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單時鐘完成多點分別計時的實現(xiàn)和應(yīng)用

發(fā)布時間:2010-11-16 16:15    發(fā)布者:eetech
關(guān)鍵詞: 單時鐘 , 多點 , 計時 , 實現(xiàn) , 應(yīng)用
本文通過介紹只有雙時鐘的單片機(jī)系統(tǒng),在多個事件需要分別定時或延時的時候,解決一個時鐘完成多個計時延時的有效方法,通過這種方法可以達(dá)到對多個被控事件統(tǒng)一自動控制目的。

一、引言  

單片機(jī)作為嵌入式系統(tǒng)的微控制器,已經(jīng)不是新鮮的事情,作為單片機(jī)的定時/計數(shù)器的使用可以說沒有什么難度,但對于需要多個獨立計時的事件,單片機(jī)的兩個時鐘顯得有點不能滿足要求,其實不然,合理的運用內(nèi)存和標(biāo)志位可以實現(xiàn)一個定時器充當(dāng)多個計時時鐘的效果,本文以51系列單片機(jī)為例,實現(xiàn)一個時鐘控制8個獨立馬達(dá)的運行過程中,時間分別統(tǒng)計方法。  

二、單片機(jī)計數(shù)/定時器的基本原理簡介  

本文以51系列單片機(jī)為例介紹定時器的用法,定時/計數(shù)器的原理可以分為定時和計數(shù)兩部分,定時器的原理是通過設(shè)定8位或16位的定時器單元,通過給定定時器單元的初值,然后啟動定時器,于是定時器開始從初值開始累計,每增加一個數(shù)需要特定的時間,這個特定的時間是累加指令的機(jī)器周期,是由MCU的晶振的頻率決定。對于51系列的單片機(jī)機(jī)器周期是時鐘周期的1/12,也就是晶振頻率的12分頻。單片機(jī)的定時器原理上相當(dāng)于一個16位的內(nèi)存單元,通過TMOD可以設(shè)定定時/計數(shù)器的工作方式。計數(shù)值從初值計到全“1”,如果是16位方式則計數(shù)單元變成FF,此時并不產(chǎn)生中斷,當(dāng)下一個計數(shù)指令加1,導(dǎo)致存儲單元溢出,在中斷控制寄存器允許的情況下產(chǎn)生中斷,通過中斷服務(wù)程序執(zhí)行特定的任務(wù)。計數(shù)器的原理不同之處在于,不是單純的加指令,而是對外部的脈沖計數(shù),常用來測量脈沖的寬度。  

三、時鐘對多事件分別計數(shù)的具體途徑  

對于實時性要求不是很高的時間可以通過如下方式實現(xiàn)。在完成基本的定時器工作方式設(shè)定以后,也就是設(shè)定定時器的計數(shù)方式,比如16位或8位,以及計數(shù)的初始值,以及啟動中斷的方式,建議使“SETB   TR0”的方式。并且允許中斷。在中斷服務(wù)程序中,開辟存儲單元,以8個事件為例,每個事件不一定同時發(fā)生,每個事件發(fā)生以后以相同的時間延遲,再進(jìn)行下一步的任務(wù),為了完成定時延時,事件發(fā)生的時刻記作A1,A2,A3。。。。。。A10,中段服務(wù)程序中首先檢查有無這些既定的事件發(fā)生,沒有則不做任何處理,恢復(fù)計數(shù)初值后退出中斷,相反,假如檢測到AX(X=1、2、3。。。。。。)事件發(fā)生則給預(yù)先選定的對應(yīng)的內(nèi)存單元增加1,也就是執(zhí)行累加運算,比如,  

A1"50H;表示A1對應(yīng)的存儲單元是50h
A2"51H;表示A2對應(yīng)的存儲單元是51h
A3"52H;
。   。
。   。
。   。
A7  57H;   表示A7對應(yīng)的存儲單元是57h  

假如A3事件發(fā)生,則對52H內(nèi)存表示的地址單元增加1,使用的指令是“INC  52H”,可以預(yù)先計算事件延時時間與計數(shù)單元數(shù)值的關(guān)系,當(dāng)對應(yīng)的數(shù)值到了預(yù)先設(shè)定的值時,執(zhí)行下一任務(wù)。比如開關(guān)操作等等,并且恢復(fù)初始值以便繼續(xù)循環(huán)控制。這樣可以分別對A1到A7,8個任務(wù)分別計時,時間可以相同也可以不同,具體的情況可以根據(jù)中斷程序中寄存器累計的實際值與根據(jù)需要所設(shè)定的預(yù)定值比較而實現(xiàn)。  

