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设备自动控制 山东交通职业学院 《设备自动控制》教案 专业：材料成型与控制技术 2010-2011-2 教学课题 项目八 制作数字时钟 学时 4 任务一 认识MCS－51单片机定时器/计数器系统 第 1 页第 1 页 设备自动控制 教学目的 1. 掌握定时器计数器预置法及初值的计算方法； 及要求 2. 了解定时器计数器的中断系统。 解决措施 利 用 实 定时器的相关知识；定时器的应用和编程；相关指令的学习 物的讲解，使 教学重点 学生更深入 更形象的了 解和掌握点 阵显示模块。 解决措施 利用仿真实 教学难点 定时器的应用与编程 例，使学生更 深入更形象 的了解和掌 握单片机。 教具及参 《单片机技术应用项目教程》 课型 考资料 单一型 教学 教学内容 方法 时间 及手 分配 段 [导入新课]： 计数概念： 讨 论 10 分 同学们选班长时，要投票，然后统计选票，常用的方法是画“正”，每个“正” 法 钟 号五划，代表五票，最后统计“正”号的个数即可，这就是计数。 板 定时概念： 书 一个钟表，秒针走 60 次，就是 1 分钟，所以时间就转化为秒针走的次数，也就 设 是计数的次数，可见，计数的次数和时间有关。只要计数脉冲的间隔相等，则计数 计 值就代表了时间，即可实现定时。秒针每一次走动的时间是 1 秒，所以秒针走 60 次， 就是 60 秒，即 1 分钟。 [讲授内容]： 一、定时器/计数器简介 1．计数概念 同学们选班长时，要投票，然后统计选票，常用的方法是画“正”，每个“正” 号五划，代表五票，最后统计“正”号的个数即可，这就是计数。 单片机有两个定时/计数器 T0 和 T1，都可对外部输入脉冲计数。 2．计数器的容量 第 2 页第 2 页 设备自动控制 我们用一个瓶子盛水，水一滴滴地滴入瓶中，水滴不断落下，瓶的容量是有限的，过一段时间之后，水就会逐渐变满，再滴就会溢出。 单片机中的计数器也一样，T0 和 T1 这两个计数器分别是由两个 8 位的 RAM 单元组成的，即每个计数器都是 16 位的计数器，最大的计数量是 65536。 定时 一个钟表，秒针走 60 次，就是 1 分钟，所以时间就转化为秒针走的次数，也就是计数的次数，可见，计数的次数和时间有关。只要计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了时间，即可实现定时。秒针每一次走动的时间是 1 秒，所以秒针走 60 次，就是 60 秒，即 1 分钟。 因此，单片机中的定时器和计数器是一个东西，只不过计数器是记录的外界发生的事情，而定时器则是由单片机提供一个非常稳定的计数源。 溢出 上面我们举的例子，水滴满瓶子后，再滴就会溢出，流到桌面上。单片机计数 器溢出后将使得 TF0 变为“1”，一旦 TF0 由 0 变成 1，就是产生了变化，就会引发事 件，就会申请中断。 5. 任意定时及计数的方法 计数器的容量是 16 位，也就是最大的计数值到 65536，计数计到 65536 就会产 讲 授 35 分 生溢出。如果计数值要小于 65536，怎么办呢？ 法 钟 一个空的瓶子，要 1 万滴水滴进去才会满，我们在开始滴水之前就先放入一些水，就不需要 10000 滴了。比如先放入 2000 滴，再滴 8000 滴就可以把瓶子滴满。在单片机中，我们也采用类似的方法，称为“预置数”的方法，我们要计 1000，那就先放进 64536，再来 1000 个脉冲，不就到了 65536 了吗？定时也是如此。 6．单片机定时器/计数器的结构 二、MCS-51 单片机定时器/计数器系统 1．定时器/计数器工作原理 当定时/计数器设置为定时工作方式时，计数器对内部机器周期计数，每过一个机器周期，计数器增 1，直至计满溢出。定时器的定时时间与系统的振荡频率紧密相关，因 MCS-51 单片机的一个机器周期由 12 个振荡脉冲组成，所以，计数频率为时钟周期的十二分之一。如果单片机系统采用 12M 晶振，则计数周期为 1us。 第 3 页第 3 页 设备自动控制 当定时/计数器设置为计数工作方式时，计数器对来自输入引脚 T0（P3.4）和 T1 （P3.5）的外部信号计数，外部脉冲的下降沿将触发计数。单片机每检测一个由 1 到 0 的负跳变需要两个机器周期，所以，最高检测频率为振荡频率的 1/24。 当设置了定时器的工作方式并启动定时器工作后，定时器就按被设定的工作方式独立工作，不再占用 CPU 的操作时间，只有在计数器计满溢出时才可能中断 CPU 当前的操作。 2．定时器/计数器的方式控制字 TMOD 位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 功能 门控位 定时 / 计 工作方式选择 门控位 定时 / 计 工作方式选择 数 方 式 数 方