单片机教学(十六)

一、计数概念的引入

从选票的统计谈起:画“正”。这就是计数,生活中计数的例子处处可见。例:录音机上的计数器、家里面用的电度表、汽车上的里程表等等,再举一个工业生产中的例子,线缆行业在电线生产出来之后要计米,也就是测量长度,怎么测法呢?用尺量?不现实,太长不说,要一边做一边量呢,怎么办呢?行业中有很巧妙的方法,用一个周长是1米的轮子,将电缆绕在上面一周,由线带轮转,这样轮转一周不就是线长1米嘛,所以只要记下轮转了多少圈,就可以知道走过的线有多长了。

二、计数器的容量

从一个生活中的例子看起:一个水盆在水龙头下,水龙没关紧,水一滴滴地滴入盆中。水滴不断落下,盆的容量是有限的,过一段时间之后,水就会逐渐变满。录音机上的计数器最多只计到999….那么单片机中的计数器有多大的容量呢?8031单片机中有两个计数器,分别称之为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。

三、定时

8031中的计数器除了可以作为计数之用外,还可以用作时钟,时钟的用途当然很大,如打铃器,电视机定时关机,空调定时开关等等,那么计数器是如何作为定时器来用的呢?

一个闹钟,我将它定时在1个小时后闹响,换言之,也可以说是秒针走了(3600)次,所以时间就转化为秒针走的次数的,也就是计数的次数了,可见,计数的次数和时间之间的确十分相关。那么它们的关系是什么呢?那就是秒针每一次走动的时间正好是1秒。
结论:只要计数脉冲的间隔相等,则计数值就代表了时间的流逝。

由此,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。

那么提供组定时器的是计数源是什么呢?看图1,原来就是由单片机的晶振经过12分频后获得的一个脉冲源。晶振的频率当然很准,所以这个计数脉冲的时间间隔也很准。问题:一个12M的晶振,它提供给计数器的脉冲时间间隔是多少呢?当然这很容易,就是12M/12等于1M,也就是1个微秒。

结论:计数脉冲的间隔与晶振有关,12M的晶振,计数脉冲的间隔是1微秒。

四、溢出

让我们再来看水滴的例子,当水不断落下,盆中的水不断变满,最终有一滴水使得盆中的水满了。这时如果再有一滴水落下,就会发生什么现象?水会漫出来,用个术语来讲就是“溢出”。

水溢出是流到地上,而计数器溢出后将使得TF0变为“1”。至于TF0是什么我们稍后再谈。一旦TF0由0变成1,就是产生了变化,产生了变化就会引发事件,就象定时的时间一到,闹钟就会响一样。至于会引发什么事件,我们下次课再介绍,现在我们来研究另一个问题:要有多少个计数脉冲才会使TF0由0变为1。

五、任意定时及计数的方法

刚才已研究过,计数器的容量是16位,也就是最大的计数值到65536,因此计数计到65536就会产生溢出。这个没有问题,问题是我们现实生活中,经常会有少于65536个计数值的要求,如包装线上,一打为12瓶,一瓶药片为100粒,怎么样来满足这个要求呢?

……

提示:如果是一个空的盆要1万滴水滴进去才会满,我在开始滴水之前就先放入一勺水,还需要10000滴嘛?

对了,我们采用预置数的方法,我要计100,那我就先放进65436,再来100个脉冲,不就到了65536了吗。

定时也是如此,每个脉冲是1微秒,则计满65536个脉冲需时65.536毫秒,但现在我只要10毫秒就可以了,怎么办?

……

10个毫秒为10000个微秒,所以,只要在计数器里面放进55536就可以了

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