第七章 定时计数器与可编程 计数器阵列.

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1 第七章 定时计数器与可编程 计数器阵列

2 任课教师:刘忠国 山东大学课程中心网站: 宏晶官方网站： STC单片机编译(汇编)/编程(烧录)/仿真工具说 明书; stc15系列单片机器件手册等 keil μvision软件下载及指导手册(Help→μvision Help) Keil Software –Cx51 编译器用户手册: Cx51编译 器--对传统和扩展的8051微处理器的优化的C 编译器和库参考

3 第七章 定时计数器与可编程计数器阵列 本章学习目标 掌握定时计数器的应用 掌握可编程时钟输出模块的应用 掌握可编程计数器阵列模块的应用

4 第七章 定时计数器与可编程计数器阵列 7.1 定时/计数器及其应用 7.2 可编程时钟输出模块及其应用 7.3 可编程计数器阵列模块及其应用
第七章 定时计数器与可编程计数器阵列 7.1 定时/计数器及其应用 7.1.1 定时/计数器的结构及工作原理 7.1.2 定时/计数器的相关寄存器 7.1.3 定时/计数器的工作方式 7.1.4 定时/计数器量程的扩展 7.1.5 定时/计数器编程举例 7.2 可编程时钟输出模块及其应用 7.2.1 可编程时钟输出的相关寄存器 7.2.2 可编程时钟输出的编程实例 7.3 可编程计数器阵列模块及其应用 7.3.1 PCA模块的结构 7.3.2 PCA模块的特殊功能寄存器 7.3.3 PCA模块的工作模式 7.3.4 PCA模块的应用

5 第七章 定时计数器与可编程计数器阵列 STC15F2K60S2单片机内部集成了以下与定时功 能有关的模块： 1）三个16位的定时/计数器，不仅可以方便地用于定 时控制，而且还可以用作分频器和事件记录； 2）可编程时钟输出功能，可给外部器件提供时钟； 3）三路可编程计数器阵列(Programmable Counter Array, PCA)。可用于软件定时器、外部脉冲的捕捉、 高速输出以及脉宽调制（Pulse Width Modulation, PWM）输出。

6 §7.1定时/计数器及其应用 7.1.1 定时/计数器的结构及工作原理
定时/计数器的核心是一个加1计数器，加1计数器的 脉冲有两个来源，一个是外部脉冲源，另一个是系统 的时钟振荡器。 括号内1表示T1x12, 以下类同 AUXR.T0(1)x12 TCON.TR0 溢出中断标志 TCON.TR1 TCON.TF0 P3.4/T0 开启 运行 TCON.TF1 P3.5/T1 TMOD 图7-1 定时/计数器的结构框图（x =0, 1, 下同）

7 7.1.1定时/计数器的结构及工作原理 图中有两个模拟位开关, TMOD.C/T决定工作方式: 是 定时还是计数。
控制信号(由TCON.TR0(1)等形成) 决定计数器开启与 关闭。 用户可对特殊功能寄存器TMOD, TCON相应位设置, 从而选择不同工作方式(计数或定时)或是否启动计数器。 AUXR中T0x12, T1x12决定是否对振荡时钟进行12分频。 开启运行 AUXR.T0(1)x12 TMOD 由TCON.TR0(1)等形成 图7-1 定时/计数器的结构框图( x =0, 1, 下同)

8 7.1.1、定时/计数器的结构及工作原理 当脉冲源为时钟振荡器(等间隔脉冲序列)时, 每个时钟 周期计数器加1, 因计数脉冲为一时间基准, 所以脉冲数 乘以脉冲间隔时间即定时时间, 因此有定时功能。 当脉冲源为外部脉冲(通常间隔不等) 时, 就是外部事件 计数器, 当外输入端上有1→0的跳变时计数器加1。 外部输入信号的速率是不受限制的，但必须保证给出 的电平在变化前至少被采样一次。 TMOD TCON.TR0(1) 图7-1 定时/计数器的结构框图（x =0, 1, 下同）

9 7.1.1定时/计数器的结构及工作原理 计数器对这两个脉冲源之一进行输入计数，每输入一 个脉冲，计数值加1。
当计数到计数器全1时, 再输入一个脉冲就使计数值回 零, 同时从最高位溢出一个脉冲使寄存器TCON的TF0 或TF1置1, 作为计数器的溢出中断标志。 如果定时/计数器工作于定时状态，则表示定时时间到； 若工作于计数状态，则表示计数回零。 TCON.TF0(1) 溢出中断标志 TMOD TCON.TR0(1)

10 7.1.1定时/计数器的结构及工作原理 图7-2 CPU与TMOD、TCON、AUXR、T0、T1的关 系图
P3.5/T1 P3.4/T0 脉冲输入源 定时器0, 1的16位计数器 TR1 TF0 C/T 标志TF1 C/T TR0启动运行 溢出中断 M1 M0 T0(1)x12 16位的加1计数器由两个8位的特殊功能寄存器THx (高8位)和TLx(低8位)组成(x=0, 1, 下同)。 通过改变TMOD的相应位，它们可被设置为4种不同 的工作方式。

11 7.1.1定时/计数器的结构及工作原理 STC15F2K60S2除了定时/计数器T0和T1外，还有一个 16位定时器T2（简称T2）。
AUXR.2 定时器2的16位计数器 AUXR.3 引脚 AUXR.4 图7-3 定时器T2的原理框图 INT_CLKO内 定时器2的16位重装载寄存器

12 定时/计数器的相关寄存器 TMOD、TCON和AUXR用来确定定时/计数器的工作 方式并控制其功能。其中，TMOD控制定时/计数器0和 1的工作方式；TCON控制定时器T0、T1的启停及状态； AUXR设置定时器的速度和T2的功能。 1、TMOD：定时器工作方式控制寄存器 TMOD(地址为89H, 复位值为00H)寄存器的各位定义： 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定时器名 定时器1 定时器0 位名称 GATE C/ M1 M0

13 1、TMOD：定时器工作方式控制寄存器 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定时器名 定时器1 定时器0 位名称 GATE
C/ M1 M0 1）M1和M0：方式选择控制位 表7-1 定时/计数器的方式选择 M1 M0 工作方式 功能说明 0 0 16位自动装载的定时器/计数器 0 1 1 16位定时器/计数器 1 0 2 可自动装入的8位计数器 1 1 留作备用 对T0是不可屏蔽中断的16位自动重装定时器 对T1定时器/计数器1此时无效（停止计数）

14 1、TMOD：定时器工作方式控制寄存器 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定时器名 定时器1 定时器0 位名称 GATE
C/ M1 M0 2）C/ ：功能选择位。 1：计数器功能（对T0或T1引脚的负跳变进行计数）。 0：定时器功能（对时钟周期进行计数）。 3）GATE：门控位。GATE用于选通控制。 1：INTx为高电平且TRx置位时, 启动定时器工作。 0：每当TRx置位时, 就启动定时器工作。 注意: TMOD寄存器(地址: 89H)不能进行位寻址，设置 时只能对整个寄存器赋值。

15 TMOD.GATE：门控位。GATE用于选通控制。 GATE=1: INTx为高电平且TRx置位时, 启动定时器工 作。
参考7.1.3定时/计数器的工作方式图7-4,图7-5,图7-6 TMOD.GATE：门控位。GATE用于选通控制。 GATE=1: INTx为高电平且TRx置位时, 启动定时器工 作。 GATE=0: 每当TRx置位时, 就启动定时器工作。 开启运行 TCON.TF0(1) 溢出中断标志 图7-1 定时/计数器的结构框图 由TCON.TR0(1)等形成 参考图7-5 定时器0和1的方式1的原理图

16 2、TCON：定时器控制寄存器 TCON(地址为88H,复位值为00H)寄存器的格式如下： 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1
位名称 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 1）TF1：T1溢出标志位。 T1启动计数后，最高位产生溢出时，TF1由硬件置1， 向CPU请求中断，当CPU响应中断时，由硬件清0。 TF1也可以由程序查询或清0。 2）TF0：定时器/计数器0溢出标志位。 含义和功能与TF1相似。

17 2、TCON：定时器控制寄存器 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1
3）TR1：T1的运行控制位。可由软件置位或清0。 当GATE(TMOD.7)=0，TR1=1启动T1开始计数， TR1=0时停止T1计数。 当GATE(TMOD.7)=1，TR1=1且INTx输入高电平时， 才允许T1计数。 4）TR0：定时器T0的运行控制位。 含义和功能与TR1相似。

18 2、TCON: 定时器0、1控制寄存器 因定时/计数器0、1可编程(选3种方式等), 所以在任何一 个定时/计数器开始工作前, 必须对其写入相应控制字: 把方式控制字写入TMOD, 选择定时器的工作方式; 把初值写入计数器THx、TLx, 控制计数长度; 将TCON相应位(TRx)置1或清零实现启动或停止计数。 在运行过程中，还可读出THx、TLx和TCON的内容来 随时查询T0、T1的状态。 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定时器名 定时器1 定时器0 位名称 GATE C/ M1 M0 TMOD 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 TCON

19 3、AUXR：辅助寄存器 辅助寄存器AUXR主要用来设置定时器的速度和定时 器2的功能以及串口UART的波特率控制。
STC15F2K60S2单片机是1T 的8051单片机, 为兼容传 统8051单片机, 定时器0和定时器1复位后是传统8051 的速度, 即12分频, 但指令执行速度仍然是1T的速度。 通过设置特殊功能寄存器AUXR中相关的位，定时器 也可不进行12分频，实现真正的1T速度。 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 T0x12 T1x12 UART_M0x6 T2R T2_C/ T2x12 EXTRAM S1ST2

20 3、AUXR：辅助寄存器 辅助寄存器AUXR(地址为8EH, 复位值为01H)各位定义: 1）T0x12：定时器0速度控制位。
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 T0x12 T1x12 UART_M0x6 T2R T2_C/ T2x12 EXTRAM S1ST2 1）T0x12：定时器0速度控制位。 0: 定时器0速度与传统8051定时器速度相同, 即12分频。 1: 定时器0速度是传统8051定时器速度的12倍, 即不分频。 2）T1x12：定时器1速度控制位。 0：即12分频。 1：不分频。 如果UART串口用T1作为波特率发生器，T1x12位决定 UART串口是12T 还是1T。

21 3、AUXR：辅助寄存器 3）T2R：定时器2运行控制位。 0：不允许定时器2运行； 1：允许定时器2运行。
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 T0x12 T1x12 UART_M0x6 T2R T2_C/ T2x12 EXTRAM S1ST2 3）T2R：定时器2运行控制位。 0：不允许定时器2运行； 1：允许定时器2运行。 4）T2_C/ ：定时器2用作定时器和计数器的选择。 0：定时器（计数脉冲从内部系统时钟输入； 1：计数器（计数脉冲从P3.1/T2引脚输入）。 T2工作模式固定为16位自动重装载模式。不用设置工作方式。

22 3、AUXR：辅助寄存器 5）T2x12：定时器2速度控制位。 0： 12分频，T2每12个时钟计数一次；
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 T0x12 T1x12 UART_M0x6 T2R T2_C/ T2x12 EXTRAM S1ST2 5）T2x12：定时器2速度控制位。 0： 12分频，T2每12个时钟计数一次； 1：不分频，T2每1个时钟计数一次。 UART_M0x6用于控制UART串口1方式0时的波特率。 0:波特率SYSclk/12; 1:波特率SYSclk / 2; (第8章) S1ST2为串口1选择T1或T2作波特率发生器。(第8章) 0: 选择定时器1; 1: 选择定时器2 EXTRAM:设置是否允许使用内部1792字节扩展RAM。 0: 允许使用片内扩展RAM; 1: 禁止使用。

