定時器模式暫存器

(1)

林銘波編著 --- 全華科技圖書公司 13.1

定時器模式暫存器(TMOD)

TMOD 位址： 89H 重置值： 00H 非位元可存取

定時器 1 定時器 0

7 6 5 4 3 2 1 0

GATE _{C / T} M1 M0 GATE _{C / T} M1 M0

微算機基本原理與應用第13章定時器與應用

定時器控制暫存器(TCON)

TCON 位址： 88H 重置值： 00H 位元可存取

定時器 1 定時器 0 _INT1 _INT0

TCON.7 TCON.6 TCON.5 TCON.4 TCON.3 TCON.2 TCON.1 TCON.0

8FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88H

TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0

(2)

定時器0/1在模式0的等效邏輯

OSC ÷12

THx (8位元) TLx

(5位元) TFx 溢位

Tx接腳

C / T=0

C / T=1

中斷要求

TRx

GATE

INTx接腳

控制

x = 0或是1

定時器0/1在模式1的等效邏輯

OSC ÷12

THx (8位元)

TLx

(8位元) TFx 溢位

Tx接腳

C / T=0

C / T=1

中斷要求

TRx

GATE

接腳 INTx

控制

x = 0或是1

(3)

產生1 ms的延遲

1 ;ex13.1-1.a51 2 ;

---- 3 CSEG AT 0100H 4 ;Test program.

0100 120104 5 MAIN: LCALL DELAY1MS ;call delay 0103 22 6 RET

7 ;

8 ;subroutine for delay one ms.

9 ;

0104 758910 10 DELAY1MS: MOV TMOD,#10H;set up timer 1 in mode 1 0107 C28F 11 CLR TF1

0109 758DFC 12 MOV TH1,#0FCH 010C 758B18 13 MOV TL1,#18H 010F D28E 14 SETB TR1 0111 308FFD 15 WAIT: JNB TF1,WAIT 0114 22 16 RET

17 END

產生1 s的延遲

1 ;ex13.1-2.a51 2 ;

---- 3 CSEG AT 0100H 4 ;Test program.

0100 120104 5 MAIN: LCALL DELAY1s ;call delay 0103 22 6 RET

7 ;

8 ;subroutine for delay one second.

9 ;

0104 758910 10 DELAY1S: MOV TMOD,#10H;set up timer 1 in mode 1 0107 7A14 11 MOV R2,#20 ;loop 20 times

0109 C28F 12 D50MS: CLR TF1 ;delay 50 ms 010B 758D3C 13 MOV TH1,#3CH

010E 758BB0 14 MOV TL1,#0B0H 0111 D28E 15 SETB TR1 0113 308FFD 16 WAIT: JNB TF1,WAIT 0116 DAF1 17 DJNZ R2,D50MS 0118 22 18 RET

(4)

方波信號的產生

1 ;ex13.1-3.a51

2 ;generate 5 kHz square wave on P1.0.

3 ;

---- 4 CSEG AT 0100H 5 ;

0100 758910 6 SQUARE: MOV TMOD,#10H;set up timer 1 in mode 1 0103 758DFF 7 FOREVER: MOV TH1,#0FFH ;initialize timer 1 0106 758B9C 8 MOV TL1,#9CH

0109 D28E 9 SETB TR1 ;start timer 1 010B 308FFD 10 WAIT: JNB TF1,WAIT 010E C28E 11 CLR TR1 ;stop timer 1

0110 C28F 12 CLR TF1 ;clear timer 1 overflow flag 0112 B290 13 CPL P1.0 ;toggle port 1 bit P1.0 0114 80ED 14 SJMP FOREVER

0116 22 15 RET 16 END

定時器0/1在模式2的等效邏輯

OSC ÷12

THx(8位元)

TLx(8位元) TFx

溢位 Tx接腳

C / T=0

C / T=1

中斷要求

TRx

GATE

INTx接腳

控制

x = 0或是1

重新裝載 THx(8位元)

TLx(8位元) TFx

(5)

5 kHz方波信號的產生---模式2

1 ;ex13.1-4.a51

2 ;generate 5 kHz square wave on P1.0.

3 ;

---- 4 CSEG AT 0000H 0000 02001E 5 LJMP MAIN 001B 6 ORG 1BH

001B B290 7 T1ISR: CPL P1.0 ;toggle output bit P1.0 001D 32 8 RETI

9 ;

10 ;initialize timer 1.

