期 T=1/50=0.02s=20ms,用TMR1定时t=10ms，设 分频比P取值为8，指令周期为1μs，则计数 初值X为
X=216-t /（T×P）=216-10000/（1×8）=FB20
二、定Βιβλιοθήκη Baidu和计数器硬件结构
定时器/计数器模块TMR0、TMR1和TMR2
共同点：它们的核心部分都是一个由时钟信号触发，按递增 方式累加工作的循环计数器；从预先设定的某一初始值开始累 计，在累计到计数器产生溢出，并同时建立一个相应的溢出中 断标志。 不同点： TMR0为8位宽，有一个可选的预分频器，用于通用目的，可用于 定时和计数； TMR1为16位宽，附带一个可编程的预分频器和一个可选的低频 时基振荡器，适合与CCP（捕捉/比较脉宽调制）模块配合使用 来实现输入捕捉或输出比较功能，也可用于定时和计数； TMR2为8位宽，附带一个配合使用来实现PWM脉冲宽度调制信号 的产生，只能用于定时。
2、TMR1模块的定时工作方式
TMR1可以被禁止工作，以降低能耗。要关闭 定时/计数模块TMR1只要将TMR1使能位TMR1ON 清0。 对16位定时器TMR1来说，如选择内部时钟源， 则定时时间的计算公式为：
分频比×(216 –计数初值) ×指令周期。
分频比取值为1、2、4、8。
若晶振频率为4MHz，则机器周期为1μs，定 时器TMR1最小定时时间为：
}
}
计数器实例
试用定时器TMR0作外部工件计数器，外部工件信号由T0CKI 端引入，TMR2作定时器，每隔一秒钟检测一次TMR0的计数值， 当检测到100个工件时使RC.0端输出信号反相,程序不断循环 控制RC.0端的输出. 解：外部工件信号由T0CKI端引入单片机，设置TMR0为计数 工作方式，TMR2为定时工作方式，定时时间与软件一起实现 为1秒。定时器TMR0的计数初值为（取分频比P为1）
（一）定时器/计数器TMR0的硬件结构
（1）TMR0是一个8位宽的由时钟信号上升沿触发的循环累 加计数寄存器。 （2）有一个专用的外部触发信号输入端（T0CKI）。 （3）TMR0也是一个在文件寄存器区域内统一编址的寄存器， 地址为01H或101H，用户用软件方式可直接读/写计数器的内 容。 （4）具有一个软件可编程的8位预分频器。 （5）当使用内部触发信号，即指令周期作为时钟信号源时， 模块TMR0工作于定时方式，触发方式为固定上升沿触发有效。 在计数器溢出时，相应的溢出中断标志T01F自动置位，并可 产生溢出中断。 （6）当外部时钟信号源时，模块TMR0工作于计数方式，触 发方式可由程序设置位上升沿触发或下降触发有效。在计数 器溢出时，也可产生溢出中断。
汇编语言
LIST P=16F877 INCLUDE "P16F877a.inc" ORG000H;程序起始地址 NOP;ICD必需的空操作 BSF STATUS,RP0;选择寄存器 体1 CLRF TRISC;设置C口为输出 BCF STATUS,RP0;选择寄存器 体0 CLRF PORTC;清C口 LOOP MOVLW 0FBH MOVWF TMR1H;设定TMR1高 位初值 MOVLW 20H
定时器TMR2的特点
（1）TMR2是一个8位宽的累加计数寄存器； （2）TMR2在RAM空间内统一编址，地址为011H； （3）可用软件方式直接读/写TMR2的内容； （4）具有可编程的4位预分频器，有1:1、1:4、1:16，共3种 分频比； （5）具有可编程的4位后分频器,有16种分频比； （6）带有一个8位周期寄存器PR2,这个寄存器的值由用户设置; （7）只能由内部系统时钟来触发定时器的增量，因此只工作 于定时器模式； （8）具有溢出次数经过分频的溢出中断功能； （9）不管哪种复位，都会将TMR2清0。但TMR0和TMR1寄存器的 内容不受复位的影响； （10）TMR2可以被软件关闭。
定时/计数器
• 定时/计数器功能 • 定时/计数器硬件结构 • 定时/计数器工作方式 • 定时/计数器编程
一、定时/计数器功能
• 定时功能 所谓定时功能就是通过来自单片机内部的时钟脉冲 作计数脉冲，使计数器计数，即每个机器周期计数 器加1，计数值达到予置值后，定时/计数模块产生 溢出。 • 计数器功能 所谓计数是指对外部事件进行计数。外部事件的发 生以输入脉冲表示，因此计数功能的实质就是对外 来脉冲进行计数。
