10 4.104 8051 9 Acquy adc pic All datasheet ALTIUM Altium Designer AM-FM Arduino ARM ARM là gì Ấn Tượng Bản tin công nghệ Bản tin Thiết Bị Số Barobo bất động sản biến Binary Bit board lpc2378 Bộ chuyển đổi ADC Bộ Đếm Bộ điều khiển cửa cuốn Bộ Định Thời Buy Khóa Số Điện Tử Buy Mạch đếm sản phẩm Buy Mạch giao thông Buy Mạch nạp Buy Matrix Byte C cho AVR các hàm vào ra các loại lõi arm các mạch DAC cơ bản các ngắt trong pic Cách đọc điện trở Cách Đọc Giá Trị Điện Trở Cách đọc giá trị tụ điện Cách hàn linh kiện dán cách làm mạch khóa số cách tạo linh kiện dán cad/cam Cài Đặt cài đặt proteus 8 cảm biến Cấu Kiện Logic Khả Trình cấu tạo cấu trúc arm cấu trúc lệnh CCS Chân chân Transistor Chip Khả Trình chuyển đổi Chuyển đổi số tương tự Chuyển Đổi Tương Tự/Số - ADC Chuyển động số chương trình City Clip Điện Tử Code 8051 - ASM Code 8051 - C Code 8051-C code ASM code ASM mẫu 8086 Code AVR - C code C Code Lập Trình Code led sao băng code maupic code mẫu 8051 Code Mẫu 8086 Code Mẫu cho ARM - LPC1343 code mẫu pic Code PIC - C codemaupic Counter Cổng Vào Ra Cơ Bản Cuộn Cảm Cửa cuốn DA DAC Debug Decimal Delay8051 Dev-C++ Diode DIY Dò đường Do It Yourself doanh nghiệp Download DTMF Mobile đảo chiều động cơ Điện Trở Điện Tử Điện Tử Cơ Bản điều chế độ rộng xung điều chế xung PWM điều khiển bằng điện thoại Điều khiển cửa cuốn Điều khiển cửa cuốn bằng điện thoại điều khiển động cơ đo điện áp đo nhiệt độ đo nhiệt độ hiển thị lên lcd trên 8051 Đo Nhiệt Độ LM35 + LCD Đo Nhiệt Độ LM35 + Led 7 thanh đọc màu điện trở đồ chơi động cơ chân không Động cơ nhiên liệu Động cơ robo đồng hồ thời gian thực Ebook Đại Học ebook điện tử Ebook đồ án Ebook Tin Học Encoder Encoder là gì Full Giải Thuật Giải thuật PID Giáo Dục giao tiếp i2c pic 16f877a giao tiếp i2c pic16f877a với ic ds1307 giao tiếp máy tính qua rs232 Giao Tiếp Máy Tính VB6 giao tiếp rs232 giao tiếp spi giữa 2 pic giao tiếp spi trong pic Giáo Trình Điện Tử Giới thiệu 8051 Giới thiệu cơ bản GPIO Graphic Design hàm Hàn linh kiện dán Hexadecimal Hệ Hexa Hệ Nhị Phân Hệ Thập Lục Phân Hệ Thập Phân hiển thị lên lcd 16x2 Hoạt Động Học Học 8051 qua các ví dụ đơn giản Học ALtium Designer học AVR Học Corel Draw X3 Học Eagle HỌC LẬP TRÌNH 16F877A Học Lập Trình 8051 Học Lập Trình C Học Orcad Học Protues hoc-lam-robot-do-duong-qua-video Hồng ngoại hướng dẫn hướng dẫn Altium Designer hướng dẫn đo đồng hồ VOM hướng dẫn keil - C lập trình 8051 hướng dẫn làm led sao băng hướng dẫn làm led trái tim hướng dẫn lập trình ARM Hướng Dẫn Lập Trình ARM - LPC1343 hướng dẫn lập trình ARM-LPC2378 hướng dẫn lập trình CCS hướng dẫn lập trình PIC Hướng Dẫn Led Trái Tim hướng dẫn module sim548c hướng dẫn sử dụng keil hướng dẫn sử dụng proteus 8 Hyper Terminal hercules 3.2.4 I/O IC 555 IC 7447 IC 74HC151 IC 74HC154 IC 74HC245 IC 74HC595 IC 74LS138 IC DS1307 IC đồng hồ thời gian thực IC LM324 IC LM342 IC LM7805 IC số IC số opamp LM324 IC Thông Dụng IC555 Interrupt Keil 4 Full keil arm Keil C Keil uVision3 kế toán kiểm toán khái niệm Khái Niệm Cơ Bản khóa điện tử khóa số dùng 8051 khóa số dùng 89s52 Khóa Số Điện Tử khuếch đại kiểm tra Kinh doanh maketing kinh tế quản lí Kỹ Thuật Kỹ Thuật Vi Xử Lý làm mạch điện lý thú Làm quen AVR Lap Trinh Dieu Khien Robot Lập