四、典型應(yīng)用  

也許大家都看到過繁華街道上的拼圖式廣告牌吧,有十幾個或者幾十個三棱柱,通過旋轉(zhuǎn),構(gòu)成不同的畫面,在每幅畫面都停留一段時間,這正好是上面介紹的情況,當(dāng)一個棱柱的某個畫面轉(zhuǎn)到特定的角度,比如正對馬路的方向,該畫面必須停留,等所有與此畫面相連接而能拼成完整畫面的其他柱面到來,也就是從柱面開始啟動到下一次停下來需要所有畫面經(jīng)過相同的時間,然而所有的主面不可能同時啟動,可能為了形成某種觀賞效果,有意依次啟動,或由中間開始啟動,逐漸向兩邊延伸,等等,所有這些事件的轉(zhuǎn)動控制實質(zhì)就是定時控制,先啟動,先停止。最終保證所有的畫面構(gòu)成一幅完整的畫面,而且必須是一個平面,我通過這種方法成功地完成了8組和15組轉(zhuǎn)動馬達(dá)的起?刂疲瑢嵺`證明這種方法簡單可行。部分原程序如下所示;玖鞒毯筒糠殖绦虼a如下。  


  




  
以下是定時中斷服務(wù)程序的全部代碼,可以完成對8個事件的時間統(tǒng)計,并在時間滿足條件時,調(diào)用子程序OUT01,是對外部開關(guān)的控制指令。通過這段程序,成功實現(xiàn)了一個定時器對多個事件的自動運行控制(以下程序僅供參考)。  

TIME0:  CLR   TR0
PUSH  PSW
PUSH  ACC
MOV   TL0,#22H;定時100ms重新啟動定時器0
MOV   TH0,#1CH
   
LINSHI: MOV   A,2AH
CJNE   A,#0FFH,DEA
SETB   TR0
POPACC
POPPSW   
RETI
   
DEA:MOV   A,2AH
CJNE  A,#00H,DE1
MOV   A,2CH
CJNE  A,#00H,DE1
;SETB  TR0
POP   ACC
POP   PSW   
RETI
DE1:JNB   2AH.0,DEAL1
DE2:JNB   2AH.1,DEAL2
DE3:JNB   2AH.2,DEAL3
DE4:JNB   2AH.3,DEAL4I
DE5:JNB   2AH.4,DEAL5I
DE6:JNB   2AH.5,DEAL6I
DE7:JNB   2AH.6,DEAL7I
DE8:JNB   2AH.7,DEAL8I
LJMP  FINISH
  
DEAL4I: LJMP  DEAL4
DEAL5I: LJMP  DEAL5
DEAL6I: LJMP  DEAL6
DEAL7I: LJMP  DEAL7  
DEAL8I: LJMP  DEAL8
DEAL1:  JNB   2CH.0,DE2
INC   50H
MOV   A,50H
CJNE  A,#20,DE2
CLR   2CH.0
LCALL OUT01
mov   50h,#00h
LJMP  DE2
DEAL2:  JNB   2CH.1,DE3
INC   51H
MOV   A,51H
CJNE  A,#20,DE3
CLR   2CH.1
LCALL OUT01
MOV   51H,#00H
LJMP  DE3   
DEAL3:JNB   2CH.2,DE4
INC   52H
MOV   A,52H
CJNE  A,#20,DE4
CLR   2CH.2
LCALL OUT01
MOV   52H,#00H
LJMP  DE4
DEAL4:JNB   2CH.3,DE5I
INC   53H
MOV   A,53H
CJNE  A,#20,DE5I
CLR   2CH.3
LCALL OUT01
MOV   53H,#00H
DE5I:   LJMP  DE5
DEAL5: JNB   2CH.4,DE6I
INC   54H
MOV   A,54H
CJNE  A,#20,DE6I
CLR   2CH.4
MOV   54H,#00H
LCALL OUT01
DE6I:   LJMP  DE6
DEAL6:  JNB   2CH.5,DE7I
  INC   55H
MOV   A,55H
CJNE  A,#20,DE7I
CLR   2CH.5
LCALL OUT01
MOV   55H,#00H
DE7I:   LJMP  DE7
DEAL7:  JNB   2CH.6,DE8I
INC   56H
MOV   A,56H
CJNE  A,#20,DE8I
CLR   2CH.6
LCALL OUT01
MOV   56H,#00H
DE8I:   LJMP  DE8
DEAL8: JNB   2CH.7,FINISH
INC   57H
MOV   A,57H
CJNE  A,#20,FINISH
CLR   2CH.7
LCALL OUT01
MOV   57H,#00H  

FINISH: MOV   A,2CH
CJNE  A,#00H,TUI

  
SETB  TR0;SETB  TR0
POP   ACC
POP   PSW
RETI
TUI:SETB  TR0;開定時器   
POP   ACC
POP   PSW   
RETI
OUT01:  MOV  A,2CH
MOV  P2,A
CLR  G0
LCALLDELAY
CLR  CLOCK
LCALLDELAY
SETB CLOCK
NOP

CLR  CLOCK
SETB G0
LCALLDELAY
RET
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