單片機計數器與定時(shí)器

一、計數概念的引入

從選票的統計談起：畫(huà)“正”。這就是計數，生活中計數的例程處處可見(jiàn)。例：錄音機上的計數器、家里面用的電度表、汽車(chē)上的里程表等等，再舉一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中的例程，線(xiàn)纜行業(yè)在電線(xiàn)生產(chǎn)出來(lái)之后要計米，也就是測量長(cháng)度，怎么測法呢？用尺量？不現實(shí)，太長(cháng)不說(shuō)，要一邊做一邊量呢，怎么辦呢？行業(yè)中有很巧妙的辦法，用一個(gè)周長(cháng)是1米的輪子，將電纜繞在上面一周，由線(xiàn)帶輪轉，這樣輪轉一周不就是線(xiàn)長(cháng)1米嘛，所以只要記下輪轉了多少圈，就能知道走過(guò)的線(xiàn)有多長(cháng)了。

二、計數器的容量

從一個(gè)生活中的例程看起：一個(gè)水盆在水龍頭下，水龍沒(méi)關(guān)緊，水一滴滴地滴入盆中。水滴持續落下，盆的容量是有限的，過(guò)一段時(shí)間之后，水就會(huì )逐漸變滿(mǎn)。錄音機上的計數器最多只計到999….那么單片機中的計數器有多大的容量呢？8031單片機中有兩個(gè)計數器，分別稱(chēng)之為T(mén)0和T1，這兩個(gè)計數器分別是由兩個(gè)8位的RAM單元組成的，即每個(gè)計數器都是16位的計數器，最大的計數量是65536。

三、定時(shí)

8031中的計數器除了能作為計數之用外，還能用作時(shí)鐘，時(shí)鐘的用途當然很大，如打鈴器，電視機定時(shí)關(guān)機，空調定時(shí)開(kāi)關(guān)等等，那么計數器是如何作為定時(shí)器來(lái)用的呢？

一個(gè)鬧鐘，我將它定時(shí)在1個(gè)小時(shí)后鬧響，換言之，也能說(shuō)是秒針走了（3600）次，所以時(shí)間就轉化為秒針走的次數的，也就是計數的次數了，可見(jiàn)，計數的次數和時(shí)間之間的確十分相關(guān)。那么它們的關(guān)系是什么呢？那就是秒針每一次走動(dòng)的時(shí)間正好是1秒。

單片機定時(shí)器記數器結構>

結論：只要計數脈沖的間隔相等，則計數值就代表了時(shí)間的流逝。由此，單片機中的定時(shí)器和計數器是一個(gè)東西，只不過(guò)計數器是記錄的外界發(fā)生的事情，而定時(shí)器則是由單片機供給一個(gè)非常穩定的計數源。那么供給組定時(shí)器的是計數源是什么呢？看圖1，原來(lái)就是由單片機的晶體震蕩器經(jīng)過(guò)12分頻后獲得的一個(gè)脈沖源。晶體震蕩器的頻率當然很準，所以這個(gè)計數脈沖的時(shí)間間隔也很準。問(wèn)題：一個(gè)12M的晶體震蕩器，它供給給計數器的脈沖時(shí)間間隔是多少呢？當然這很不難，就是12M/12等于1M，也就是1個(gè)微秒。結論：計數脈沖的間隔與晶體震蕩器有關(guān)，12M的晶體震蕩器，計數脈沖的間隔是1微秒。

四、溢出

讓我們再來(lái)看水滴的例程，當水持續落下，盆中的水持續變滿(mǎn)，最終有一滴水使得盆中的水滿(mǎn)了。這個(gè)時(shí)候如果再有一滴水落下，就會(huì )發(fā)生什么現象？水會(huì )漫出來(lái)，用個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)講就是“溢出”。

水溢出是流到地上，而計數器溢出后將使得TF0變?yōu)椤?”。至于TF0是什么我們稍后再談。一旦TF0由0變成1，就是產(chǎn)生了變化，產(chǎn)生了變化就會(huì )引發(fā)事件，就象定時(shí)的時(shí)間一到，鬧鐘就會(huì )響一樣。至于會(huì )引發(fā)什么事件，我們下次課再介紹，現在我們來(lái)研究另一個(gè)問(wèn)題：要有多少個(gè)計數脈沖才會(huì )使TF0由0變?yōu)?。

五、任意定時(shí)及計數的辦法 剛才已研究過(guò)，計數器的容量是16位，也就是最大的計數值到65536，因此計數計到65536就會(huì )產(chǎn)生溢出。這個(gè)沒(méi)有問(wèn)題，問(wèn)題是我們現實(shí)生活中，經(jīng)常會(huì )有少于65536個(gè)計數值的要求，如包裝線(xiàn)上，一打為12瓶，一瓶藥片為100粒，怎么樣來(lái)滿(mǎn)足這個(gè)要求呢？

提示：如果是一個(gè)空的盆要1萬(wàn)滴水滴進(jìn)去才會(huì )滿(mǎn)，我在開(kāi)始滴水之前就先放入一勺水，還需要10000滴嘛？對了，我們采用預置數的辦法，我要計100，那我就先放進(jìn)65436，再來(lái)100個(gè)脈沖，不就到了65536了嗎。定時(shí)也是如此，每個(gè)脈沖是1微秒，則計滿(mǎn)65536個(gè)脈沖需時(shí)65.536毫秒，但現在我只要10毫秒就能了，怎么辦？10個(gè)毫秒為10000個(gè)微秒，所以，只要在計數器里面放進(jìn)55536就能了。