001E 758920 11 MAIN: MOV TMOD,#20H;set up timer 1 in mode 2 0021 758D9C 12 MOV TH1,#9CH ;initialize timer 1

0024 D28E 13 SETB TR1 ;start timer 1

0026 75A888 14 MOV IE,#88H;enable timer 1 interrupt 0029 80FE 15 SJMP $ ;do nothing

002B 22 16 RET 17 END

定時器0在模式3的等效邏輯

OSC ÷12

TH0(8位元)

TL0(8位元) TF0

溢位 T0接腳

C / T=0

C / T=1

中斷要求

TR0

GATE

INT0接腳

TF1 中斷要求

溢位 TR1

控制控制

(6)

定時器2模式暫存器(T2MOD)

(*標準的定時器2無此暫存器)

T2MOD 位址： C9H 重置值： 00H 非位元可存取

7 6 5 4 3 2 1 0

T2OE DCEN

定時器2控制暫存器(T2CON)

T2CON 位址： C8H 重置值： 00H 位元可存取

T2CON.7 T2CON.6 T2CON.5 T2CON.4 T2CON.3 T2CON.2 T2CON.1 T2CON.0

CFH CEH CDH CCH CBH CAH C9H C8H

TF2 EXF2 RCLK TCLK EXEN2 TR2 _{C / T2} _{CP / RL2}

(7)

定時器2操作模式

RCLK + TCLK CP / RL2 T2OE TR2 操作模式

0 0 0 1 16位元自動重新載入

0 1 0 1 16位元捕捉

1 x x 1 鮑速率產生器

x 0 1 1 P1.0位元線時脈輸出*

x x x 0 停止動作

註：不是標準的 MCS-52 定時器 2 的模式。

定時器2在捕捉模式的等效邏輯

OSC ÷12

TH2 (8位元) TL2

(8位元) TF2 溢位

T2接腳

C / T2=0

中斷要求 TR2

控制

RCAP2H RCAP2L C / T 2 = 1

EXF2 控制

EXEN2 T2EX接腳

轉態偵測捕捉

(8)

定時器2在自動重新載入模式(DCEN = 0)的等效邏輯

OSC ÷12

TH2 (8位元) TL2

(8位元) TF2 溢位

T2接腳

C / T2=0

中斷要求 TR2

控制

RCAP2H RCAP2L C / T 2 = 1

EXF2 控制

EXEN2 T2EX接腳

轉態偵測重新載入

定時器2在自動重新載入模式(DCEN = 1)的等效邏輯

OSC ÷12

TH2 (8位元) TL2

(8位元) TF2

溢位

T2接腳

C / T2=0

中斷要求

TR2 控制 C / T 2 = 1

EXF2

T2EX接腳 RCAP2H RCAP2L

FFH FFH

T2EX = 1, 上數動作 T2EX = 0, 下數動作

(9)

定時器2在時脈輸出模式的等效邏輯

OSC ^÷2 TL2

(8位元) TH2 (8位元)

溢位

中斷要求 TR2

控制

EXF2 P1.1(T2EX)接腳

RCAP2L RCAP2H

÷2

EXEN2

T2OE C / T2

P1.0(T2)接腳

*PCA基本結構

CH (8位元) CL

(8位元)

中斷要求 CF

模組0 ECF

模組1

模組2

模組3

模組4

1 24 43

P1.3/CEX0

P1.4/CEX1

P1.5/CEX2

P1.6/CEX3

P1.7/CEX4 控制致能

CR CIDL MCS-51在閒置模式 FOSC/12

FOSC/4 定時器0溢位外部輸入(ECI)

CPS1:0 0:0 0:1 1:0 1:1

16位元

(10)

*PCA計數器模式暫存器(CMOD)

CMOD 位址： D9H 重置值： 00H 非位元可存取

7 6 5 4 3 2 1 0

CIDL WDTE - - - CPS1 CPS0 ECF

*PCA計數器控制暫存器(CCON)

CCON 位址： D8H 重置值： 00H 位元可存取

CCON.7 CCON.6 CCON.5 CCON.4 CCON.3 CCON.2 CCON.1 CCON.0

DFH DEH DDH DCH DBH DAH A9H D8H

CF CR - CCF4 CCF3 CCF2 CCF1 CCF0

(11)

*PCA比較/捕捉模組n模式暫存器CCAPMn

CCAPMn (n = 4到 0)位址：DEH到 DAH重置值： 00H 非位元可存取

7 6 5 4 3 2 1 0

- ECOMn CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn

*比較/捕捉模組n的各種操作模式(CCAPMn暫存器)

