單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用電子教案 1.定時(shí)器 計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)知識(shí)

課時(shí)教案課程：?jiǎn)纹瑱C(jī)技術(shù)與應(yīng)用-基于CC2530的ZigBee技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用課題定時(shí)/計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)知識(shí)課時(shí)2教學(xué)目標(biāo)知識(shí)：1.掌握定時(shí)/計(jì)數(shù)器的概念及功能2.理解定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理3.掌握CC2530定時(shí)/計(jì)數(shù)器各定時(shí)器的主要功能技能：1.會(huì)分析定時(shí)/計(jì)數(shù)器的工作原理2.能夠分析總結(jié)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的功能3.能夠分析總結(jié)各定時(shí)器的主要功能素質(zhì)：1.具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)，形成扎實(shí)、優(yōu)化的知識(shí)結(jié)構(gòu)和技能結(jié)構(gòu)2.具備自主學(xué)習(xí)能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)重點(diǎn)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的功能難點(diǎn)CC2530單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中各定時(shí)器的功能教法小組合作問題探究學(xué)法自主探究教具試驗(yàn)多媒體、PPT課件教學(xué)過程問題設(shè)計(jì)及知識(shí)點(diǎn)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)（問題與任務(wù)）定時(shí)/計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)知識(shí)一、單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器1.定時(shí)/計(jì)數(shù)器的概念定時(shí)/計(jì)數(shù)器是一種能夠?qū)r(shí)鐘信號(hào)或外部輸入信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定要求時(shí)便向CPU提出處理請(qǐng)求，從而實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能的外設(shè)。在單片機(jī)中，一般使用Timer表示定時(shí)/計(jì)數(shù)器。2.定時(shí)/計(jì)數(shù)器的作用定時(shí)/計(jì)數(shù)器的基本功能是實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)，且在整個(gè)工作過程中不需要CPU進(jìn)行過多參與，它的出現(xiàn)將CPU從相關(guān)任務(wù)中解放出來，提高了CPU的使用效率。例如，實(shí)現(xiàn)LED燈閃爍時(shí)采用的軟件延時(shí)方法，在延時(shí)過程中CPU通過執(zhí)行循環(huán)指令來消耗時(shí)間，在整個(gè)延時(shí)過程中會(huì)一直占用CPU，降低了CPU的工作效率。若使用定時(shí)/計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)延時(shí)，則在延時(shí)過程中CPU可以去執(zhí)行其他工作任務(wù)。（1）CPU與定時(shí)/計(jì)數(shù)器之間的交互關(guān)系：（2）定時(shí)/計(jì)數(shù)器的功能定時(shí)器功能計(jì)數(shù)器功能捕獲功能比較功能PWM輸出功能4.定時(shí)/計(jì)數(shù)器的基本工作原理定時(shí)/計(jì)數(shù)器的基本工作原理是進(jìn)行計(jì)數(shù)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器的核心是一個(gè)計(jì)數(shù)器，可以進(jìn)行加1（或減1）計(jì)數(shù)，每出現(xiàn)一個(gè)計(jì)數(shù)信號(hào)，計(jì)數(shù)器就自動(dòng)加1（或減1），當(dāng)計(jì)數(shù)值從最大值變成0（或從0變成最大值）溢出時(shí)，定時(shí)/計(jì)數(shù)器便向CPU提出中斷請(qǐng)求。計(jì)數(shù)信號(hào)的來源可選擇周期性的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)（如定時(shí)功能）或非周期性的外界輸入信號(hào)（如計(jì)數(shù)功能）。二、CC2530單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器CC2530單片機(jī)中包含了5個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，分別是定時(shí)器1、定時(shí)器2、定時(shí)器3、定時(shí)器4和睡眠定時(shí)器。1.定時(shí)器1定時(shí)器1是一個(gè)16位定時(shí)器，主要具有以下功能：支持輸入捕獲功能，可選擇上升沿、下降沿或任何邊沿進(jìn)行輸入捕獲；支持輸出比較功能，輸出可選擇設(shè)置、清除或切換；支持PWM功能；具有5個(gè)獨(dú)立的捕獲/比較通道，每個(gè)通道使用一個(gè)I/O引腳；具有自由運(yùn)行、模和正計(jì)數(shù)/倒計(jì)數(shù)三種不同工作模式；具有可被1、8、32或128整除的時(shí)鐘分頻器，為計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)信號(hào)；能在每個(gè)捕獲/比較和最終計(jì)數(shù)上產(chǎn)生中斷請(qǐng)求；能觸發(fā)DMA功能。定時(shí)器1是CC2530中功能最全的一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器，是在應(yīng)用中被優(yōu)先選用的對(duì)象。2.定時(shí)器2定時(shí)器2主要用于為802.13.4CSMA-CA算法提供定時(shí)，以及為802.15.4MAC層提供一般的計(jì)時(shí)功能，也叫做MAC定時(shí)器，用戶一般情況下不使用該定時(shí)器，在此不再對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)介紹。3.定時(shí)器3定時(shí)器3和定時(shí)器4都是8位的定時(shí)器，主要功能如下：支持輸入捕獲功能，可選擇上升沿、下降沿或任何邊沿進(jìn)行輸入捕獲；支持輸出比較功能，輸出可選擇設(shè)置、清除或切換；具有2個(gè)獨(dú)立的捕獲/比較通道，每個(gè)通道使用一個(gè)I/O引腳；具有自由運(yùn)行、倒計(jì)數(shù)、模和正計(jì)數(shù)/四種不同工作模式；具有可被1、2、4、8、16、32、64或128整除的時(shí)鐘分頻器，為計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)信號(hào)；能在每個(gè)捕獲/比較和最終計(jì)數(shù)上產(chǎn)生中斷請(qǐng)求；能觸發(fā)DMA功能。定時(shí)器3和定時(shí)器4通過輸出比較功能也可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的PWM控制。4.睡眠定時(shí)器睡眠定時(shí)器是一個(gè)24位正計(jì)數(shù)定時(shí)器，運(yùn)行在32KHz的時(shí)鐘頻率下，支持捕獲/比較功能，能產(chǎn)生中斷請(qǐng)求和DMA觸發(fā)。睡眠定時(shí)器主要用于設(shè)置系統(tǒng)進(jìn)入和退出低功耗睡眠模式之間的周期，還用于低功耗睡眠模式時(shí)維持定時(shí)器2的定時(shí)。學(xué)生看書回答定時(shí)/計(jì)數(shù)器的概念及作用教師引導(dǎo)學(xué)生理解定時(shí)/計(jì)數(shù)器的功能。教師引導(dǎo)學(xué)生了解定時(shí)/計(jì)數(shù)器的基本工作原理學(xué)生看書回答各定時(shí)器的功能教師總結(jié)補(bǔ)充新知應(yīng)用1.分析定時(shí)/計(jì)數(shù)器的功能。2.總結(jié)CC2530單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器了解學(xué)生對(duì)新知識(shí)的掌握程度課堂小結(jié)1.定時(shí)/計(jì)數(shù)器的概念及作用2.定時(shí)/計(jì)數(shù)