23 7.1.2 定时/计数器的相关寄存器 4. T2H/RL_TH2：定时器2的16位计数器的高字节 /16位重装载(重装值)寄存器高字节
定时/计数器的相关寄存器 4. T2H/RL_TH2：定时器2的16位计数器的高字节 /16位重装载(重装值)寄存器高字节 (共用地址为0D6H, 复位值为00H) 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 5. T2L/RL_TL2: 定时器2的16位计数器的低字节 /16位重装载(重装值)寄存器低字节 (共用地址为0D7H, 复位值为00H) 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 RL_TH2, RL_TL2: 是2个隐藏的寄存器, CPU通过TH2, TL2对其写入数值。

24 定时/计数器的相关寄存器 定时器2有2个隐藏的寄存器 RL_TH2和RL_TL2 。RL_TH2与 T2H共有同一个地址, RL_TL2与T2L共有同一个地址。 当T2R=0即定时器/计数器2被禁止工作时, 对T2L写入的内容会 同时写入RL_TL2, 对T2H写入的内容也会同时写入RL_TH2。 当T2R=1即定时器/计数器2被允许工作时, 对T2L写入内容, 实际 上不是写入当前寄存器T2L中, 而是写入隐藏寄存器RL_TL2中; 对T2H写入内容, 实际上也不是写入当前寄存器T2H中, 而是写入 隐藏的寄存器RL_TH2。 这样可以巧妙地实现16位重装载定时器。 当读T2H和T2L的内容时, 所读的内容就是T2H和T2L的内容, 而 不是RL_TH2和RL_TL2的内容。

25 定时/计数器的相关寄存器 定时器0(1)有2个隐藏的寄存器 RL_TH0(1)和RL_TL0(1) 。 RL_TH0(1)与TH0(1)共有同一个地址, RL_TL0(1)与TL0(1)共有 同一个地址。 当TR0(1)=0即定时器/计数器0(1)被禁止工作时, 对TL0(1)写入 的内容会同时写入RL_TL0(1), 对TH0(1)写入的内容也会同时写 入RL_TH0(1)。 当TR0(1)=1即定时器/计数器0(1)被允许工作时, 对TL0(1)写入 内容, 实际上不是写入当前寄存器TL0(1)中, 而是写入隐藏的寄 存器RL_TL0(1)中; 对TH0(1)写入内容, 实际上也不是写入当前 寄存器TH0(1)中, 而是写入隐藏的寄存器RL_TH0(1)。 这样可以巧妙地实现16位重装载定时器。 当读TH0(1)和TL0(1)的内容时, 所读的内容就是TH0(1)和TL0(1) 的内容, 而不是RL_TH0(1)和RL_TL0(1)的内容。

26 7.1.3 定时/计数器的工作方式 通过对寄存器TMOD中M1、M0的设置，定时/计数 器有4种不同的工作方式：
定时/计数器的工作方式 通过对寄存器TMOD中M1、M0的设置，定时/计数 器有4种不同的工作方式： 方式0: 16位自动重装方式 方式1: 16位定时/计数器方式 方式2: 8位自动重装方式 方式3: 留作备用 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 定时器名 定时器1 定时器0 位名称 GATE C/ M1 M0

27 1、定时/计数器0和1的工作方式0 (16位自动重装方式)
图7-4 定时器0和1的工作方式0原理框图 AUXR.7/.6 定时器的16位计数器 TMOD.2/.6 P3.4/T0/T1CLKO P3.5/T1/T0CLKO TCON .4 /.6 定时器的16位重装载寄存器 INT_CLKO内 引脚P3.5/T1/T0CLKO 引脚P3. 4 / T0 / T1CLKO 当GATE(TMOD.7)=0, TRx=1启动定时器计数。当GATE=1, 允许由外部INTx高电平控制计数, 可实现脉宽测量。

28 1、定时/计数器0和1的工作方式0 (16位自动重装方式)
如何实现16位重装载定时器。 定时器0和1分别有2个隐藏寄存器RL_THx和RL_TLx。 RL_THx与THx共有同一个地址，RL_TLx与TLx共有同一 个地址。 当TRx=0即定时器/计数器被禁止工作时, 对TLx､THx写入 的内容会同时写入RL_TLx､ RL_THx。 当TRx=1即定时器/计数器工作时, 对TLx､THx写入的内容 实际上不是写入当前寄存器TLx､THx中, 而是写入隐藏的寄 存器(修改教材)不会写入RL_TLx､ RL_THx。(注意该情形的 前提条件是方式0)。 这里simulator和硬件仿真结果不同 方便调试? ! simulator时TH1是8位计数器, TL1是4位计数器 !?且方式0溢出中断时, RL_TLx､ RL_THx都不能自动加载 , TL1无法写入, TH1都可写入; 方式1､2时与教材所讲同。 注意在方式1时, TRx=1时,对TLx､THx的写, 是确实写入当前寄存器TLx､THx中。

29 1、定时/计数器0和1的工作方式0 (16位自动重装方式)
当定时器工作在模式0时，[TLx, THx]的溢出不仅置位 TFx，而且会自动将[RL_TLx, RL_THx]的内容重新装 入[TLx, THx]。 当位T0CLKO (INT_CLKO.0)=1时, 将引脚T1/P3.5 /T0CLKO配置为定时器0的时钟输出T0CLKO。 当位T1CLKO (INT_CLKO.1)=1时, 将引脚T0/P3.4 /T1CLKO配置为定时器1的时钟输出T1CLKO。 外部中断使能和时钟输出寄存器INT_CLKO 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 - EX4 EX3 EX2 LVD_WAKE T2CLKO T1CLKO T0CLKO

30 2. 定时/计数器0和1的工作方式1(16位定时/计数器方式)
定时(计数)溢出就置位中断标志 不能重装载计数初值(时间常数), 不能设置输出时钟 定时(计数)溢出时需用户重新加载计数初值, 否则从0开始计数 图7-5 定时器0和1的方式1的原理框图

31 2. 定时/计数器0和1的工作方式1(16位定时/计数器方式)
此模式下, 定时器配置为16位计数器, 由TLx 的8位和THx的8位构成。 TLx的8位溢出向THx进位, THx计数溢出置位 TCON中的溢出标志位TFx。 与方式0的区别是, THx计数溢出时, 不会自动 重新装载时间常数。此外, 本模式也不用于时 钟输出功能。

32 3. 定时/计数器0和1的工作方式2 (8位自动重装方式)
除了是8位计数且重装载寄存器不同外, 其他与方式0类似 图7-6 定时/计数器的工作方式2原理框图

33 3. 定时/计数器0和1的工作方式2 (8位自动重装方式)
方式2是能自动重置初值的8位定时/计数器，计数溢出 后具有自动恢复初值的功能。 当TL0/TL1计数溢出时, 不仅置位溢出标志TF0/TF1, 还自动将TH0/TH1的内容送入TL0/TL1, 使TL0/TL1从 初值开始重新计数。 用户可以通过程序把时间常数预置在TH0/TH1中, 再 装入后, TH0/TH1的内容保持不变。 当位T0CLKO (INT_CLKO.0)=1时, 将引脚T1/P3.5 /T0CLKO配置为定时器0的时钟输出T0CLKO。 当位T1CLKO (INT_CLKO.1)=1时, 将引脚T0/P3.4 /T1CLKO配置为定时器1的时钟输出T1CLKO。

34 定时/计数器的工作方式 在自动装载时间常数的工作方式0, 2中，用户不需要 在中断服务程序中重载定时常数，可产生高精度的定 时时间，适合用作较精确的定时脉冲信号发生器，如 波特率发生器等。 特别是工作方式0（16位自动重装方式），实际工程 中应用更加方便，因此，建议读者尽量使用方式0进 行定时器的应用设计。 定时器2的工作方式与定时器0或1的工作方式0类似， 读者可参照上述内容自行学习。 注意: T2工作模式固定为16位自动重装载模式。 (相当于方式0)

35 定时/计数器量程的扩展 实际中需要的定时时间常数超过定时器的定时能力, 特 别当单片机系统时钟频率较高时, 定时时长就更有限。 为满足需要, 经常需对单片机的定时能力进行扩展。 1、定时器的最大定时能力 定时状态时，定时器是对时钟周期进行计数，若对 时钟进行12分频，则每12个时钟周期计数一次。 当晶振频率为6MHz, 用12分频时, 计数的单位时间为： 单位时间为：Tu= = s =2μs 定时时间为：Tc=XTu。其中，Tu为单位时间，Tc为 定时时间，X为所需计数的次数值。

36 1、定时器的最大定时能力 单位时间：Tu =2μs 定时时间： Tc=XTu ，X为所需计数次数。
STC15F2K60S2单片机的定时/计数器是加1计数器。 因此, 不能直接将实际的计数次数值X作为计数初值送 入计数寄存器THx、TLx中, 而须将实际计数次数值先以28、216为模求补, 以补码 作为计数初值送入THx和TLx。 即应装入定时/计数器的计数初值为： X 其中，n=8或16。

37 1、定时器的最大定时能力 例如: 已知Tu＝2μs, 要求定时Tc＝1ms, 则:
晶振频率为6MHz, 用12分频时 则: 对方式0和方式1, 计数初值: = =0FE0CH （THx装入FEH，TLx装入0CH）。 当系统时钟频率为6MHz，12分频时： 8位定时器最大定时能力为: T= (28 - 0)×2μs＝512μs 16位定时器最大定时能力为: T= ( )×2μs =131072μs＝ ms

38 2、定时量程的扩展 定时量程的扩展分为软件扩展和硬件扩展两种方法。 （1）软件扩展方法 软件扩展方法是在定时器中断服务程序中对定时器中 断请求次数进行计数，当中断请求次数达到要求值时 才进行相应的处理。 例如，某事件的处理周期为1s, 由于受到最大定时时间 的限制，无法一次完成定时。 可将定时器的定时时间设为10ms，启动定时器后，每 一次定时器溢出中断将产生10ms的定时。 在中断服务程序中对定时器中断次数进行计数，每计 数100次进行一次事件处理，则可实现1s的定时效果。

39 2、定时量程的扩展 （2）硬件扩展方法 硬件扩展方法可以使用外接通用定时器芯片对单片 机的定时能力进行扩展。
也可以利用单片机自身的资源对定时能力进行扩展。 例如, 将两个定时器串联起来使用 (一个用于定时方 式, 另一个用于计数方式, 请分析其最大定时时间)。 当系统时钟频率为6MHz，12分频时： 16位定时器最大定时能力为: T = ms 两个串联最大定时时间: T = 216 × ms ≈ s 由于该扩展方法占用较多的资源，较少采用。

40 7.1.5 定时/计数器编程举例 定时/计数器的应用若用中断方式, 编程需考虑两点： 正确初始化: 包括写入控制字, 时间常数计算并装入；
定时/计数器编程举例 定时/计数器的应用若用中断方式, 编程需考虑两点： 正确初始化: 包括写入控制字, 时间常数计算并装入； 中断服务程序的编写: 编写需定时完成的任务代码。 在定时/计数器初始化部分的一般步骤大致如下： 设置工作方式，将控制字写入TMOD寄存器 (对T0和 T1)或AUXR(对T2)。(注意TMOD不能进行位寻址)。 设置分频方式，将控制字写入AUXR寄存器。默认的 情况是12分频（兼容传统8051单片机），如使用传统 8051单片机模式，无需设置。 T2固定为16位自动重装载模式, 只设置定时/计数和分频。

41 在定时/计数器初始化部分的一般步骤大致：
计算定时/计数初值, 并将其装入TLx、THx寄存器 (对于T0和T1), 或T2L、T2H寄存器(对于T2)。 置位ETx和EA允许定时/计数器中断（若需要）。 置位TRx (对于T0和T1) 或T2R (对于T2) 以启动定 时/计数。 在中断服务程序中, 要注意计数初值的重新装入问题。