• 对8位定时器TMR0来说，不使用分频器时， 计数范围为：
(28–计数初值)
• 使用分频器时，定时时间的计算公式为：
分频比×(28–计数初值)
分频比取值为2、4、8…256。
5、TMR1模块的计数器模式
• 当TMR1CS控制位置时，TMR1工作于计数器方式，时钟来自于 外部引脚或自带低频振荡器。当TMR1设定为计数器方式时， 在其开始增量之前，必须有一个下降沿。当TMR1随着外部触 发信号递增时，发生在上升沿
• 对8位定时器TMR0来说，不使用分频器时， 定时时间的计算公式为：
(28 –计数初值)×指令周期，
• 使用分频器时，定时时间的计算公式为：
分频比×(28 –计数初值) ×指令周期
• 分频比取值为2、4、8…256。
• 若晶振频率为4MHz，则机器周期为1μs，定时器TMR0最小 定时时间为： [28-(28–1)]×1=1μs • 定时器TMR0最大定时时间为： [(28-0)×1]×256=65536μs • 如设定定时时间为t，指令周期为T，分频比为P，不使用 分频器时，计数寄存器写入的初始值X为： X=28-t/T • 使用分频器时，那么计数寄存器写入的初始值X为： X=28-t/(T×P)
C语言
#include <pic.h>; #include ―pic168xa.h‖ //定义所用单片机的头文件 #define PORTCBIT(adr,bit) ((unsigned)(&adr)*8+(bit)); static bit PORTC_0@PORTCBIT(PORTC,0); void main() { PORTC=0x00;/清C口 while(1) { TMR1H=0FBH;/设定TMR1高位初值 TMR1L=20H;/设定TMR1低位初值 T1CON= B'11110000‗/设置定时器工作方式,分频比为1：8 TMR1ON=1;/启动定时器TMR1 do/未溢出,等待 { ; }while(TMR1IF==0)/是否溢出？ TMR1IF=0;/溢出,清溢出标志 PORTC_0=! PORTC_0;/对RC0求反
计数初值=28–100=156=9CH
将TMR2设计成定时4ms秒，设预分频比P取值为16， 指令周期为1μs，则TMR2的计数初值X为
X =28-t / P×T=256-4000/16=06H
寄存器的计数值为250，即十六进制的FAH。
汇编语言
程序清单如下: COUNT EQU 20H STATUS EQU 03H Z EQU 02H PR0 EQU 05 PR1 EQU 06 OPTION_REG EQU 81H INTCON EQU 0BH PIR2 EQU ODH PIE2 EQU 8DH TMR2 EQU 0EH TMR0 EQU 01H T1CON EQU 10H TRISA EQU 85H
与定时器/计数器TMR0模块相关的寄存器
定时器/计数器TMR0模块的电路结构和工作原理
（二）定时器/计数器TMR1的硬件结构
• 定时器/计数器TMR1不仅可作通用的定时器和计数 器,而且利用内置的低频时基振荡器，还可实现实 时时钟RTC功能；通过TMR1与CCP模块配合使用， 定时器/计数器TMR1又可实现输入捕捉和输出比较 功能。 • 定时器/计数器TMR1是一个16位的可读可写的计数 寄存器，由高低两字节组成（TMR1H和TMR1L）16 位寄存器从0000H到FFFFH加1计数，然后回到 0000H。在从FFFFH到0000H的过程中，置位中断标 志位TMR1IF。定时器/计数器TMR1还带有一个3位 的可编程预分频器和一个内置的低功耗低频时基 振荡器。
与TMR1模块相关的寄存器
TMR1模块的电路结构和原理
T1CON寄存器
（三）定时器TMR2的硬件结构
• 定时器TMR2模块是一个8位定时器，带一个4 位宽的可编程预分频器、一个4位宽的可编程 后分频器和一个可编程8位周期寄存器PR2。 • 定时器/计数器TMR2只能工作于定时器模式, 因此它不仅可以为主同步串行端口MSSP模块 （SPI模式）提供波特率时钟；还可以与CCP 模块配合使用，提供脉宽调制PWM功能的时基 信号。