Trình lập trình 8051 Lập Trình AVR Lập Trình C lập trình c++ Lập Trình Led Quảng Cáo Lập Trình Nhúng Lập trình pic Lập trình Robot Lập Trình Vi Điều Khiển Lập Trình Với AVR Studio LCD 16x2 Lcd16x2 Led Clock Led Quay led sao băng led trai tim Led Trái Tim Lịch sử ra đời Linh Kiện Cơ Bản linh kiện điện tử Loa LPC 2378 LSB lý thú Mã AVR - C Mạch 7seg Mạch Amply.Mạch Loa Mạch Autorobo Mạch bảo vệ Mạch Cảm Biến mạch cảm ứng sờ tay Mạch Cầu H Mạch cube Mạch Đếm Sản Phẩm Mạch điện cơ bản Mạch điện hay Mạch Điện Ứng Dụng Mạch Điều khiển động cơ Mạch Động Cơ Mạch đồng hồ Mạch đồng hồ 4 led Mạch giao thông Mạch IC số Mạch in mạch khóa số mạch khuếch đại thuật toán mạch led chúc mừng năm mới mạch led đẹp Mạch Led đơn Mạch Led Quảng Cáo mach led trai tim mạch led trái tim Mạch Led Vumeter mạch lý thú Mạch Ma trận Phím Mạch Matrix Mạch nạp Mạch nguồn Mạch Nút Bấm mạch sóng rf mạch tăng áp Mạch thu phát Mạch tổ hợp MSI Mạch trái tim Mạch Vi điều khiển Microbicho module module GSM/GPS Module Sim548 Module Sim548 giao tiếp với vi điều khiển PIC Module Sim548C Mosfet Motor Mô Phỏng Phần Cứng Mô Tả Phần Cứng MSB mua led sao băng News Ngắt Ngắt Trong LPC23xx ngân hàng Ngôn Ngữ Ngôn Ngữ C Ngôn Ngữ Tự Học Lập Trình C Ngôn Ngữ VHDL Nguyên Lý nguyên lý ic 555 Nguyên Tắc nháy led Nhập môn C Nhỏ Gọn Nibble opamp People Phần Mềm phần mềm altium Designer Phần mềm điện tử Phần Mềm Điện Tử Phần Mềm Điện Tử Hay Phần Mềm Hay Phần Mềm Led Quảng Cáo phần mềm proteus 8 Phần mềm vi tính Phần Mền Phương pháp hàn linh kiện dán PIC pic16f877a Print Design Proteus Proteus 7.8 SP2 FULL PWM quà tặng bạn gái quà tặng độc đáo quản trị doanh nghiệp quản trị kinh doanh quét led 7 đoạn Relay robocon Robot ROBOT DÒ ĐƯỜNG rút gọn mạch logic tổ hợp Sach Dien Tu Sản Phẩm Thú Vị Sản Phẩm Thương Mại Sáng tạo Short Smart Home SMD sơ đồ nguyên lý spi Sports Sử Dụng Sử Dụng Đồng Hồ sử dụng đồng hồ VOM sử dụng ngắt trong pic sự khác nhau Sức mạnh số Tải tài chính tài chính doanh nghiệp tài chính ngân hàng Tài Khoản Chia Sẻ Tài Liệu Tài Liệu 8051 tài liệu avr Tài liệu Điện Tử Tài Liệu Pic Tài liệu robocon tài liệu về ngân hàng Tài Liệu Vi Điều Khiển tailieuvn Tạo cổng Com ảo Tạo cổng nối tiếp ảo tạo dự án trong keil arm Tạo Project trong Vi Xử Lý ARM tạo thư viện altium designer tạo xung vuông Tạp chí Tạp Chí Hay tăng áp Tập lệnh AT Team Support TEAMPLATE PROTEUS Test thị trường tài chính Thiết Bị Thú Vị Thiết kế robot Thiết lập Fuse Bits Thiết Lập Pin Thuật Toán Thuật Toán Điều Khiển PID Thuật Toán Quine MCCluskey Thư viện Protues Thực Hành Thyristor Timer Timer/Counter Tin Học Chia Sẻ Tổ Chức Bộ Nhớ tổng quan về proteus 8 Transistor Tranzito Tranzitor Trao đổi học tập Travel Trình Biên Dịch Trình Dịch Trong Suốt Truyền Thông Nối Tiếp Không Đồng Bộ- UART truyền thông nối tiếp RS232 Tụ điện TUT - 8051 - ASM TUT - 8051 - KeilC tự hành Tự Học C Tự Học Lập Trình C Tý hon UART Update USB Ứng Dụng Led Quảng Cáo ứng dụng mạch khuếch đại thuật toán vẽ mạch in vẽ mạch nguyên lý VHDL Vi Điều Khiển Vi điều khiển - Ứng dụng vi điều khiển PIC Vi mạch số Vi Xử Lý Vi Xử Lý 8051 Vi Xử Lý 8086 Vi Xử Lý ARM Vi Xử Lý PIC Video Video Mach Điện Virtual Serial Port Driver VOM vxl Web Design xác định góc quay động cơ xử lý chuỗi