42 7.1.5 定时/计数器编程举例 【例7-1】 设系统时钟频率为6MHz，利用T0定时，每 隔1s将P2.0的状态取反。 解：
定时/计数器编程举例 【例7-1】 设系统时钟频率为6MHz，利用T0定时，每 隔1s将P2.0的状态取反。 解： 所要求定时时间1s超过了定时器的定时能力 (时钟频 率为6MHz, 12分频时, 16位定时器的最长定时时间为 ms), 所以无法采用定时器直接实现1s定时。 将定时器定时时间设为50ms, 在中断服务程序中对 定时器溢出中断请求进行计数, 当计够20次时, 将 P2.0状态取反, 否则返回主程序, 从而达到1s定时。

43 【例7-1】每隔1s将P2.0的状态取反 选择T0为16位定时器方式, 方式字为01H。系统时钟频 率为6MHz, 12分频时, 计数单位时间间隔为2μs。T0的 计数初值为： 计数次数 →TH0,TL0 汇编程序： $INCLUDE (STC15.INC) ;包含STC15F2k寄存器定义文件 ORG H LJMP MAIN ;转主程序 ORG BH ;T0中断服务程序入口地址 LJMP T0_ISR ORG H MAIN: MOV SP, #7F60H ;设置堆栈指针 MOV TMOD, #01H ;T0初始化, 方式1, 16位定时器方式

44 MOV TL0, #58H ;计数初值9E58H MOV TH0, #9EH ; 装入时间常数 MOV A, #20 ; A置初值20, 计数定时中断次数 SETB ET0 ;允外T0中断 SETB EA ;CPU开中断 SETB TR0 ;启动T0计数 SJMP $ ;等待 【例7-1】 头文件有定义: ET0 BIT 0A9H EA BIT 0AFH TR0 BIT 8CH T0_ISR:MOV TL0, #58H ; MOV TH0, #9EH ;需重新装入时间常数 DEC A ; 累加器A内容减1 JNZ EXIT CPL P ;计时1s到, 将P2.0的状态取反 MOV A, # ;累加器A重载20 EXIT: RETI END 对16位定时器方式(方式1) T0中断服务程序入口 头文件有定义: P2 DATA 0A0H ; P2.0(或P2^0)可直接用, C语言不能直接用

45 【例7-1】每隔1s将P2.0的状态取反。C语言程序:
#include “stc15.h” //包含STC15F2k60S2寄存器定义文件 sbit P20=P2^0; //声明P2.0的引脚位变量, 不能直接用P2^0 unsigned char i; //声明计数变量。C程序中尽量不要用ACC void main (void) { //SP=0x60; //用C语言设计程序,可不设置堆栈指针 TMOD=0x01; TL0=0x58; TH0=0x9E; i=20; //定时中断次数计数变量赋初值, 中服中减一计数 ET0=1; //允许T0中断 EA = 1; //开放总的中断 TR0=1; //启动T0计数 while(1); //等待中断 } 头文件有定义: sfr P2 0xA0; 头文件有定义: sfr TMOD=0x89; sfr TL0=0x8A; sfr TH0=0x8C; 头文件有定义: sbit ET0=IE^1 sbit EA=IE^7 sbit TR0=TCON^4

46 【例7-1】每隔1s将P2.0的状态取反。C语言程序:
void T0_ISR (void) interrupt 1 //定时器T0中断服务函 数 { TL0=0x58; //重新装入时间常数 TH0=0x9E; i--; //定时中断次数计数变量(初值20)减1 if(i==0) { //若减到0，则将P2.0取反 P20 = !P20; //将P2.0取反, 不能直接用P2^0 (P2.0) i = 20; //重新给计数变量赋值 }

47 【例7-1】每隔1s将P2.0的状态取反。 若用工作方式0 (16位自动装载), 则上述程序除将 TMOD值设置为0外, 中断服务程序中, 不需重新装入时 间常数, 即： 汇编语言程序中断服务程序中可省去下面两句： MOV TL0, #58H MOV TH0, #9EH ;重新装入时间常数 在C语言程序的中断服务程序中可省去下面两句： TL0=0x58; TH0=0x9E; //重新装入时间常数 其他部分的程序不变。 对于1T模式的使用，请读者自行实验学习。 思考: 若晶振频率改为 MHz, 时间常数应为多少？

48 [例7-1] 设时钟频率11.0592MHz，利用T0定时，每隔1s将P2.0的状态取反。
时间常数应为多少？ 1s定时时间超过了定时器的定时能力 (时钟频率为 MHz, 12分频时, 16位定时器的最长定时时间为 ms), 所以无法采用定时器直接实现1s定时。 将定时器定时时间设为50ms, 在中断服务程序中对定 时器溢出中断请求进行计数, 当计够20次时, 将P2.0状 态取反, 否则返回主程序, 从而达到1s定时。 T0的计数初值为： 计数次数

49 [例7-2]设时钟频率18.432MHz, 用定时器2定时, 使P0.0口输出38.4KHZ方波。
←1/38400/2 12分频用12, 不分频时用1 汇编代码如下： ←12/ $INCLUDE (STC15.INC) ;包含寄存器定义文件 ;定义38.4KHz时的时间常数 ( /12/38400/2) T38_4KHz EQU 0FFECH TEST_PIN BIT P ;测试引脚定义 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0063H ;定时器2的中断服务程序入口地址 LJMP T2_ISR 计数初值 20 注意: 这里的时间常数是按对时钟频率进行12分频后计算出的

50 [例7-2]用定时器2定时,使P0.0口输出38.4KHZ方波
MAIN: MOV SP, #70H ;设置堆栈指针 ;ORL AUXR, #04H;设置T2为1T不分频 MOV T2H, #HIGH T38_4KHz ;设置定时器2重装载时间常数高字节 MOV T2L, #LOW T38_4KHz ;设置定时器2重装载时间常数低字节 ORL AUXR, #10 H ; ORL IE2, #04H ;允许定时器2中断 SETB EA ;开放CPU中断 SJMP $ ;定时器2中断服务程序 T2_ISR: CPL TEST_PIN ;TEST_PIN引脚定义为P0.0 RETI END AUXR.2=T2x12=1是不分频,按要求应为0， HIGH运算符取16位数的高字节 Ax51 User's Guide → Writing Assembly Programs→ Expressions and Operators→ Operators LOW取低字节 AUXR.4=T2R=1启动定时器2 中断中不需重新装载定时器2时间常数

51 [例7-2]定时在P0.0输出38.4KHZ方波，C语言代码如下：
#include “stc15.h” //包含STC15F2K寄存器定义文件 #define FOSC L //定义长整型(L)时间常数 #define T38_4KHz ( /12/38400/2) //38.4KHz sbit TEST_PIN = P0^0; //定义测试引脚 void main(void) { // AUXR|= 0x04; //设置T2为1T模式, 应设置为12分频 T2H = T38_4KHz>>8; //设置T2重装时间常数高字节 T2L = T38_4KHz; //设置T2重装时间常数低字节 AUXR |= 0x10; //启动定时器2 IE2 |= 0x04; //允许定时器2中断 EA = 1; //开放CPU中断 while (1); //循环等待中断 } 注意: 这里的时间常数是按对时钟频率进行12分频后计算出的

52 [例7-2]用定时使P0.0输出方波，C语言代码如下：
//定时器2中断服务函数 void t2_isr(void) interrupt 12 { TEST_PIN = ~TEST_PIN; //定时时间到即将P0.0引脚状态取反, 从而在P0.0输出38.4KHZ方波 }

53 7.1.5 定时/计数器编程举例 [例7-3] 利用定时器的门控方式实现正脉冲的脉宽测量。
定时/计数器编程举例 [例7-3] 利用定时器的门控方式实现正脉冲的脉宽测量。 当GATE=1, TRx=1, 只有引脚INTx输入高电平时, Tx 才被允许计数, 利用这一特点, 就可以测量引脚INTx上 正脉冲的宽度。 Tx的启动(1)信号 以T0为例的门控法测 量示意图如下图所示。 x=0, 1 INT0 x=0 引脚P3.2/INT0 图7-7 利用门控法测量脉冲宽度

54 [例7-3] 利用定时器的门控方式实现正脉冲的脉宽测量。
解：以T0为例,下面给出实现这一方法的关键代码: $INCLUDE (STC15.INC) ;包含寄存器定义文件 MOV TMOD, #09H ;T0工作于16位定时方式,GATE=1 MOV TL0,#00H ;计数初值0H MOV TH0,#00H CLR EX0 ;关外部中断 JNB P3.2, $ ;等待引脚P3.2/INT0升高(设初始为低电平) SETB TR0 ; 启动定时器T0 JB P3.2, $ ;等待引脚P3.2/INT0下降 CLR TR0 ;关定时器T0 MOV A, TL0 ;T0内容高8位送B，低8位送A MOV B, TH0 …… ;计算脉宽或送显示器显示

55 [例7-3] 利用定时器的门控方式实现正脉冲的脉宽测量。
思考： （1）当脉冲宽度超过定时器的最大定时时间应该如何 处理？ （2）在动态读取运行中的定时/计数器的计数值时，如 果不加注意，就可能出错。这是因为不可能在同一时 刻同时读取TH0和TL0中的计数值。比如，先读TL0 后读TH0，因为定时/计数器处于运行状态，在读TL0 时尚未产生向TH0进位，而在读TH0前已产生进位， 这时读得的TH0就不对了；同样，先读TH0后读TL0 也可能出错。如何解决这个问题？ 加定时中断 CLR TR0 ;关定时器T0

56 §7.2可编程时钟输出模块及其应用 在控制系统中, 有时需要为单片机外部的器件提供时 钟控制, 为此, STC15F2K60S2单片机提供了4路可编程 时钟输出功能。 MCLKO/P5.4, T0CLKO/P3.5, T1CLKO/P3.4, T2CLKO/P3.0。 因IO口输出频率最高不超过13.5MHz, 所以5V芯片对 外可编程时钟输出速度最快也不超过13.5MHz (对3.3V 芯片是8MHz)。

57 7.2.1 可编程时钟输出的相关寄存器 1、主时钟输出 主时钟可以是内部高精度R/C时钟，也可以是外部输 入的时钟或外部晶体振荡产生的时钟。
通过设置CLK_DIV寄存器的MCKO_S1和MCKO_S0 两位, 可将MCLKO/P5.4 管脚配置为主时钟输出，同 时，还可设置输 出频率。 时钟分频寄存器CLK_DIV(也称为PCON2, 地址为97H, 复位值为0000 x000B) 的各位定义如下： 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 名称 MCKO_S1 MCKO_S0 ADRJ TX_RX - CLKS2 CLKS1 CLKS0

58 1、主时钟输出 时钟分频寄存器CLK_DIV 主时钟的输出频率由MCKO_S1和MCKO_S0控制。 表7-2 主时钟的输出频率设置
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 名称 MCKO_S1 MCKO_S0 ADRJ TX_RX - CLKS2 CLKS1 CLKS0 主时钟的输出频率由MCKO_S1和MCKO_S0控制。 表7-2 主时钟的输出频率设置 MCKO_S1 MCKO_S0 MCLKO/P5.4主时钟的输出频率 无主时钟输出 1 主时钟输出频率= MCLK/1 主时钟输出频率= MCLK/2 主时钟输出频率= MCLK/4 其中, MCLK指主时钟频率:可以是内部高精度R/C时钟, 也可以是外部输入的时钟或外部晶体振荡产生的时钟。 5V芯片对外可编程时钟输出速度最快不超过13.5MHz