- ECOMn CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn 操作模式

x 0 0 0 0 0 0 0 沒有動作

x x 1 0 0 0 0 x 16位元正緣捕捉

x x 0 1 0 0 0 x 16位元負緣捕捉

x x 1 1 0 0 0 x 16位元正、負緣捕捉

x 1 0 0 1 0 0 x 16位元軟體定時器

x 1 0 0 1 1 0 x 16位元高速輸出

x 1 0 0 0 0 1 0 8位元 PWM

x 1 0 0 1 x 0 x 監視定時器

(12)

*PCA 16位元捕捉模式

CH (8位元) CL

(8位元)

CCAPnH CCAPnL CEXn接腳

捕捉

CAPPn CAPNn EECFn

CCFn

x 0 0 0 0

CCAPMn 模式暫存器

n = 0, 1, 2, 3, 或是4 x = 0或是1均可

中斷要求 PCA定時器/計數器

*PCA 16軟體定時器模式

CCAPnH CCAPnL CCFn

0 0 EECFn

x ECOMn MATn 0 0

CCAPMn 模式暫存器 n = 0, 1, 2, 3, 或是4 x = 0或是1均可

中斷要求

CH (8位元) CL

(8位元) PCA定時器/計數器

16位元比較器符合

“0”

“1”

寫入CCAPnH RESET

寫入CCAPnL

(13)

*PCA 16位元高速輸出模式

CCAPnH CCAPnL

CEXn接腳 CCFn

0 0 EECFn

x ECOMn MATn TOGn 0

CCAPMn 模式暫存器 n = 0, 1, 2, 3, 或是4 x = 0或是1均可

中斷要求

CH (8位元) CL

(8位元) PCA定時器/計數器

16位元比較器符合

“0”

“1”

寫入CCAPnH RESET

寫入CCAPnL

*PCA 8位元PWM模式

CCAPnH CCAPnL

0 0 0

x ECOMn 0 0 PWMn

CCAPMn 模式暫存器

CL(8位元) 8位元比較器

“0”

致能 “1”

CL由FF變為00

CEXn接腳 CL<CCAP Ln

CL≥CCAP Ln

n = 0, 1, 2, 3, 或是4 x = 0或是1均可

(14)

*PWM輸出信號頻率

PWM輸出信號頻率 PCA定時器/計數器

時脈輸入來源 12 MHz 16 MHz

1/12系統時脈 3.9 kHz 5.2 kHz 1/4系統時脈 11.8 kHz 15.6 kHz 定時器 0 計數溢位

8位元 15.5 kHz 20.3 kHz

16位元 0.06 kHz 0.08 kHz

8位元自動重新載入 3.9 kHz到 15.3 kHz 5.2 kHz到 20.3 kHz 外部 ECI (P1.2)端輸入 5.9 kHz 7.8 kHz

*PCA模組4的監視定時器模式

CCAP4H CCAP4L

0 0 x

x ECOM4 1 x 0

CCAPM4模式暫存器 x = 0或是1均可 CH

(8位元) CL (8位元) PCA定時器/計數器

16位元比較器

“0”

“1”

寫入CCAP4H RESET

寫入CCAP4L

RESET 符合

WDTE

致能

(15)

步進馬達原理

(a) (b)

(c) (d)

W1

W2

W4 W3

N N

S

S S

S

N N

N W1

W2

W4 W3

N

N S

S S

N N

N

W1

W2

W4 W3

N N S

S S

N N

N W1

W2

W4 W3

N N

S

S S

N N

N

步進馬達全步方式轉動的脈波順序

W1 W2 W3 W4 轉動方向

1 1 0 1 0 順時針反時針

2 1 0 0 1

3 0 1 0 1

4 0 1 1 0

1 1 0 1 0

↓ ↑

(16)

步進馬達半步方式轉動的脈波順序

W1 W2 W3 W4 轉動方向

1 1 0 1 0 順時針反時針

2 1 0 0 0

3 1 0 0 1

4 0 0 0 1

5 0 1 0 1

6 0 1 0 0

7 0 1 1 0

8 0 0 1 0

1 1 0 1 0

↓ ↑

典型的步進馬達推動電路

+5 V

馬達

W3 W4

1 kΩ ×4 P1.2 P1.3 推動電晶體

W1 W2

P1.0 P1.1

定時器模式暫存器