Mục tiêu

Kết thúc bài học này, bạn sẽ nắm được:

Ø  Bộ đếm, bộ định thời là gì?
Ø  Các thanh ghi liên quan
Ø  Cách thức hoạt động của bộ đếm/bộ định thời
Ø  Các bước lập trình bộ đếm/bộ định thời

Giới thiệu

Bộ đếm/Bộ định thời: Đây là các ngoại vi được thiết kế để thực hiện một nhiệm vụ đơn giản: đếm các xung nhịp. Mỗi khi có thêm một xung nhịp tại đầu vào đếm thì giá trị của bộ đếm sẽ được tăng lên 01 đơn vị (trong chế độ đếm tiến/đếm lên) hay giảm đi 01 đơn vị (trong chế độ đếm lùi/đếm xuống).
Xung nhịp đưa vào đếm có thể là một trong hai loại:

Ø  Xung nhịp bên trong IC: Đó là xung nhịp được tạo ra nhờ kết hợp mạch dao động bên trong IC và các linh kiện phụ bên ngoài nối với IC. Trong trường hợp sử dụng xung nhịp loại này, người ta gọi là các bộ định thời (timers). Do xung nhịp bên loại này thường đều đặn nên ta có thể dùng để đếm thời gian một cách khá chính xác.
Ø  Xung nhịp bên ngoài IC: Đó là các tín hiệu logic thay đổi liên tục giữa 02 mức 0-1 và không nhất thiết phải là đều đặn. Trong trường hợp này người ta gọi là các bộ đếm (counters). Ứng dụng phổ biến của các bộ đếm là đếm các sự kiện bên ngoài như đếm các sản phầm chạy trên băng chuyền, đếm xe ra/vào kho bãi…

Một khái niệm quan trọng cần phải nói đến là sự kiện “tràn” (overflow). Nó được hiểu là sự kiện bộ đếm đếm vượt quá giá trị tối đa mà nó có thể biểu diễn và quay trở về giá trị 0. Với bộ đếm 8 bit, giá trị tối đa là 255 (tương đương với FF trong hệ Hexa) và là 65535 (FFFFH) với bộ đếm 16 bit.

            8051 có 02 bộ đếm/bộ định thời. Chúng có thể được dùng như các bộ định thờiđể tạo một bộ trễ thời gian hoặc như các bộ đếm để đếm các sự kiện xảy ra bên ngoài bộ VĐK. Trong bài này chúng ta sẽ tìm hiểu về cách lập trình cho chúng và sử dụng chúng như thế nào. Phần 1 là Lập trình bộ định thời, và phần 2 là Lập trình cho bộ đếm.

1. Các bộ định thời của 8051

            8051 có hai bộ định thời là Timer 0 và Timer 1, ở phần này chúng ta bàn về các thanh ghi của chúng và sau đó trình bày cách lập trình chúng như thế nào để tạo ra các độ trễ thời gian.

1.1 Các thanh ghi cơ sở của bộ định thời

            Cả hai bộ định thời Timer 0 và Timer 1 đều có độ dài 16 bit được truy cập như hai thanh ghi tách biệt byte thấp và byte cao. Chúng ta sẽ bàn riêng về từng thanh ghi.

1.1.1 Các thanh ghi của bộ Timer 0

            Thanh ghi 16 bit của bộ Timer 0 được truy cập như byte thấp và byte cao:

Ø  Thanh ghi byte thấp được gọi là TL0 (Timer0 Low byte).
Ø  Thanh ghi byte cao được gọi là TH0 (Timer0 High byte).

Các thanh ghi này có thể được truy cập, hoặc được đọc như mọi thanh ghi khác chẳng hạn như A, B, R0, R1, R2 v.v...


Hình 1: Các thanh ghi của bộ Timer 0

1.1.2 Các thanh ghi của bộ Timer 1

            Giống như timer 0, bộ định thời gian Timer 1 cũng dài 16 bit và thanh ghi 16 bit của nó cũng được chia ra thành hai byte là TL1 và TH1. Các thanh ghi này được truy cập và đọc giống như các thanh ghi của bộ Timer 0 ở trên.


Hình 2: Các thanh ghi của bộ Timer 1.

1.1.3 Thanh ghi TMOD

            Cả hai bộ định thời Timer 0 và Timer 1 đều dùng chung một thanh ghi được gọi là TMOD: để thiết lập các chế độ làm việc khác nhau của bộ định thời.

Thanh ghi TMOD là thanh ghi 8 bit gồm  có:

Ø  4 bit thấp để thiết lập cho bộ Timer 0.
Ø  4 bit cao để thiết lập cho Timer 1.

Trong đó:

Ø  2 bit thấp của chúng dùng để thiết lập chế độ của bộ định thời.
Ø  2 bit cao dùng để xác định phép toán.

  
Hình 3: Thanh ghi TMOD.

1.1.3.1 Các bit M1, M0

            Là các bit chế độ của các bộ Timer 0 và Timer 1. Chúng chọn chế độ của các bộ định thời: 012 và 3 như bảng dưới. Chúng ta chỉ tập chung vào các chế độ thường được sử dụng rộng rãi nhất là chế độ 1 và chế độ 2. Chúng ta sẽ sớm khám phá ra các đặc tính của các chế độ này sau khi khám phần còn lại của thanh ghi TMOD. Các chế độ được thiết lập theo trạng thái của M1 và M0 như sau:

M1
M0
Chế độ
Chế độ hoạt động
0
0
0
Bộ định thời 13 bit:8 bit  là bộ định thời/bộ đếm, 5 bit đặt trước.
0
1
1
Bộ định thời 16 bit: không có đặt trước.
1
0
2
Bộ định thời 8 bit: tự nạp lại.
1
1
3
Chế độ bộ định thời chia tách.
Bảng 1: Các chế độ hoạt động của bộ đếm/bộ định thời

1.1.3.2 Bit C/T (Counter/Timer)

            Bit này trong thanh ghi TMOD được dùng để quyết định xem bộ định thời được dùng như một máy tạo độ trễ hay bộ đếm sự kiện. Nếu bit C/T = 0 thì nó được dùng như một bộ định thời tạo độ trễ thời gian.