59 时钟分频寄存器CLK_DIV (PCON2)
表11-4 分频系数选择 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 名称 MCKO_S1 MCKO_S0 ADRJ Tx_Rx - CLKS2 CLKS1 CLKS0 CLKS2, CLKS1,CLKS0: 设置分频系数,如表11-4所示。 CLKS2 CLKS1 CLKS0 分频后CPU实际工作时钟(系统时钟) 主时钟频率/1，不分频 1 主时钟频率/2 主时钟频率/4 主时钟频率/8 主时钟频率/16 主时钟频率/32 主时钟频率/64 主时钟频率/128

60 2. T2CLKO/P3.0, T1CLKO/P3.4和T0CLKO/P3.5的时钟输出
T2CLKO/P3.0, T1CLKOU/P3.4和T0CLKOU/P3.5时钟 输出由外部中断使能和时钟输出寄存器INT_CLKO (也 称AUXR2)的T2CLKO、T1CLKO和T0CLKO控制。 T0CLKO/P3.5的输出时钟频率由定时器0控制， T1CLKO/P3.4的输出时钟频率由定时器1控制， T2CLKO/P3.0的输出时钟频率由定时器2控制 定时器需要工作在定时器方式0 (16位自动重装模式)或 方式2 (8位自动重装载模式), 不允许定时器中断, 以免 CPU反复进中断, 影响时钟精确度。 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 - EX4 EX3 EX2 LVD_WAKE T2CLKO T1CLKO T0CLKO

61 2. T2CLKO/P3.0, T1CLKO/P3.4和T0CLKO/P3.5的时钟输出
外部中断使能和时钟输出寄存器INT_CLKO (地址为 8FH，复位值为X B)各 位的定义如下： 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 - EX4 EX3 EX2 LVD_WAKE T2CLKO T1CLKO T0CLKO 1) T2CLKO: 是否将P3.0脚设置为定时器2 (T2) 的时钟输 出引脚T2CLKO。 T2CLKO=0 , 不允许将P3.0引脚设置为T2的时钟输出 T2CLKO=1: 设置P3.0为T2的时钟输出引脚T2CLKO 输出频率=T2溢出率/2

62 1） T2CLKO/P3.0 的时钟输出 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 - EX4 EX3 EX2 LVD_WAKE T2CLKO T1CLKO T0CLKO T2CLKO=1: 设置P3.0为T2的时钟输出引脚T2CLKO 输出频率=T2溢出率/2 若T2_C/T=0, T2对内部系统时钟计数, 则： 1T输出频率=(SYSclk)/(65536-[RL_TH2, RL_TL2])/2 12T输出频率=(SYSclk)/12/(65536-[RL_TH2, RL_TL2])/2 若T2_C/T=1, T2对外部脉冲输入(P3.1/T2)计数, 则 输出频率= (T2_Pin_CLK)/(65536-[RL_TH2, RL_TL2])/2

63 2) T1CLKO: 是否将P3.4/T0脚配置为T1的时钟输出
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 - EX4 EX3 EX2 LVD_WAKE T2CLKO T1CLKO T0CLKO T1CLKO设置T1时钟输出引脚T1CLKO, 设置方法与T2 类似。 T1CLKO=1: 设置P3.4为T1的时钟输出引脚T1CLKO 输出频率=T1溢出率/2 定时器T1工作在定时器模式0 (16位自动重装模式)时: 若C/T=0, T1对内部系统时钟计数, 则： 1T输出频率=(SYSclk)/(65536-[RL_TH2, RL_TL2])/2 12T输出频率=(SYSclk)/12/(65536-[RL_TH2, RL_TL2])/2 若C/T=1, T1对外部脉冲输入(P3.5/T1)计数, 则 输出频率= (T1_Pin_CLK)/(65536-[RL_TH2, RL_TL2])/2

64 2) T1CLKO: 是否将P3.4/T0脚配置为T1的时钟输出
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 - EX4 EX3 EX2 LVD_WAKE T2CLKO T1CLKO T0CLKO T1CLKO=1: 设置P3.4为T1的时钟输出引脚T1CLKO 输出频率=T1溢出率/2 定时器T1工作在模式2 (8位自动重装模式)时: 若C/T=0, T1对内部系统时钟计数, 则： 1T模式时的输出频率=(SYSclk)/(256 - TH1)/2 12T模式时的输出频率=(SYSclk)/12/(256 - TH1)/2 若C/T=1, T1对外部脉冲输入(P3.5/T1)计数, 则 输出时钟频率= (T1_Pin_CLK)/(256 - TH1)/2 T1CLKO=0, 不允许将P3.4配置为定时器1的时钟输出。

65 3) T0CLKO: 是否将P3.5/T1脚配置为T0的时钟输出
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 - EX4 EX3 EX2 LVD_WAKE T2CLKO T1CLKO T0CLKO T0CLKO设置T0时钟输出引脚T0CLKO, 设置方法与T1 类似。 T0CLKO=1: 设置P3.5为T0的时钟输出引脚T0CLKO 输出频率=T0溢出率/2 定时器T0工作在定时器模式0 (16位自动重装模式)时: 若C/T=0, T0对内部系统时钟计数, 则： 1T输出频率=(SYSclk)/(65536-[RL_TH2, RL_TL2])/2 12T输出频率=(SYSclk)/12/(65536-[RL_TH2, RL_TL2])/2 若C/T=1, T0对外部脉冲输入(P3.4/T0)计数, 则 输出频率= (T0_Pin_CLK)/(65536-[RL_TH2, RL_TL2])/2

66 3) T0CLKO: 是否将P3.5/T1脚配置为T0的时钟输出
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 - EX4 EX3 EX2 LVD_WAKE T2CLKO T1CLKO T0CLKO T0CLKO=1: 设置P3.5为T0的时钟输出引脚T0CLKO 输出频率=T0溢出率/2 定时器T0工作在模式2 (8位自动重装模式)时: 若C/T=0, T0对内部系统时钟计数, 则： 1T模式时的输出频率=(SYSclk)/(256 - TH1)/2 12T模式时的输出频率=(SYSclk)/12/(256 - TH1)/2 若C/T=1, T0对外部脉冲输入(P3.4/T0)计数, 则 输出时钟频率= (T0_Pin_CLK)/(256 - TH1)/2 T0CLKO=0, 不允许将P3.5配置为定时器0的时钟输出。

67 7.2.2 可编程时钟输出的编程实例 1､若要使用主时钟输出, 例, 从P5.4/MCLKO输出时钟信 号, 频率是SYSclk (系统时钟), 只需加入下面语句即可： MOV CLK_DIV, #40H ;汇编语言程序设置CLK_DIV CLK_DIV = 0x40; //在C语言程序中 当CLK_DIV=40H时, SYSclk (系统时钟)就是主时钟, 也是输出时钟。 2、若要从T0CLKO/P3.5引脚输出时钟, 程序中需设置： 设置定时器0的工作方式为方式0或方式2 (将TMOD低 4位设为0或者2)； 设置16位或8位重装载值(分别设置TL0和TH0)； 启动定时器0工作(将TCON的TR0设置为1)； 对INT_CLKO寄存器中的T0CLKO位置1, 让定时器0 的溢出在P3.5引脚输出时钟。

68 7.2.2 可编程时钟输出的编程实例 3、如果需要从T1CLKO/P3.4引脚输出时钟，需要在 用户程序中进行下面的设置：
设置定时器1的工作方式为方式0或方式2（将TMOD 的高4位设为0或2）； 设置16位或8位重装载值（分别设置TL1和TH1）； 启动定时器1工作（将TCON的TR1设置为1）； 对 INT_CLKO寄存器中的T1CLKO位置1，让定时 器1的溢出在P3.4引脚输出时钟。

69 7.2.2 可编程时钟输出的编程实例 4、如果需要从T2CLKO/P3.0引脚输出时钟，需要在 用户程序中进行下面的设置：
设置16位重装载值（分别设置T2H和T2L）； 对AUXR寄存器中的T2R位置1，T2_C/T清零，让定 时器2运行； 对 INT_CLKO寄存器中的T2CLKO位置1, 让定时器 2的溢出在P3.0引脚输出时钟。 T2只有16位重装载方式, 无需设置方式。

70 7.2.2 可编程时钟输出的编程实例 下面以一个具体实例，说明如何使用STC15F2K60S2单 片机的可编程时钟输出功能。 【例7-4】 设时钟频率SYSclk=18.432MHz, 设计程序, 从 T0 (P3.4/T1CLKO)引脚输出频率为125KHz的时钟; 从 T1 (P3.5/T0CLKO)引脚输出频率为38.4KHz的时钟。 解： 使用STC15F2K60S2的可编程时钟输出功能完成所 需要求。在下面的程序设计中 (C语言程序)，T0和T1 均工作在1T模式。

71 例7-4 时钟18.432MHz, T0脚输出125KHz; T1 输出38.4KHz
#include "stc15.h" //包含STC15F2K60S2寄存器定义头文件 void main(void) { TMOD = 0x22; //T0,T1工作方式2, 8位自动重装计数器 AUXR = AUXR | 0x80; //T0工作在1T模式 AUXR = AUXR | 0x40; //T1工作在1T模式 //置T01的8位自动重装计数初值,输出频率= /2/74≈125KHz TH01 = (256-74); TL01 = (256-74); //置T10的8位自动重装计数初值,输出 /2/240 = 38400Hz TH10 = ( ); TL10 = ( ); TR0 = 1; //启动T0计数, 对系统时钟进行分频输出 TR1 = 1; //启动T1计数, 对系统时钟进行分频输出 INT_CLKO =INT_CLKO|0x03; //允许时钟输出 //至此时钟已经输出, 可通过示波器看到输出时钟频率 while(1); } 例7-4 时钟18.432MHz, T0脚输出125KHz; T1 输出38.4KHz T0 (P3.4/T1CLKO)输出125KHz; T1 (P3.5/T0CLKO) 输出38.4KHz。

72 【例7-5】设时钟频率为18.432MHz，使用定时器2的时钟输出功能，使P3.0口输出38.4KHZ的方波。
$INCLUDE (STC15.INC) ;STC15F2K60S2寄存器定义文件 T38_4KHz EQU 0FFECH ;( / 12/38400/2) ;( )=65516= 0FFECH ;12T模式下的重装时间常数 T2CLKO BIT P3.0 ;定义时钟输出引脚 ORG 0000H LJMP MAIN MAIN:MOV SP, #70H MOV T2H, #HIGH T38_4KHz ;T2时间常数高字节 MOV T2L, #LOW T38_4KHz ;T2时间常数低字节 MOV AUXR, #10H ;启动T2 ORL INT_CLKO, #04H ;允许T2时钟输出功能 SJMP $ END 20 Ax51 Assembler User's Guide → Writing Assembly Programs→ Expressions and Operators→ Operators

73 【例7-5】对应的C语言代码如下： #include "stc15.h" //包含STC15F2K60S2寄存器定义头文件 #define FOSC L //定义长整型(L)时间常数 #define T38_4KHz ( /12/38400/2) //输出38.4KHZ方波的的计数初值 sbit T2CLKO = P3^0; //时钟输出引脚 void main(void) { T2H= T38_4KHz>>8; //设置T2重装时间常数高字节 T2L = T38_4KHz; //设置T2重装时间常数低字节 AUXR = 0x10; //启动定时器T2 INT_CLKO |= 0x04; //允许T2时钟输出 while (1); //循环 }

74 §7.3可编程计数器阵列模块及其应用 STC15F2K60S2单片机集成了三路可编程计数器阵列 （PCA）模块。可用于软件定时器、外部脉冲的捕捉、 高速输出以及脉宽调制（PWM）输出。 PCA模块的结构 PCA模块含有一个特殊的16位定时器，有3个16位的 捕获/比较模块与之相连。如图所示。 CCP0/P1.1 CCP1/P1.0 CCP2/P3.7 图7-8 PCA模块结构