（2）用作延时可调的周期性定时器 如指令周期为T，预分频比为P，周期寄存器预赋 值为PR2，后分频比为P2，则该超时溢出周期为 TTMR2IF=T×P1×（PR2+1）×P2 （3）用作普通定时器 如指令周期为T，预分频比为P1，则定时时间为 P1×（28-X）×T
4、TMR0模块的计数器模式
汇编语言
CLRF PORTA；清A、C口 CLRF PORTC CLRF T2CON；停止TMR2工作 CLRF TMR0；清TMR0、TMR2寄存器 CLRF TMR2 CLRF INTCON；关中断 BSF STATUS，RP0；选择存储体1 CLRF OPTION_REG；停止TMR0 BSF TRISA，4；设置RA4为输入口、RC0为输 出口 BCF TRISC，0 CLRF PIE1；关外围中断 CLRF PIE2 BCF STATUS，RP0；选择存储体0 CLRF PIR1；清标志位 MOVLW 0FAH；计数寄存器赋值250 MOVWF COUNT MOVLW F4H；设置TMR0为外部输入计数器状 态 MOVWF OPTION_REG MOVLW 03H；设置TMR2为普通定时器 MOVWF T2CON MOVLW 06H；TMR2赋初值 MOVWF TMR2 LOOP1 LOOP2 BSF T2CON，2；启动TMR2 BTFSS PIR1，1；TMR2是否溢出？ GOTO LOOP2；否，等待 MOVLW 06H；重新给TMR2赋初值 MOVWF TMR2 DECFSZ COUNT；1秒定时到？未到 GOTO LOOP1；1秒未到再次启动
定时器/计数器TMR1模块具有的特点
（1）一个16位的由时钟信号上升沿触发的累加计数 寄存器对TMR1H：TMR1L； （2）TMR1H和TMR1L是在RAM中统一编址的寄存器对， 地址为0EH和0FH，可用软件方式读/写TMR1寄存器 对的内容； （3）一个可选用的3位可编程的预分频器； （4）累加计数的信号源可选择内部系统时钟、外部 触发信号或自带时基振荡器信号； （5）既可工作于定时器模式，又可工作于计数器模 式，还可用作实时时钟RTC； （6）在计数器溢出时，相应的溢出中断标志TMR1IF 自动置位，并可产生溢出中断。
与定时器TMR2模块相关的寄存器
定时器TMR2模块的电路结构
T2CON寄存器
三、定时/计数器工作方式
1、定时器/计数器TMR0模块的定时工作方式 • 当T0CS（OPTION_REG）=0时，TMR0模块被设置为定 时器模式，触发信号为片内的指令周期信号。 • 当计数寄存器写入初始值时，TMR0便开始或重新启 动累加计数。若没有使用分频器，TMR0会在每个指 令周期信号（时钟周期的4倍）到来时自动加1。若 使用分频器，TMR0会在指令周期信号分频某个倍数 后产生的信号时自动加1，这时TMR0最长固有定时 时间将达到65535us。
MOVWF TMR1L ;设定TMR1低位初值 MOVLW B'11110000‗ ;设置定时器工作方式, MOVWF T1CON;分频比为1：8 BSF T1CON,TMR1ON ;启动定时器TMR1 LOOP1 BTFSS PIR1,TMR1IF ;是否溢出？ GOTO LOOP1;未溢出,等待 BCF PIR1,TMR1IF ;溢出,清溢出标志 MOVLW B'00000001';对RC0求 反 XORWF PORTC,1 GOTO LOOP;循环 END
[216 –(216–1)] ×1÷1 = 1μs
定时器TMR1最大定时时间为：
8×(216–0) ×1= 524288μs≈0.5s
如设定定时时间为t，指令周期为T，分频比 率为P，那么预置的计数初值X为：
X=216—t /（T×P）
3、定时器TMR2模块的定时工作方式
定时器TMR2模块只有一种工作方式,即定时 器工作方式.时钟信号由内部系统时钟4分频 后获取,即取自指令周期信号. （1）用作周期可调的时基发生器 如指令周期为T，分频比为P1，周期寄存器 预赋值为PR2，则该周期的计算式为 TTMR2=T×P1×(PR2+1)