Ví dụ 1:
TMOD = 0000 0001 (01H) : chế độ 1 của bộ định thời Timer 0 được chọn.
TMOD = 0010 0000 (20H) : chế độ 2 của bộ định thời Timer 1 được chọn.
TMOD = 0001 0010 (12H) : chế độ 1 của bộ định thời Timer 1 và chế độ 2 của Timer 0 được chọn.

            Nguồn đồng hồ cho chế độ trễ thời gian là tần số thạch anh của 8051. Điều đó có nghĩa là độ lớn của tần số thạch anh đi kèm với 8051 quyết định tốc độ nhịp của các bộ định thời trên 8051. Tần số của bộ định thời luôn bằng 1/12 tần số của thạch anh gắn với 8051.


Hình 4: Tần số của bộ đếm/bộ định thời

Ví dụ 2:

Tần số thạch anh
Tần số bộ định thời
Chu kỳ bộ định thời
20MHz
20MHz/12=1,6666MHz
1/1,6666MHz=0,6us
12MHz
12MHz/12=1MHz
1/1MHz=1us
11,0592MHz
11,0592MHz/12=0,9216MHz
1/0,9216MHz=1,085us
Bảng 2: Một số tần số thông dụng

            Mặc dù các hệ thống 8051 có thể sử dụng tần số thạch anh từ 10 đến 40MHz, song ta chỉ tập trung vào tần số thạch anh 11,0592MHz. Lý do đằng sau một số lẻ như vậy là tốc độ baud đối với truyền thông nối tiếp của 8051. Tần số XTAL = 11,0592MHz cho phép hệ thống 8051 truyền thông với PC mà không có lỗi.

1.1.3.3 Bit cổng GATE

            Một bit khác của thanh ghi TMOD là bit cổng GATE. Để ý trên hình 3 ta thấy cả hai bộ định thời Timer0 và Timer1 đều có bit GATE. Vậy bit GATE dùng để làm gì? Mỗi bộ định thời thực hiện điểm khởi động và dừng. Một số bộ định thời thực hiện điều này bằng phần mềm, một số khác bằng phần cứng và một số khác vừa bằng phần cứng vừa bằng phần mềm. Các bộ định thời trên 8051 có cả hai:

Ø  Việc khởi động và dừng bộ định thời được khởi động bằng phần mềm bởi cácbit khởi động bộ định thời TR là TR0 và TR1. Điều này có được nhờ các lệnh Set bit TR0 lên 1 (khởi động bộ định thời) hoặc Clear bit TR0 (dừng bộ định thời) đối với Timer 0, và tương tự TR1 đối với Timer 1Các lệnh này có tác dụng khi bit GATE = 0 trong thanh ghi TMOD.
Ø  Việc khởi động và ngừng bộ định thời bằng phần cứng từ nguồn ngoài bằng cách đặt bit GATE = 1 trong thanh ghi TMOD.

Tuy nhiên, để tránh sự lẫn lộn ngay từ bây giờ ta đặt GATE = 0 có nghĩa là không cần khởi động và dừng các bộ định thời bằng phần cứng từ bên ngoài.

Ví dụ 3:
TMOD = 0000 0010: Bộ định thời là Timer0, chế độ 2, C/T = 0 dùng nguồn XTAL, GATE = 0 dùng phần mềm để khởi động và dừng bộ định thời.

            Như vậy, bây giờ chúng ta đã có hiểu biết cơ bản về vai trò của thanh ghi TMOD, chúng ta sẽ xét từng chế độ của bộ định thời và cách chúng được lập trình như thế nào để tạo ra một độ trễ thời gian.

1.2 Lập trình cho chế độ 1

            Dưới đây là những bước hoạt động của timer ở chế độ 1:

Ø  Đây là bộ định thời 16 bit, do vậy nó cho phép các giá trị 0000 đến FFFFHđược nạp vào các thanh ghi TL và TH của bộ định thời.
Ø  Sau khi TL và TH được nạp một giá trị khởi tạo 16 bit thì bộ định thời phải được khởi động. Điều này được thực hiện bởi việc SET bit TR0 đối vớiTimer 0 và SET bit TR1 đối với Timer 1.
Ø  Sau khi bộ định thời được khởi động, nó bắt đầu đếm lên. Nó đếm lên cho đến khi đạt được giới hạn FFFFH của nó. Sau đó, khi nó quay từ FFFFH về 0000thì nó bật lên bit cờ TF được gọi là cờ bộ định thời. Cờ bộ định thời này có thể được hiển thị. Khi cờ bộ định thời này được thiết lập, để dừng bộ định thời: ta thực hiện xóa các bit TR0 đối với Timer 0 hoặc TR1 đối với Timer 1. Ở đây cũng cần phải nhắc lại là đối với mỗi bộ định thời đều có cờ TF riêng của mình: TF0 đối với Timer 0 và TF1 đối với Timer 1.
Ø  Sau khi bộ định thời đạt được giới hạn của nó là giá trị FFFFH, muốn lặp lại quá trình thì các thanh ghi TH và TL phải được nạp lại với giá trị ban đầu và cờTF phải được xóa về 0.