75 7.3.1 PCA模块的结构 模块0连接到P1.1/CCP0; 模块1连接到P1.0/CCP1; 模块2连接到P3.7/CCP2
上述CCP模块可通过AUXR1中的CCP_S0和CCP_S1 切换到其他引脚(参见表3-910)。 每个模块可编程工作在4种模式：上升/下降沿捕获、 软件定时器、高速输出或可调制脉冲输出。 (见7.3.3) CCP0/P1.1 CCP1/P1.0 CCP2/P3.7 图7-8 PCA模块结构

76 7.3.1 PCA模块的结构 16位PCA定时器/计数器是3个模块的公共时间基准。 PCA运行控制位 图7-9 PCA定时器/计数器结构
CIDL=0,空闲时PCA工作 PCA运行控制位 图7-9 PCA定时器/计数器结构

77 7.3.1 PCA模块的结构 PCA定时器/计数器结构图说明 寄存器CH和CL的内容是自动递增计数的16位PCA 定时器的值。
PCA定时器的时钟源有以下几种：1/12振荡频率、 1/8振荡频率、1/6振荡频率、1/4振荡频率、1/2振荡 频率、振荡频率、定时器0溢出或ECI脚输入 (P1.2) (CCP / PCA计数器的外部脉冲(时钟)输入脚)。 定时器的计数源可通过设置特殊功能寄存器CMOD 的CPS2、CPS1和CPS0位选择其中一种。

78 7.3.1 PCA模块的结构 PCA定时器/计数器结构图说明 CMOD中的CIDL位用于控制空闲模式下是否允许停 止PCA；
CIDL=0时, 空闲模式下PCA计数器继续计数； CIDL=1时, 空闲模式下PCA计数器停止计数。 CMOD中的ECF位用于中断控制，置位时，使能 PCA中断。 当PCA定时器溢出时，PCA计数溢出标志CF置位。 CCON中的CR位是PCA的运行控制位。CR=1时， 运行PCA。CR=0时，关闭PCA。

79 7.3.1 PCA模块的结构 PCA定时器/计数器结构图说明
CCON中还包括PCA定时器标志(CF)以及各个模块的 标志 (CCF2/CCF1/CCF0)。 当PCA计数器溢出时, CF位置位, 若CMOD寄存器的 ECF位置位, 就产生中断。CF位只能通过软件清0。 CCON寄存器中CCF0是PCA模块0的中断标志, CCF1 是模块1的标志, CCF2是模块2的标志。当发生匹配或 比较时由硬件置位。这些标志也只能通过软件清0。 所有模块共用一个中断向量，可以在中断服务程序中 判断CCF0, CCF1和CCF1，以确定到底是哪个模块产 生了中断。

80 PCA比较/捕获工作模式寄存器CCAPMn PCA模块PWM寄存器PCA_PWMn PCA的16位计数器--低8位CL和高8位CH
PCA工作模式寄存器（CMOD） PCA控制寄存器（CCON） PCA比较/捕获工作模式寄存器CCAPMn PCA模块PWM寄存器PCA_PWMn PCA的16位计数器--低8位CL和高8位CH PCA捕捉/比较寄存器CCAPnL, CCAPnH

81 7.3.2 PCA模块的特殊功能寄存器 1、PCA工作模式寄存器（CMOD）
CMOD(地址为D9H, 复位值为0XXX0000B)各位定义： 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 CIDL - CPS2 CPS1 CPS0 ECF 1）CIDL: 空闲模式下是否停止PCA计数的控制位。 CIDL=0时，空闲模式下PCA计数器继续计数； CIDL=1时，空闲模式下PCA计数器停止计数。 2）ECF: PCA计数器溢出中断使能位。 ECF=1时，允许寄存器CCON中CF位的中断。 ECF=0时，禁止寄存器CCON中CF位的中断。 3）CPS2, CPS1, CPS0: PCA计数脉冲源选择控制位。

82 3) CPS2,CPS1,CPS0: PCA计数脉冲源选择控制位。
1、PCA工作模式寄存器（CMOD） 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 CIDL - CPS2 CPS1 CPS0 ECF 3) CPS2,CPS1,CPS0: PCA计数脉冲源选择控制位。 表7-3 CPS2 CPS1 CPS0 PCA时钟源输入选择 SYSclk/12 1 SYSclk/2 定时器0溢出脉冲。由于定时器0可以工作在1T方式，所以可达到计一个时钟就溢出，从而达到最高频率CPU工作时钟SYSclk，通过改变定时器0的溢出率，可实现可调频率的PWM输出 ECI/P1.2 (P4.1或P2.4,或P3.4) 脚输入的外部时钟(最大速率= CPU工作时钟/2) SYSclk SYSclk/4 SYSclk/6 SYSclk/8

83 3）CPS2、CPS1、CPS0：PCA计数脉冲源选择控制位。
1、PCA工作模式寄存器（CMOD） 3）CPS2、CPS1、CPS0：PCA计数脉冲源选择控制位。 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 CIDL - CPS2 CPS1 CPS0 ECF 例如，CPS2/CPS1/CPS0=(100) 2时，PCA/PWM的时 钟源是SYSclk。 若要用SYSclk/3作为PCA 时钟源， 应让T0工作在1T 模式，计数3个脉冲即产生溢出。用T0的溢出可对系统 时钟进行1～256级分频(T0工作方式2: 8位自重装方式), CPS2/CPS1/CPS0=(010) 2 。

84 7.3.2 PCA模块的特殊功能寄存器 2、PCA控制寄存器（CCON） CCON（地址为D8H，复位值为00XXXX00B） 位号 D7
位名称 CF CR - CCF2 CCF1 CCF0 1）CF：PCA计数器溢出标志位。 当PCA计数器溢出时, CF位由硬件置位。若CMOD寄 存器的ECF位置位, CF标志可用来产生中断。CF位可 通过硬件或软件置位，但只能通过软件清0。

85 2、PCA控制寄存器（CCON） 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 CF CR - CCF2 CCF1 CCF0
2）CR：PCA计数器的运行控制位。 置位CR位时，启动PCA计数器计数； 清零CR位时，关闭PCA计数器。 3）CCF2/CCF1/CCF0：PCA模块的中断标志位(CCF0 对应模块0, CCF1对应模块1 , CCF2对应模块2 )。 当发生匹配或捕获时由硬件置位。这些标志位必须 通过软件清0。

86 7.3.2 PCA模块的特殊功能寄存器 3、PCA模块工作模式寄存器CCAPMn（ n=0,1, 2 ）
地址分别为DAH, DBH和DCH, 复位值均为x B 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 名称 - ECOMn CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn 1）ECOMn：允许比较器功能控制位。 ECOMn=1时，允许比较器功能。 2）CAPPn：正捕获控制位。 CAPPn=1时，允许上升沿捕获。 3）CAPNn：负捕获控制位。 CAPNn=1时, 允许下降沿捕获。若CAPPn=1, 同时 CAPNn=1, 则允许上升沿和下降沿都捕获。

87 3、PCA模块工作模式寄存器CCAPMn（n=0,1, 2）
位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 名称 - ECOMn CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn 4）MATn：匹配控制位。 若MATn=1, 则PCA计数值与模块的比较/捕获寄存器的 值匹配时, 将置位CCON寄存器的中断标志位CCFn。 5）TOGn：翻转控制位。 当TOGn=1时, PCA工作于高速输出模式, PCA计数器值 与模块的比较/捕获寄存器值匹配时,使CCPn脚翻转。 6）PWMn：脉宽调制模式。 当PWMn=1时，CCPn脚用作脉宽调制输出。 7）ECCFn：使能CCFn中断。 寄存器CCON的比较/捕获标志CCFn用来产生中断。

88 7.3.2 PCA模块的特殊功能寄存器 4、PCA模块PWM寄存器PCA_PWMn（n=0,1,2）
地址分别为F2H、F3H和F4H，复位值均为xxxx xx00B 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 EBSn_1 EBSn_0 - EPCnH EPCnL 1)EBSn_1, EBSn_0: PCA模块n在PWM模式的功能选择位。 0 0: PCA模块n工作于8位PWM功能； 0 1: PCA模块n工作于7位PWM功能； 1 0：PCA模块n工作于6位PWM功能； 1 1：无效，PCA模块n仍工作于8位PWM模式。

89 7.3.2 PCA模块的特殊功能寄存器 4、PCA模块PWM寄存器PCA_PWMn（n=0,1,2）
地址分别为F2H、F3H和F4H，复位值均为xxxx xx00B 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 EBSn_1 EBSn_0 - EPCnH EPCnL 1)EBSn_1, EBSn_0: PCA模块n在PWM模式的功能选择位。 0 0: PCA模块n工作于8位PWM功能； 0 1: PCA模块n工作于7位PWM功能； 1 0：PCA模块n工作于6位PWM功能； 1 1：无效，PCA模块n仍工作于8位PWM模式。 PCA_PWMn

90 7.3.2 PCA模块的特殊功能寄存器 4、PCA模块PWM寄存器PCA_PWMn（n=0,1,2） 位号 D7 D6 D5 D4 D3
位名称 EBSn_1 EBSn_0 - EPCnH EPCnL 2）EPCnH：在PWM模式下与CCAPnH组成9位数。 3）EPCnL：在PWM模式下与CCAPnL组成9位数。 5、PCA的16位计数器--低8位CL和高8位CH (地址分别为E9H和F9H, 复位值均为00H)。它们用于 保存PCA的装载值。

91 7.3.2 PCA模块的特殊功能寄存器 6、PCA捕捉/比较寄存器——CCAPnL(低位字节)和 CCAPnH(高位字节)
PCA模块当用于捕获或比较时, 它们保存各模块的16位 捕捉计数值; 当用于PWM模式时,它们控制输出占空比。 其中, n=0, 1, 2, 分别对应模块0和模块1和模块2。 复位值均为00H。它们对应地址分别为: 模块0捕捉/比较寄存器: CCAP0L—EAH, CCAP0H—FAH 模块1捕捉/比较寄存器: CCAP1L—EBH、CCAP1H—FBH 模块2捕捉/比较寄存器: CCAP2L—ECH、CCAP2H—FCH：

92 PCA模块的工作模式 PCA每个模块可编程工作在4种模式： 捕获模式: 用捕获模式可测量脉冲宽度 16位软件定时器模式 高速脉冲输出模式 脉宽调节模式

93 7.3.3 PCA模块的工作模式 1、捕获模式 PCA模块工作于捕获模式的结构图如图7-10所示。 用捕获模式可测量脉冲宽度 引脚
(CCP0/P1.1, CCP1/P1.0, CCP2/P3.7) 至少有一位须置1 ECCFn 图7-10 PCA模块捕获模式结构图

94 PCA模块的工作模式 说明 要使PCA 模块工作在捕获模式，寄存器CCAPMn的两位 (CAPNn和CAPPn)中至少有一位必须置1。 PCA模块工作于捕获模式时，对外部输入CCPn引脚的 跳变进行采样。 当采样到有效跳变时，PCA硬件将PCA计数器阵列寄存 器( CH和CL )的值装载到模块的捕获寄存器（CCAPnH 和CCAPnL）中。 如果CCON中的CCFn位和CCAPMn中的ECCFn位被置位， 将产生中断。可在中断服务程序中判断是哪一个模块 产生了中断，并注意中断标志位的软件清0问题。

95 图7-11 PCA模块的16位软件定时器模式/PCA比较模式结构
2、16位软件定时器模式 16位软件定时器模式的结构图如图7-11所示。 ECOMn=0,停止比较 ECOMn=1,恢复比较 图7-11 PCA模块的16位软件定时器模式/PCA比较模式结构

96 2、16位软件定时器模式: 说明 置位寄存器CCAPMn的ECOMn和MATn位, 可使 PCA模块用作软件定时器。
2、16位软件定时器模式: 说明 置位寄存器CCAPMn的ECOMn和MATn位, 可使 PCA模块用作软件定时器。 PCA定时器的值与模块捕获寄存器的值相比较, 当二 者相等时, 若CCFn位和ECCFn位都置位, 将产生中断。 [CH, CL]每隔一定时间自动加1, 时间间隔取决于选择 的时钟源。 例, 当时钟源为FOSC/12时, 每12个时钟[CH, CL]加1。 当[CH, CL]增加到等于[CCAPnH, CCAPnL]时, 置 CCFn=1, 产生中断请求。

97 2、16位软件定时器模式: 说明 若每次PCA模块中断后, 在中断服务程序中给[CCAPnH, CCAPnL]增加一个相同值, 则下次中断来临的时间间隔 T也相同, 从而实现了软件定时功能。 定时时间长短, 取决于时钟源选择及PCA计数器计数值: 假设时钟频率SYSclk = MHz, 选择的时钟源为 SYSclk/12, 定时时间T为5ms, 则PCA计数器计数值为： T/((1/SYSclk)×12 )= 0.005/ ( (1/ )×12 ) = 7680 = 1E00H 即, PCA 计数器计数1E00H次, 定时时间是5ms。这也就 是每次给[CCAPnH, CCAPnL]增加的数值(步长)。

98 7.3.3 PCA模块的工作模式 3、高速脉冲输出模式 需在中断服务程序中修改CCAPnH, CCAPnL
高速输出模式结构图如图7-12所示。 需在中断服务程序中修改CCAPnH, CCAPnL ECOMn=0,停止比较 ECOMn=1,恢复比较 图7-12 PCA模块的高速输出模式结构图

99 3、高速脉冲输出模式 说明 该模式中，当PCA计数器的计数值与模块捕获寄存器 的值相匹配时，PCA模块的输出CCPn将发生翻转。
3、高速脉冲输出模式 说明 该模式中，当PCA计数器的计数值与模块捕获寄存器 的值相匹配时，PCA模块的输出CCPn将发生翻转。 要激活高速输出模式，CCAPMn寄存器的TOGn, MATn和ECOMn位必须都置位。 CCAPnL中的值决定了PCA模块n输出脉冲的频率?。 当PCA时钟源是SYSclk/2时，输出脉冲的频率f为： f = SYSclk / (4×CCAPnL) ，其中，SYSclk为系统时 钟频率。由此，可以得到CCAPnL的值为： CCAPnL = SYSclk / (4×f) 注:若在中断服务程序中CH/CL连续计数, CCAPnH/CCAPnL需加上递增步长(即上面计算出的CCAPnL), 若在中断服务程序中CCAPnH=0, CCAPnL保持不变, 则CH/CL的值需清0(停止?),

100 PCA模块的工作模式 如果计算出的结果不是整数，则进行四舍五入取整， 即 CCAPnL =INT( SYSclk / (4×f) + 0.5)其中, INT( ) 为取整数运算, 直接去掉小数。 例如，假设SYSclk=20MHz，要求PCA高速脉冲输 出125KHz的方波，则CCAPnL中的值应为： CCAPnL = INT( /4/ ) = INT( ) = 40= 28H

101 PCA模块的工作模式 4、脉宽调节模式 脉宽调制(Pulse Width Modulation, PWM)是一种使用 程序来控制波形占空比、周期、相位波形的技术，在 三相电机驱动、D/A转换等场合有广泛的应用。 占空比是指高电平在一个周期之内所占的时间比率。 STC15F2K60S2单片机PCA模块可用程序设定各自寄 存器PCA_PWMn(n=0,1,2)中的位EBSn_1及EBSn_0, 使其工作于8位PWM或7位PWM或6位PWM模式。 所有PCA模块都可用作PWM输出，输出频率取决于 PCA定时器的时钟源。因所有模块共用PCA定时器, 所 以它们输出频率相同, 各模块的输出占空比独立变化。

102 4、脉宽调节模式 当某个I/O口作为PWM使用时，该口状态如表7-5所示。 表7-5 I/O口作为PWM使用时的状态 PWM之前的状态
弱上拉/准双向口 强推挽输出/强上拉输出，要加输出限流电阻1KΩ-10KΩ 强推挽输出/强上拉输出 仅为输入/高阻 PWM无效 开漏

103 4、脉宽调节模式 （1）8位脉宽调节模式（PWM）
当[EBSn_1, EBSn_0]=[0, 0]或[1, 1]时，PCA模块n工作 于8位PWM模式; 此时将{0,CL[7:0]}与捕获寄存器[EPCnL,CCAPnL[7:0]] 进行比较。 PCA模块PWM寄存器PCA_PWMn（n=0,1,2） 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 EBSn_1 EBSn_0 - EPCnH EPCnL

104 （1）8位脉宽调节模式（PWM） 8位PWM模式时的结构如图7-13所示。 图7-13 PCA模块的8位PWM输出模式结构图

105 （1）8位脉宽调节模式（PWM） 当PCA模块工作于8位PWM模式时，输出占空比与使 用的捕获寄存器{EPCnL, CCAPnL[7:0]}有关。 当{0, CL[7:0]} < {EPCnL, CCAPnL[7:0]}时, 输出为低； 当{0, CL[7:0]} ≥ {EPCnL,CCAPnL[7:0]}时，输出为高。 当CL值由FF变为00溢出时，{EPCnH, CCAPnH[7:0]} 内容装载到{EPCnL,CCAPnL[7:0]}中。 这样可实现无干扰地更新PWM。要使能PWM模式, 模块CCAPMn寄存器的PWMn和ECOMn位须置位。 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 名称 - ECOMn CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn

106 （1）8位脉宽调节模式（PWM） 当PWM是8位时: PCA时钟输入源有8种：
SYSclk/12, SYSclk /8, SYSclk /6, SYSclk /4, SYSclk /2, SYSclk, 定时器0的溢出, ECI/P1.2输入。 例如, 要求PWM输出频率38KHz, 选SYSclk为PCA时钟 输入源, 则输入源晶振频率SYSclk： SYSclk =38000×256= 若要实现可调频率的PWM输出, 可选定时器0的溢出或 ECI脚的输入作为PCA的时钟输入源。 当EPCnL=0且ECCAPnL=00H时，PWM固定输出高； 当EPCnL=1且CCAPnL=0FFH 时，PWM固定输出低。

107 （1）8位脉宽调节模式（PWM） PWM的典型应用是用于D/A输出, 应用电路如图所示。
R1, C1和R2, C2构成滤波电路, 对单片机输出PWM波 形进行平滑滤波, 从而在D/A输出端得到稳定的电压。 图7-14 PWM用于D/A时的典型电路

108 4、脉宽调节模式 （2）7位脉宽调节模式（PWM）
当[EBSn_1, EBSn_0]=[0, 1] 时，PCA模块n工作于7位 PWM模式; 此时将{0,CL[6:0]}与捕获寄存器[EPCnL,CCAPnL[6:0]] 进行比较, 寄存器CL中不用的位CL.7应被置为1 。 PCA模块PWM寄存器PCA_PWMn（n=0,1,2） 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 位名称 EBSn_1 EBSn_0 - EPCnH EPCnL

109 （2）7位脉宽调节模式（PWM） 7位PWM模式的结构如图所示。 图7-15 PCA模块的7位PWM输出模式结构图

110 （2）7位脉宽调节模式（PWM） 当PCA模块工作于7位PWM模式时，输出占空比与使 用的捕获寄存器{EPCnL, CCAPnL[6:0]}有关。 工作过程与8位PWM相似。 当PWM是7位时 PCA时钟输入源有8种： SYSclk/12, SYSclk /8, SYSclk /6, SYSclk /4, SYSclk /2, SYSclk, 定时器0的溢出, ECI/P1.2输入。

111 7.3.4 PCA模块的应用 与定时器使用方法类似, PCA模块应用编程主要有两点: 正确初始化，包括写入控制字、捕捉常数的设置等；
按任务要求编中断服务程序, 注意中断请求标志的清0。 PCA模块的初始化部分大致如下： 设置PCA模块工作方式(见表7-4), 控制字写入CMOD, CCON, CCAPMn和PCA_PWMn寄存器。 设置捕捉寄存器CCAPnL(低字节)和CCAPnH(高字节) 初值。 开放PCA中断, ECF/ECCF0/ECCF1/ECCF2按需置1, EA置1。 启动PCA 计数器（CH，CL）计数（使CR=1）。

112 7.3.4 PCA模块的应用 【例7-6】利用PCA模块扩展外部中断。
将P1.1/CCP0 (PCA模块0的外部输入)扩展为下降沿触 发的外部中断 将P1.0/CCP1(PCA模块1的外部输入)扩展为上升沿/下 降沿都可触发的外部中断 当P1.1/CCP0出现下降沿时产生中断，对 P1.5 取反； 当P1.0/CCP1出现下降沿或上升沿时都产生中断, 对 P1.6取反。 （P1.5和P1.6可连接LED指示灯指示状态。）

113 【例7-6】利用PCA模块扩展外部中断。 解：当PCA模块工作在捕获模式时，对外部输入CCPn 的跳变进行采样。
当采样到有效跳变, 硬件将PCA计数器阵列寄存器(CH 和CL)值装载到捕获寄存器(CCAPnH和CCAPnL)中。 若CCON中CCFn位和CCAPMn中ECCFn位被置位, 将 产生中断。由此, 可将PCA模块作为扩展外部中断使用。 按要求，设置控制字时，PCA模块0应设为下降沿捕获 (即CCAPMn中CAPP0=0且CAPN0=1), PCA模块1应设 为上升沿和下降沿都能捕获的方式(即CAPP1=1且 CAPN1=1)。

114 $INCLUDE (STC15.INC) ;包含STC15F2K寄存器定义文件 LED_PCA0 EQU P1.5
ORG H LJMP MAIN ;转主程序 ORG 003BH ;PCA中断 LJMP PCA_ISR ORG H MAIN:MOV SP, #70H ;初始化 PCA MOV CMOD, # B ;空闲模式停止PCA计数器工作 ;PCA时钟源SYSclk /12, 禁止PCA计数器溢出中断 MOV CCON, #00H ;PCA计数器溢出中断请求标志CF清0 ;CR=0,不许PCA计数器计数; PCA各模块中断请求标志位CCFn清0

115 【例7-6】利用PCA模块扩展外部中断 MOV CL, #00H ; PCA计数器清0 MOV CH, #00H MOV CCAPM0, #11H ;设置PCA模块0下降沿触发捕捉功能, ECCF0=1 MOV CCAPM1, #31H ;模块1上升/下降沿均触发捕捉功能, ECCF1=1 SETB EA ;开整个单片机所有中断共享的总中断控制位 SETB CR ;启动PCA计数器(CH,CL)计数 SJMP $ ;循环等待中断

116 【例7-6】利用PCA模块扩展外部中断 ; PCA中断服务程序 PCA_ISR: JNB CCF0, Not_PCA0 ;CCF0≠1,非PCA模块0中断 ;则直接去判是否为PCA模块1中断 ;下面是PCA模块0中断服务程序 CPL LED_PCA0 ;表示PCA模块0发生了一次中断 CLR CCF0 ;清PCA模块0中断标志 Not_PCA0: JNB CCF1, PCA_Exit ;CCF1≠1,非PCA模块1中断,退出 ;PCA模块1中断服务程序 CPL LED_PCA1 ; 表示PCA模块1发生了一次中断 CLR CCF1 ;清PCA模块1中断标志 PCA_Exit: RETI END