Hình 5: Timer/counter chế độ 1

1.2.1 Các bước lập trình ở chế độ 1

            Để tạo ra một độ trễ thời gian dùng chế độ 1 của bộ định thời thì cần phải thực hiện các bước dưới đây:
1.      Nạp giá trị TMOD cho thanh ghi báo độ định thời nào (Timer0 hay Timer1) được sử dụng và chế độ nào được chọn.
2.      Nạp các thanh ghi TL và TH với các giá trị đếm ban đầu.
3.      Khởi động bộ định thời.
4.      Duy trì kiểm tra cờ bộ định thời TF bằng một vòng lặp để xem nó được bật lên 1 không. Thoát vòng lặp khi TF được lên cao.
5.      Dừng bộ định thời.
6.      Xoá cờ TF cho vòng kế tiếp.
7.      Quay trở lại bước 2 để nạp lại TL và TH.

Công thức tính toán độ trễ sử dụng chế độ 1 (16 bit) của bộ định thời đối với tần số thạch anh XTAL = f (MHz):

a) Tính theo số Hex
b) Tính theo số thập phân
(FFFF - YYXX + 1)*12/f (ms) trong đó YYXX là các giá trị khởi tạo của TH, TL tương ứng. Lưu ý rằng các giá trị YYXX là theo số Hex.
Chuyển đổi các giá trị YYXX của TH, TL về số thập phân để nhận một số thập phân NNNNN sau đó lấy (65536 – NNNNN)*12/f (ms).
Bảng 3: Công thức tính độ trễ thời gian theo tần số XTAL (f)

Ví dụ 4:
            Trong chương trình dưới đây ta tạo ra một sóng vuông với độ đầy xung 50% (cùng tỷ lệ giữa phần cao và phần thấp) trên chân P1.5. Bộ định thời Timer0 được dùng để tạo độ trễ thời gian:

#include                      //khai báo thư viện cho VĐK 89x51
void delay(void);                             //khi báo nguyên mẫu hàm con tạo trễ
main()
{
            P1_5=1;                                 //khởi tạo chân P1_5 ở mức cao
            while(1)                                 //vòng lặp vô hạn
            {
                        delay();                      //chương trình con tạo trễ
                        P1_5=~P1_5;            //đảo tín hiệu chân P1_5
            }
}
void delay(void)                              //định nghĩa hàm delay
{
                        TMOD=0x01;           //chọn timer0, chế độ 1, 16Bit
                        TL0=0xF2;                //nạp giá trị cho TL0
                        TH0=0xFF;                //nạp giá trị cho TH0
                        TR0=1;                       //khởi động timer0
                        while(!TF0){}           //vòng lặp kiểm tra cờ TF0
                        TR0=0;                       //ngừng timer0
                        TF0=0;                       //xóa cờ TF0
}

Trong chương trình chính (hàm main) thực hiện gọi hàm con delay() tạo trễ, và đảo liên tục tín hiệu đầu ra ở chân P1_5.
            Trong chương trình con delay() trên đây chú ý các bước sau:
1.      TMOD được nạp.
2.      Giá trị FFF2H được nạp và TH0 - TL0
3.      Bộ định thời Timer0 được khởi động bởi lệnh Set bit TR0.
4.      Bộ Timer0 đếm lên 01 sau mỗi chu kỳ của timer. Khi bộ định thời đếm tăng qua các trạng thái FFF3, FFF4 ... cho đến khi đạt giá trị FFFFH là nó quay về 0000H và bật cờ bộ định thời TF0 = 1. Tại thời điểm này vòng lặp kiểm tra cờ TF0 mới được thoát ra.
5.      Bộ Timer0 được dừng bởi lệnh clear bit TR0.
6.      Cờ TF0 cũng được xóa, sẵn sàng cho chu trình tiếp theo.

Lưu ý rằng để lặp lại quá trình trên ta phải nạp lại các thanh ghi TH và TL và khởi động lại bộ định thời (đơn giản là ta gọi lại hàm delay()).


Hình 6: Một chu trình đếm của timer0

Tính toán độ trễ tạo ra bởi bộ định thời ở chương trình trên với tần số XTAL=11,0592MHz:
            Bộ định thời làm việc với tần số đồng hồ bằng 1/12 tần số XTAL, do vậy ta có 11,0592MHz/12=0,9216MHz là tần số của bộ định thời. Kết quả là mỗi nhịp xung đồng hồ có chu kỳ T=1/0,9216MHz=1,085us. Hay nói cách khác, bộ Timer0 tăng 01 đơn vị sau 1,085ms để tạo ra bộ trễ bằng số_đếm´1,085ms.
            Số đếm bằng FFFFH - FFF2H = ODH (13 theo số thập phân). Tuy nhiên, ta phải cộng 1 vào 13 vì cần thêm  một nhịp đồng hồ để nó quay từ FFFFH về 0000H và bật cờ TF. Do vậy, ta có 14 ´ 1,085ms = 15,19ms cho nửa chu kỳ và cả chu kỳ là T = 2 ´ 15,19ms = 30, 38ms là thời gian trễ được tạo ra bởi bộ định thời.

            Tuy nhiên, trong tính toán độ trễ ở trên ta đã không tính đến tổng phí các lệnh cài đặt timer0, các lệnh kiểm tra trong vòng lặp, gọi hàm con… Chính các câu lệnh này làm cho độ trễ dài hơn, dẫn đến tần số của xung vuông ở đầu ra P1_5 không còn đúng như tính toán ở trên. Đây là nhược điểm của C trong lập trình VĐK. Tùy vào từng chương trình biên dịch, mỗi lệnh của C sẽ được biên dịch ra số lệnh ASM khác nhau, để tính toán chính xác ta phải tính cả tổng phí từng dòng lệnh ASM.

1.2.2 Tìm các giá trị cần được nạp vào bộ định thời

            Giả sử rằng chúng ta biết lượng thời gian trễ mà ta cần thì câu hỏi đặt ra là làm thế nào để tìm ra được các giá trị cần thiết cho các thanh thi TH và TL. Để tính toán các giá trị cần được nạp vào các thanh ghi TH và TL chúng ta hãy nhìn vào ví dụ sau với việc sử dụng tần số dao động XTAL = 11. 0592MHz đối với hệ thống 8051.

            Các bước để tìm các giá trị của các thanh ghi TH và TL:
1.      Chia thời gian trễ cần thiết cho 1.085ms
2.      Thực hiện 65536 - n với n là giá trị thập phân nhận được từ bước 1.
3.      Chuyển đổi kết quả ở bước 2 sang số Hex: ta có YYXX là giá trị Hexa ban đầu cần phải nạp vào các thanh ghi bộ định thời.
4.      Đặt TL = XX và TH = YY.

Ví dụ 5:
            Giả sử tần số XTAL = 11.0592MHz. Hãy tìm các giá trị cần được nạp vào các thanh ghi vào các thanh ghi TH và TL nếu ta muốn độ thời gian trễ là 5ms.
Lời giải:
            Vì tần số XTAL = 11.0592MHz nên bộ đếm tăng sau mỗi chu kỳ 1.085ms. Điều đó có nghĩa là phải mất rất nhiều khoảng thời gian 1,085ms để có được một xung 5ms. Để có được ta chia 5ms cho 1.085ms và nhận được số n = 4608 nhịp. Để nhận được giá trị cần được nạp vào TL và TH thì ta tiến hành lấy 65536 trừ đi 4608 bằng 60928. Ta đổi số này ra số hex thành EE00H. Do vậy, giá trị nạp vào TH là EE Và TL là 00.

void delay(void)                              //định nghĩa hàm delay
{
                        TMOD=0x01;           //chọn timer0 chế độ 1 16Bit
                        TL0=0x00;                //nạp giá trị cho TL0
                        TH0=0xEE;               //nạp giá trị cho TH0
                        TR0=1;                       //khởi động timer0
                        while(!TF0){}           //vòng lặp kiểm tra cờ TF0
                        TR0=0;                       //ngừng timer0
                        TF0=0;                       //xóa cờ TF0
}

Ví dụ 6:
            Giả sử ta có tần số XTAL là 11,0592MHz. Hãy tìm các giá trị cần được nạp vào các thanh ghi TH và TL để tạo ra một sóng vuông tần số 2kHz.
Xét các bước sau:
1. T = 1/f = 1/2KHz = 500us là chu kỳ của sóng vuông.
2.  Khoảng thời gian phần cao và phần thấp là: T/2 = 250ms.
3.      Số nhịp cần trong thời gian đó là:250us/1,085us = 230. Giá trị cần nạp vào các thanh ghi cần tìm là 65536 - 230 = 65306 và ở dạng hex là FF1AH.
4.      Giá trị nạp vào TL là 1AH, TH là FFH.
Chương trình cần viết là:

void delay(void)                              //định nghĩa hàm delay
{
                        TMOD=0x10;           //chọn timer1 chế độ 1 16Bit
                        TL1=0x1A;               //nạp giá trị cho TL1
                        TH1=0xFF;                //nạp giá trị cho TH1
                        TR1=1;                       //khởi động timer1
                        while(!TF1){}           //vòng lặp kiểm tra cờ TF1
                        TR1=0;                       //ngừng timer1
                        TF1=0;                       //xóa cờ TF1
}

1.3 Chế độ 0

            Chế độ 0 hoàn toàn giống chế độ 1 chỉ khác là bộ định thời 16 bit được thay bằng13 bit. Bộ đếm 13 bit có thể giữ các giá trị giữa 0000 đến 1FFFF trong TH - TL. Do vậy khi bộ định thời đạt được giá trị cực đại của nó là 1FFFH thì nó sẽ quay trở về 0000và cờ TF được bật lên.