117 #include “stc15.h” //包含STC15F2K60S2寄存器定义文件 sbit LED_PCA0=P1^5; sbit LED_PCA1=P1^6; void main (void) { CMOD=0x80; //空闲模式下停止PCA 计数器工作 //PCA时钟源SYSclk /12, 禁止PCA 计数器溢出中断 CCON=0; //PCA计数器溢出中断请求标志位CF清0 //CR=0, 不许PCA计数器计数;PCA模块中断请求标志CCFn清0 CL=0; //PCA 计数器清0 CH=0; CCAPM0=0x11; //设置PCA模块0下降沿触发捕捉 CCAPM1=0x31; //设置PCA模块1上升/下降沿均触发捕捉 EA=1; //开放单片机所有中断共享的总中断控制位 CR=1; //启动 PCA 计数器(CH,CL)计数 while(1); //等待中断 } 【例7-6】利用PCA模块扩展外部中断 C语言程序

118 【例7-6】利用PCA模块扩展外部中断 void PCA_ISR(void) interrupt 7 //PCA中断服务程序 { if(CCF0) //PCA模块0中断服务程序 LED_PCA0=! LED_PCA0; //表示PCA模块0发生中断 CCF0=0; //清PCA模块0中断标志 } else if(CCF1) //PCA模块1中断服务程序 LED_PCA1=!LED_PCA1; //表示PCA模块1发生中断 CCF1=0; //清PCA模块1中断标志

119 【例7-7】利用PCA 模块做定时器使用。 利用PCA模块的软件定时功能，实现在P1.6输出脉冲 宽度为1s的方波。假设晶振频率SYSclk = MHz。 解: 选择PCA模块0实现定时功能。通过置位CCAPM0 寄存器的ECOM0位和MAT0位, 使PCA模块0工作于 软件定时器模式。 ECOMn=1, 允许比较器功能。 位号 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 名称 - ECOMn CAPPn CAPNn MATn TOGn PWMn ECCFn 若MATn=1, 则PCA计数值与模块的比较/捕获寄存器值 匹配时, 将置位CCON寄存器的中断标志位CCFn。 定时时间长短, 取决于时钟源及PCA计数器计数值设置。 高速脉冲输出模式和PWM模式的定时达不到1S要求

120 【例7-7】利用PCA 模块做定时器使用 时钟频率SYSclk=18.432MHz, 可选择PCA模块时钟源 SYSclk/12, 基本定时单位T为5ms, 对5ms计数200次, 即 可实现1s定时。 PCA计数值: 5*18432/12=1E00H, 在中 断服务程序中, 将该值赋给[CCAP0H, CCAP0L]。 $INCLUDE (STC15.inc) ;STC15F2K60S2寄存器定义文件 COUNTER EQU 30H ;声明一个计数器, 计数中断次数 LED_1s EQU P1.6 ORG H LJMP MAIN ;转主程序 ORG 003BH ;PCA中断入口地址 LJMP PCA_ISR ORG H MAIN: MOV SP, #70H MOV COUNTER, # ;置COUNTER计数器初值

121 MOV CMOD, #10000000B ;空闲模式停止PCA计数器 MOV CCON, #00H ; PCA计数器溢出中断标志CF清0
;选择PCA的时钟源fOSC/12，禁止PCA计数器溢出时中断 MOV CCON, #00H ; PCA计数器溢出中断标志CF清0 ;CR = 0, 禁PCA 计数器计数; PCA模块中断标志CCFn清0 MOV CL, #00H ; PCA 计数器清0 MOV CH, #00H MOV CCAP0L, #00H ;给PCA模块0的CCAP0L置初值 MOV CCAP0H, #1EH ;给PCA模块0的CCAP0H 置初值 MOV CCAPM0, #49H ;置PCA模块0为16位软件定时器 ;ECCF0=1允许PCA模块0中断, [CH,CL]=[CCAP0H,CCAP0L]时 ;产生中断, CCF0=1, 请求中断 SETB EA ;开整个单片机所有中断共享的总中断控制位 SETB CR ;启动PCA计数器(CH,CL)计数 SJMP $ ;循环等待中断

122 【例7-7】利用PCA 模块做定时器使用 PCA_ISR: ;PCA中断服务程序 PUSH ACC ;保护现场 PUSH PSW MOV A, #00H ;给[CCAP0H, CCAP0L]增加一个数值 ADD A, CCAP0L;每5mS中断一次 MOV CCAP0L, A ; 每中断一次增加一个步长值 MOV A, #1EH ADDC A, CCAP0H MOV CCAP0H, A CLR CCF0 ;清 PCA 模块0 中断标志 DJNZ COUNTER, PCA_EXIT ;中断计数没减到0,退出 MOV COUNTER, #200 ;恢复中断计数初值 CPL LED_1s ;LED_1S输出脉宽为1秒钟方波 PCA_EXIT: POP PSW ;恢复现场 POP ACC RETI END 本题不需要 ; COUNTER计数器, 计数中断次数

123 #include “stc15.h” //包含寄存器定义文件 sbit LED_1s=P1^6;
unsigned char cnt; //中断计数变量 void main (void) { cnt=200; //设置COUNTER计数器初值 CMOD=0x80; //# B 空闲模式停止PCA计数器 //选择PCA时钟源为SYSclk /12,禁PCA计数器溢出时中断 CCON=0; //清0PCA计数器溢出中断请求标志位CF //CR = 0, 禁PCA 计数器计数; PCA 模块中断标志CCFn清0 CL=0; //清0PCA 计数器 CH=0; CCAP0L=0; //给PCA模块0的CCAP0L置初值 CCAP0H=0x1e; //给PCA模块0的CCAP0H 置初值 CCAPM0=0x49; //PCA模块0: 为16位软件定时, ECCF0=1→ //允许中断, [CH,CL]=[CCAP0H,CCAP0L]时,CCF0=1,产生中断 EA=1; //开单片机所有中断共享的总中断控制位 CR=1; //启动PCA计数器(CH,CL)计数 while(1); //等待中断 } 【例7-7】利用PCA 模块做定时器使用

124 void PCA_ISR(void) interrupt 7 //PCA中断服务程序
{ union{ unsigned int num; //定义联合,以进行16位加法 struct{unsigned char Hi, Lo; //联合中定义一结构 }Result; }temp; //每5ms中断一次 temp.num=(unsigned int)(CCAP0H<<8)+CCAP0L+0x1e00; CCAP0L=temp.Result.Lo; //取计算结果的低8位 CCAP0H=temp.Result.Hi; //取计算结果的高8位 CCF0=0; //清 PCA 模块0 中断标志 cnt--; //修改中断计数 if (cnt==0) { cnt=200; //恢复中断计数初值 LED_1s =!LED_1s; //P1.6输出脉宽1秒钟的方波 } 【例7-7】利用PCA 模块做定时器使用 从联合中取结果

125 [例7-8] 利用PCA模块进行PWM输出。PWM脉冲由P1.1/CCP0输出, 设晶振频率SYSclk=18.432MHz。
解: PWM无需中断支持, 只需根据需要设置PCA模块的 参数, 并通过指令进行输出即可。 PWM脉冲输出频率: SYSclk/256=18.432MHz/256=72kHz。 PWM的占空比(高电平占一个周 期的时间比率)为： 占空比=(pulse_width/256)*100% 假设用8位PWM输出模式 P1.1/CCP0输出低电平时灯亮。占 空比值越大, 灯越暗,占空比值越 小, 灯越亮。 图7-16 PWM测试电路图

126 【例7-8】利用PCA模块进行PWM输出 $INCLUDE (STC15.INC) ;STC15F2K60S2寄存器定义文件
;pulse_width_MAX = pulse_width_MIN 时, 输出脉冲宽度不变。 pulse_width_MAX EQU 0F0H ;低脉宽最大值占空比 93.75% pulse_width_MIN EQU 10H ;PWM脉宽最小值占空比6.25% step EQU 38H ;PWM 脉宽变化步长 pulse_width EQU 30H ;定义变量 ORG H LJMP MAIN ORG H MAIN: MOV SP, #70H MOV CMOD, #80H ;PCA空闲模式停止 PCA 计数器工作 ;PCA 时钟模式为FOSC/12，禁止 PCA 计数器溢出中断 MOV CCON, #00H ;禁PCA计数器,清中断标志,计数溢出标志 MOV CL, #00H ;清0计数器 MOV CH, #00H 注意本题的占空比是指: 低电平脉宽占空比

127 【例7-8】利用PCA模块进行PWM输出 ;置模块0为8位PWM输出模式,脉冲在P1.1 /CCP0引脚输出 MOV CCAPM0, #42H ;允许比较功能, 脉宽调制模式 MOV PCA_PWM0, #00H ;设置8位PWM输出模式 ; MOV PCA_PWM0, #03H ; PWM 输出一直 0, 无脉冲。 SETB CR ;启动PCA 计数器 MAIN_LOOP: LCALL PWMOUT LJMP MAIN_LOOP PWMOUT: ;可用示波器观察P1.1的波形 ;下面程序先使连接到P1.1 /CCP0的LED逐渐变亮, 最亮后再渐暗 MOV A, #pulse_width_MIN ;为输出(低电平)脉宽设置初值 MOV pulse_width, A ;pulse_width变量值越大,正脉宽越窄, LED越亮 LED长亮 ;MOV pulse_width, #pulse_width_MIN ;以上两行可合并为一行

128 【例7-8】利用PCA模块进行PWM输出 PWM_LOOP1: ;连接到P1.1 /CCP0的LED逐渐变亮 MOV A, pulse_width ;低电平宽送A, 为判是否到达最大值 CLR C SUBB A, #pulse_width_MAX ;减低电平最大宽度F0H JNC PWM_A ;到达最大值就转到逐渐变暗 程序 MOV A, pulse_width ;设置低电平宽, 值越大,正脉宽越窄,LED越亮 MOV CCAP0H, A ;核心语句 MOV CCAP1H0L, A ;计数值<pulse_width, 则输出低电平 ;MOV A, pulse _width ADD A, #step MOV pulse_width, A LCALL DELAY ;一段时间内保持输出脉宽不变 LJMP PWM_LOOP1 ;下次循环修改低电平宽度, 变占空比 PWM_A: ;连接到P1.1的LED达到最亮后, 再逐渐变暗 或;MOV CCAP0H, pulse_width ;计算下一次输出低电平宽度数值 PWM输出频率72kHz,在没改变CCAP0L值前,脉宽占空比不变

129 ; 连接到P1.1 /CCP0的LED达到最亮后, 再逐渐变暗 MOV A, #pulse_width_MAX ;为输出低电平脉宽设置初值 MOV pulse_width, A ;pulse_width 越大,正脉宽越窄, LED越亮 PWM_LOOP2: MOV A, pulse_width ;低电平宽送A, 为判是否到达最小值 CLR C SUBB A, #pulse_width_MIN ;减低电平最小宽度10H JC PWM_B ;到达最小值就返回。 JZ PWM_B ;到达最小值就返回。 MOV A, pulse_width ;设置脉宽, 值越大,脉宽越窄,LED 越亮 MOV CCAP0H, A ;核心语句 MOV CCAP1H0L, A ;计数值<pulse_width, 则输出低电平 MOV A, pulse_width ;计算下一次输出低电平宽度数值 SUBB A, #step MOV pulse_width, A LCALL DELAY ;一段时间内保持输出脉冲宽度不变 LJMP PWM_LOOP2 PWM_B: RET 【例7-8】利用PCA模块进行PWM输出 PWM输出频率72kHz,在没改变CCAP0L值前,脉宽占空比不变

130 【例7-8】利用PCA模块进行PWM输出 DELAY: ;延时子程序 CLR A MOV R1, A MOV R2, A MOV R3, #80H DELAY_LOOP: NOP ; 1T时钟 DJNZ R1, DELAY_LOOP ; 4T时钟 DJNZ R2, DELAY_LOOP ; 4T时钟 DJNZ R3, DELAY_LOOP ; 4T时钟 RET END 初值R1=0, R1减1后是0FFH, 若R1≠0则转DELAY_LOOP, 所以该层循环执行256次 延时时间大约为： ((256*7+4)*256+4)*128/18.432MHz≈ 3.193s

131 【例7-9】利用PCA模块1进行高速脉冲输出。
假设晶振频率SYSclk =20MHz。 从P1.0 /CCP1输出 125.0KHz的方波脉冲。 解:可用PCA模块实现高速脉冲输出功能。 要激活高速 脉冲输出模式, CCAPM1寄存器的TOG1, MAT1和 ECOM1位必须都置位。 CCAP1L中的值应设为40HD (28H) : CCAPnL =INT(SYSclk / (4×f) + 0.5 CCAPnL=INT( /4/ )=INT(40+0.5) = 40= 28H

132 MOV CMOD, #00000010B ;CIDL= 0, 空闲模式计数继续,
汇编语言程序如下： $INCLUDE (STC15.INC) ;STC15F2K60S2寄存器定义文件 CCAPnL_Value EQU 28H ; SYSclk=20MHz,输出125KHz ORG 0000H LJMP MAIN ORG 003BH ;PCA中断入口地址 LJMP PCA_ISR ORG 0060H MAIN:MOV SP, #70H ;设置堆栈指针 例7-9利用PCA模块1进行高速输出。 ;PCA模块初始化 MOV CMOD, # B ;CIDL= 0, 空闲模式计数继续, ;PCA计数脉冲源FOSC/2; ECF = 0,禁止PCA计数器计数溢出中断

133 MOV CCON, #00H ;清除PCA计数器计数溢出中断标志CF MOV CH, #00H ;清零 PCA 计数器高8位
;停止PCA计数器计数, CR=0;清除 中断标志, CCFn=0 MOV CH, #00H ;清零 PCA 计数器高8位 MOV CL, #00H ;清零PCA 计数器低8位 ;设置模块1为高速脉冲输出模式, 脉冲在P1.0 /CCP1引脚输出 MOV CCAPM1, # B ;模块1高速输出,允许触发中断 MOV CCAP1L, #CCAPnL_Value ;给模块 1置初值28H MOV CCAP1H, #0 ;给模块 1置初值(0028H), 此句不可少 ;其它中断服务可能会使模块1高速脉冲输出的某个周期变得很大, 因此, 须将PCA中断优先级设为唯一最高级, 其它中断优先级都低。 MOV IP, # B ;PCA 中断的优先级设置为最高级 SETB EA ;开总中断 SETB CR ;将PCA 计数器打开 SJMP $ ;循环等待中断

134 PCA_ISR: ;PCA中断服务程序 PUSH ACC ;4 Clock PUSH PSW ;4 Clock CLR CCF1 ;1 Clock, 清PCA模块1中断标志 MOV A, #CCAPnL_Value ;2 Clock ADD A, CCAP1L ;3 Clock , 被比较数加步长(计数值) MOV CCAP1L, A ;3 Clock CLR A ;1 Clock ADDC A, CCAP1H ;3 Clock , 加低字节加法的进位 MOV CCAP1H, A ;3 Clock POP PSW ;3 Clock POP ACC ;3 Clock RETI ;4 Clock END 【例7-9】利用PCA模块1进行高速输出。

135 [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例
假设晶振频率SYSclk=18.432MHz, 使用STC15F2K60S2 定时器0的溢出作为PCA模块的时钟源, PCA模块0的PWM功能实现可调频率的PWM输出 (P1.1/CCP0引脚); 使用PCA模块1的16位软定时器功能实现定时，在P1.6 引脚上输出脉冲宽度5ms的方波; 在P1.5引脚上输出脉冲宽度为1秒钟的方波。 为观察程序执行效果, 可在相应输出引脚上连接发光 二极管。

136 [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例
解: PCA模块可用定时器0溢出作为时钟源, 此时, CMOD 寄存器中CPS2, CPS1和CPS0设置为(010)2。 PCA模块用作定时器时, PCA计数值的计算方法： 用定时器0溢出作PCA计数器(CH,CL)时钟源时, 可设 置定时器0每12时钟脉冲加1, 定时器0每加10次后产生1 次溢出, 即每120时钟脉冲PCA计数器[CH,CL]加1。 当[CH,CL]增到等于[CCAP1H, CCAP1L]时, CCF1=1, PCA模块1产生中断请求。 若每次PCA模块1中断后, 在中服程序中给[CCAP1H, CCAP1L]增加一个相同数值, 那么下一次中断来临的 间隔时间T也是相同的。 这个“相同的数值”就是需要计算的计数常数。 对应5ms方波定时

137 [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例
本程序, 时钟频率SYSclk =18.432MHz时, 要使PCA定时 5ms, 则PCA计数器的计数次数为： 计数次数=T/((1/ SYSclk)×120) = 0.005/((1/ ) ×120)= 768 = 300H 即每次给[CCAP1H, CCAP1L]增加数值(步长) 300H。 汇编语言程序如下： $INCLUDE (STC15.INC) ; STC15F2K60S2寄存器定义文件 CH1_5MS_H EQU 03H ;PCA模块1定时5ms常数300H高位 CH1_5MS_L EQU 00H ;PCA模块1的5ms定时常数低位 T0_ EQU 0F6H ;T0重装数值1(计数10个后溢出) T0_ EQU 0ECH ;T0重装数值2(计数20个后溢出)

138 [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例
PWM_WIDTH EQU 0FFH ;数字越大脉宽越窄,占空比越小 PWM_PULSE_WIDTH EQU 0FFH;值越大脉宽越窄(占空 比越小) COUNTER EQU 30H ;声明计数器变量,计数中断次数 LED_5MS EQU P1.6 ;5毫秒指示灯 LED_1S EQU P1.5 ;1秒钟指示灯 ORG H LJMP MAIN ORG 003BH ;PCA中断入口地址 LJMP PCA_ISR ORG H MAIN:MOV SP, #70H ;设置堆栈指针 MOV COUNTER, # ;置COUNTER计数器初值

139 [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例
MOV CMOD, # B ;PCA 在空闲模式停止 计数器 ;PCA时钟源为定时器0的溢出，禁止PCA计数器溢出时中断 MOV CCON, #00H ; PCA计数器溢出中断请求标志位CF清 0 ,CR = 0, 禁PCA计数器计数, PCA模块中断标志CCFn清0 MOV CL, #00H ; PCA 计数器清0 MOV CH, #00H ;设置模块0为 8 位 PWM 输出模式, PWM无需中断支持。脉冲在 P1.1/CCP0引脚输出 MOV CCAPM0, #42H ;设置模块0为8位PWM输出模式 MOV PCA_PWM0, #00H ; PWM 模式第9位EPC0L(H)清0 MOV CCAP0H, #PWM_PULSE_WIDTH ;设置脉宽0FFH

140 [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例
MOV CCAP1L, #CH1_5mS_L ;PCA模块1置初值CCAP1L MOV CCAP1H, #CH1_5mS_H ;PCA模块1置初值CCAP1H MOV CCAPM1, #49H ;置PCA模块1为16位软件定时器 ;ECCF1=1, 允许PCA模块1中断, ;[CH,CL]=[CCAP1H,CCAP1L] 时,产生中断请求,CCF1=1,请求中断 SETB EA ;开单片机所有中断共享的总中断控制位 SETB CR ;设置CCON启动PCA计数器[CH, CL]计数 ;初始化T0, 其溢出脉冲作PCA计数器(CH,CL)的时钟源 MOV TMOD, #02H ;置定时器0 为8位自动重装工作模式 MOV TH0, #T0_1 ;T0重装数值(计数值10溢出) MOV TL0, #T0_1 ;T0重装数值(计数值10溢出) SETB TR ;设置TCON启动定时器0 不特别设置AUXR的T0x12=0, 因其初始化默认为12分频。

141 [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例
MAIN_LOOP: MOV TH0, #T0_1 ;T0溢出率时间常数(计数值10) MOV TL0, #T0_1 MOV A, #PWM_WIDTH ;PCA模块0是8位PMM,脉宽0FFH MOV CCAP0H, A LCALL DELAY MOV TH0, #T0_2 ;修改T0溢出率时间常数(计数值20) MOV TL0, #T0_2 LCALL DELAY ;P1.1/CCP0的LED较亮 MOV TH0, #T0_1 ;T0 溢出率高(计数值10) MOV TL0, #T0_1 MOV A, #PWM_WIDTH ;PCA模块0是8位PMM,脉宽0FFH LCALL RR_A ; A带C=0循环右移, A=7FH,改变 PWM占空比 LCALL RR_A ; A带进位C清0循环右移, A=3FH MOV CCAP0H, A ;值越大,PWM占空比越小,P1.1的LED越亮 LCALL DELAY [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例 ;T0溢出率变低,接定时器脉冲的LED闪烁速度变慢, 而PWM的LED亮度未改变

142 [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例
MOV TH0, #T0_2 ;T0溢出率低(计数值20) MOV TL0, #T0_2 LCALL DELAY MOV CCAP0H, A ;值越大,PWM占空比越小,P3.5LED越亮 LCALL DELAY ;下面减小A(正脉宽),连接P1.1/CCP0的LED暗 MOV TH0, #T0_1 ;T0 溢出率高(计数值10) MOV TL0, #T0_1 MOV A, #PWM_WIDTH ;脉宽0FFH LCALL RR_A ; A带C=0循环右移, A=7FH,改变 PWM占空比 LCALL RR_A ; A带进位C清0循环右移, A=3FH LCALL RR_A ; A带进位C清0循环右移, A=1FH LCALL RR_A ; A带进位C清0循环右移, A=0FH MOV TH0, #T0_2 ;T0 溢出率低 MOV TL0, #T0_2 LJMP MAIN_LOOP ;循环 RR_A: CLR C ;下面 是循环右移子程序 RRC A RET [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例

143 [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例
PCA_ISR: ;PCA模块1的16位软定时中断服务程序 PUSH ACC PUSH PSW CPL LED_5MS ;模块1每5ms中断一次,将P1.6灯状态取反 MOV A, #CH1_5MS_L ;[CCAP1H,CCAP1L]增加一数值 ADD A, CCAP1L ;模块1捕捉/比较寄存器与步长低字节加 MOV CCAP1L, A MOV A, #CH1_5MS_H ADDC A, CCAP1H ;模块1比较寄存器与步长高字节带进位加 MOV CCAP1H, A CLR CCF1 ;清PCA模块1中断标志 DJNZ COUNTER, PCA_EXIT ;是否中断了100 次(0.5秒) MOV COUNTER, #100 ;中断100 次后, 重置COUNTER CPL LED_1S ; LED_1S(P1.5)取反, 输出脉宽 0.5 秒钟方波 PCA_EXIT: POP PSW POP ACC RETI 方波周期1秒

144 [例7-10]定时器0溢出作为PCA模块时钟输入源实例
DELAY: ;延时子程序 CLR A MOV R1, A MOV R2, A MOV R3, #80H DELAY_LOOP: NOP DJNZ R1, DELAY_LOOP DJNZ R2, DELAY_LOOP DJNZ R3, DELAY_LOOP RET END 延时时间大约为： ((256*7+4)*256+4)*128/18.432MHz≈ 3.193s