1.4 Lập trình cho chế độ 2

            Dưới đây là những bước hoạt động của timer ở chế độ 2:

Ø  Nó là một bộ định thời 8 bit, do vậy nó chỉ cho phép các giá trị từ 00 đến FFHđược nạp vào thanh ghi TH của bộ định thời.
Ø  Sau khi 2 thanh ghi TH và TL được nạp giá trị ban đầu thì bộ định thời phải được khởi động.
Ø  Sau khi bộ định thời được khởi động, nó bắt đầu đếm tăng lên bằng cách tăng thanh ghi TL. Nó đếm cho đến khi đại giá trị giới hạn FFH của nó. Khi nó quay trở về 00 từ FFH, nó thiết lập cờ bộ định thời TF. Nếu ta sử dụng bộ định thời Timer0 thì đó là cờ TF0, còn Timer1 thì đó là cờ TF1.
Ø  Khi thanh ghi TL quay trở về 00 từ FFH, cờ TF được bật lên 1 thì thanh ghi TLđược tự động nạp lại với giá trị sao chép từ thanh ghi TH. Để lặp lại quá trình chúng ta đơn giản chỉ việc xoá cờ TF và để cho nó chạy mà không cần sự can thiệp của lập trình viên để nạp lại giá trị ban đầu. Điều này làm cho chế độ 2 được gọi là chế độ tự nạp lại so với chế độ 1 (phải nạp lại các thanh ghi TH và TL).


Hình 7: Timer/counter chế độ 2

Cần phải nhấn mạnh rằng: chế độ 2 là bộ định thời 8 bit. Tuy nhiên, nó lại có khả năng tự nạp, khi tự nạp lại thì giá trị ban đầu của TH được giữ nguyên, còn TL được nạp lại giá trị sao chép từ TH.

Chế độ này có nhiều ứng dụng, bao gồm việc thiết lập tần số baud trong truyền thông nối tiếp.

1.4.1 Các bước lập trình cho chế độ 2

Để tạo ra một thời gian trễ sử dụng chế độ 2 của bộ định thời cần thực hiện các bước sau:
1.      Nạp thanh ghi giá trị TMOD để báo bộ định thời gian nào (Timer0 hay Timer1) được sử dụng và chế độ làm việc nào của chúng được chon.
2.      Nạp lại thanh ghi TH và TL với giá trị đếm ban đầu.
3.      Khởi động bộ định thời.
4.      Duy trì kiểm tra cờ bộ định thời TF bằng cách sử dụng một vòng lặp để xem nó đã được bật chưa. Thoát vòng lặp khi TF lên cao.
5.      Dừng bộ định thời.
6.      Xoá cờ TF.
7.      Quay trở lại bước 3. Vì chế độ 2 là chế độ tự nạp lại.

Ví dụ 7 minh hoạ những điều này:

Ví dụ 7:
#include                      //khai báo thư viện cho VĐK 89x51        
void delay(void);                             //khi báo nguyên mẫu hàm con tạo trễ
main()
{
            TMOD=0x20;                       //chọn timer1, chế độ 2, 8Bit, tự nạp lại
            TH1=0x00;                            //nạp giá trị cho TH1
            TL1=0xFE;                            //nạp giá trị cho TL1
            P1_5=1;                                 //khởi tạo chân P1_5 ở mức cao
            while(1)                                 //vòng lặp vô hạn
            {
                        delay();                      //gọi chương trình con tạo trễ
                        P1_5=~P1_5;            //đảo tín hiệu chân P1_5
            }
}
void delay(void)                              //định nghĩa hàm delay
{
                        TR1=1;                       //khởi động timer1
                        while(!TF1){}           //vòng lặp kiểm tra cờ TF1
                        TR1=0;                       //ngừng timer1
                        TF1=0;                       //xóa cờ TF1
}

Hàm delay() trên sẽ tạo một độ trễ bằng 256 lần (FF - 00 + 1) chu kỳ của timer (không tính tổng phí các lệnh) kể từ chu trình thứ 2. Vì chu trình đầu tiên timer1 bắt đầu đếm ở vị trí 0xFE, kể từ chu trình sau thì thanh ghi TL1 mới sao chép được giá trị ở TH1.


2. Bộ đếm

            Ở phần trên đây ta đã sử dụng các bộ định thời của 8051 để tạo ra các độ trễ thời gian. Các bộ định thời này cũng có thể được dùng như các bộ đếm (counter) các sự kiện xảy ra bên ngoài 8051. Công dụng của bộ đếm sự kiện sẽ được tình bày ở phần này. Chừng nào còn liên quan đến công dụng của bộ định thời như bộ đếm sự kiện thì mọi vấn đề mà ta nói về lập trình bộ định thời ở phần trước cũng được áp dụng cho việc lập trình như là một bộ đếm ngoại trừ nguồn tần số.
Đối với bộ định thời/bộ đếm khi dùng nó như bộ định thời thì nguồn tần số là tần số thạch anh của 8051. Tuy nhiên, khi nó được dùng như một bộ đếm thì nguồn xung để tăng nội dung các thanh ghi TH và TL là từ bên ngoài 8051.
Ở chế độ bộ đếm, hãy lưu ý rằng các thanh ghi TMOD và THTL cũng giống như đối với bộ định thời được bàn ở phần trước, thậm chí chúng vẫn có cùng tên gọi. Các chế độ của các bộ đếm cũng giống nhau.

2.1 Bit C/T trong thanh ghi TMOD

            Xem lại phần trên về bit C/T trong thanh ghi TMOD: ta thấy rằng nó quyết định nguồn xung đồng hồ cho bộ đếm:

Ø  Nếu bit C/T = 0 thì  bộ định thời nhận các xung đồng hồ từ bộ giao động thạch anh của 8051.
Ø  Nếu bit C/T  = 1 thì bộ định thời được sử dụng như bộ đếm và nhận các xung đồng hồ từ nguồn bên ngoài của 8051.

Do vậy, nếu bit C/T = 1 thì bộ đếm tăng lên khi các xung được đưa đến chân P3.4 (T0) đối với counter0 và chân P3.5 (T1) đối với counter1.

Chân
Chân cổng
Chức năng
Mô tả
14
P3.4
T0
Đầu vào ngoài của bộ đếm 0
15
P3.5
T1
Đầu vào ngoài của bộ đếm 1
Bảng 4: Các chân cổng P3 được dùng cho bộ đếm 0 và 1

Ví dụ 8:
            Chương trình sau sử dụng bộ đếm 1, đếm các xung ở chân P3.5 và hiển thị số đếm được (trong thanh ghi TL1) lên cổng P2:

#include          //khai báo thư viện 89x51
main()                                                //chương trình chính
{
            TMOD=0x60;           //0x60=0110 000 : C/T=1, bộ đếm 1, chế độ 2 tự nạp
            TH1=0x00;                //xóa bộ đếm ban đầu

            P3_5=1;                     //set chân vào cho bộ đếm
            TR1=1;                       //khởi động bộ đếm 1

            while(1)                     //vòng lặp vô hạn
            {
                        P2=TL1;         //hiển thị số đếm được ra cổng P2
            }
}

            Trong ví dụ 8 chúng ta sử dụng bộ  counter1 như bộ đếm sự kiện để nó đếm lên mỗi khi các xung đồng hồ được cấp đến chân P3.5. Các xung đồng hồ này có thể biểu diễn số người đi qua cổng hoặc số vòng quay hoặc bất kỳ sự kiện nào khác mà có thể chuyển đổi thành các xung.

2.2 Thanh ghi TCON

            Trong các ví dụ trên đây ta đã thấy công dụng của các cờ TR0 và TR1 để bật/tắt các bộ đếm/bộ định thời. Các bit này là một bộ phận của thanh ghi TCON. Đây là thanh ghi 8 bit, như được chỉ ra trong hình 2:

Ø  4 bit trên được dùng để lưu cất các bit TF và TR cho cả Timer/counter 0 và Timer/counter 1.
Ø  4 bit thấp được thiết lập dành cho điều khiển các ngắt mà ta sẽ bàn ở các bài sau.


Hình 8: Thanh ghi TCON – Điều khiển bộ đếm/bộ định thời

2.3 Trường hợp khi bit GATE = 1 trong TMOD

            Trước khi kết thúc bài này ta cần bàn thêm về trường hợp khi bit GATE = 1 trong thanh ghi TMOD. Tất cả những gì chúng ta vừa nói trong bài này đều giả thiết GATE = 0. Khi GATE = 0 thì bộ đếm/bộ định thời được khởi động bằng các lệnh Set bit TR0 hoặcTR1. Vậy điều gì xảy ra khi bit GATE = 1?
Nếu GATE = 1 thì việc khởi động và dừng bộ đếm/bộ định thời được thực hiện từ bên ngoài qua chân P3.2 (INT0) và P3.3 (INT1) đối với Timer/counter 0 và Timer/counter 1 tương ứng. Phương pháp điều khiển bằng phần cứng để dừng và khởi động bộ đếm/bộ định thời này có thể có rất nhiều ứng dụng.
Ví dụ: chẳng hạn 8051 được dùng trong một sản phẩm phát báo động mỗi giây dùng bộ Timer0 theo nhiều việc khác. Bộ Timer0 được bật lên bằng phần mềm qua lệnh Set bit TR0 và nằm ngoài sự kiểm soát của người dùng sản phẩm đó. Tuy nhiên, khi nối một công tắc chuyển mạch tới chân P2.3 ta có thể dừng và khởi động bộ định thời, bằng cách đó ta có thể tắt báo động.


Phạm Văn Ngọc Anh-01644326695
Nguồn dientumaytinh.com

Bộ đếm/ bộ định thời trong 8051,Bộ đếm/ bộ định thời trong 89s52,Bộ đếm/ bộ định thời trong 89c52

Đăng nhận xét

Author Name

{picture https://lh3.googleusercontent.com/-5Ns_H0UG4cU/Vuu5KrqbEnI/AAAAAAAAEZs/XgsHemy00D4eQ3ivA76v6FFEm7jg9reVwCCo/s512-Ic42/pham-van-ngoc-anh.jpg}

Tôi là Ngọc Anh. Tôi đến từ Nghệ An. Tôi tốt nghiệp một trường đại học tại Sài Gòn. Hiện tôi đang phát triển công ty riêng. Liên lạc với tôi qua:

{facebook https://www.facebook.com/phamvanngocanh}
{twitter https://twitter.com/nghiphong1993}
{google https://plus.google.com/+dientuchiase/posts}
{youtube https://www.youtube.com/channel/UCeJKhA_goBNFmDw6RKNtmYQ}

Biểu mẫu liên hệ

Tên

Email *

Thông báo *

Được tạo bởi Blogger.