PIC单片机入门_定时器TMR2详解与实例

1.前言

这里将介绍另一款定时器TMR2模块，TMR2与前面介绍的TMR0和TMR1相比，最大的差别是只能工作于定时模式，因此称它为“定时器TMR2”。 

2.TMR2的特性

TMR2为8位宽，附带二个4位宽的分频器：一个“预分频器”和一个“后分频器”，一个可编程的8位周期寄存器PR2。其主要用途：
1. 可以用作时间定时器，但是不能作为计数器；
2. 可以为同步串行端口MSSP模块提供波特率时钟；
3. 可以与CCP模块配合使用，实现脉宽调制PWM功能。

TMR2的核心是一个可以由软件读／写的8位宽的计数器，它也是按递增计数，从某一初值(缺省为0)开始递增，直到与周期寄存器PR2中内容匹配之后，在下一次递增时则返回到00H，并且会产生匹配信号，该匹配信号将作为“后分频器”的计数脉冲。
只有在后分频器产生溢出时，才会将溢出中断标志位TMR2IF(PIR1的bit1)置1。如果此时相关的中断使能位都置位，则会引起CPU的中断响应。通过对中断使能位TMR2IE的置位或复位，即可允许或禁止CPU响应TMR2产生的中断请求。

需要注意的是：

1. TMR2和RAM空间统一编址，地址为11H； 

2. 可用软件方式直接读／写TMR2的内容；
3. 有一个4位的预分频器和一个4位的后分频器；
4. 有一个8位周期寄存器；
5. 累加计数的触发信号只能选择内部系统时钟；

3. TMR2相关的寄存器

与TMR2有关的寄存器共有6个，如下表所示。这6个寄存器中的前3个寄存器的功能可以查看“中断系统”。在此介绍TMR2控制寄存器T2CON。 

TMR2控制寄存器T2CON是一个只用到低7位的可读／写寄存器，最高位未用，其余各位的含义如下：
1. TOUT-PS3～TOUT-PS0：TMR2后分频器分频比选择位，如下表所列：

2. TMR2-ON：TMR2使能控制位。1=启用TMR2；0=关闭TMR2，可以降低功耗。 
3. T2CK-PS1～T2CK-PS0：预分频器分频比选择位，如下表所列：

4. TMR2的电路结构

TMR2的内部结构，如下图所示，包含5个组成部分。下面分析各个部分的功能和组成关系。

核心部分就是一个8位宽的累加计数器TMR2。其复位值是00H，也可以是在00H～FFH范围内由用户设定的一个起始值。 
4位宽的预分频器，对于进入TMR2的时钟信号进行预先分频，允许选择3种不同的分频比(1:1、1:4或1:16)。
注意：在对TMR2或控制寄存器进行写操作时，都可以使预分频器清0；在用任何方式复位时，都会对预分频器清0。

周期寄存器PR2也是一个8位可读／写寄存器。用来预置一个作为TMR2一次计数过程结束的周期值。芯片复位后PR2寄存器被自动设置为全1(FFH)。
比较器是一个8位宽的按位比较逻辑电路，只有当参加比较的两组数据完全相同之后，下一次递增时，“匹配”输出端才会送出高电平，其他情况下该输出端均保持低电平。
4位宽的后分频器，对于比较器的输出信号进行后续分频，允许连续选择16种分频比，其输出信号频率是输入信号频率的1／N (N=1～16) 。
TMR2的工作是可控的，所以还包含一个控制门G1。只有当TMR2使能位TMR2ON置1，系统时钟才能通过G1，TMR2也才能进入活动状态。 

5.TMR2的工作原理

TMR2只有一种工作方式：定时器方式，其触发钟信号也只能从内部系统时钟4分频后得到。

5.1 禁止TMR2工作

TMR2也比TMR0多了一种选择，即可以被用户程序关闭而节电，此点类似于TMR1。具体方法是将TMR2使能控制位TMR2ON清0。此时与门G1的一只引脚被低电平封锁，其输出端均保持低电平；因此使得累加计数器TMR2不能活动。

5.2 定时工作方式

TMR2只有定时工作模式，该模式可以被用来实现一般的延时或定时。但是，TMR2的主要目的并不是把它用作普通的定时器，而是为CCP模块或MSSP模块提供周期可调的时基信号。

用作周期可调的时基发生器
当TMR2被用作周期可调的时基发生器时，可以为CCP模块或MSSP模块提供周期可调的时基信号。
 这时，应该将中断使能位TMR2IE清0，即屏蔽TMR2的中断功能，相当于把后分频器的作用也屏蔽了；通过对周期寄存器PR2设置不同的值，以及给预分频器设定不同的分频比，来灵活调整TMR2输出端的信号周期TTMR2 。该周期的计算式为：
                                                 TTMR2=(4／fosc)*N1*(PR2+1)
其中：fosc为系统时钟频率；N1为预分频器的分频比(取1、4或16)；PR2为周期寄存器预赋值；PR2+1是因为在TMR2与PR2匹配后的下一次增量时TMR2才回00H。

用作延迟时间可调周期性定时器
把TMR2作为延迟时间可调的周期性定时器，会比TMR0的定时方式更加节省软件开销。
TMR2不必像TMR0那样，每次溢出后，都要给寄存器TMR2赋初值。只要一次性设定溢出周期(通过设定预分频器、后分频器以及PR2来实现)，TMR2就将会周期性地按预先设定的溢出周期产生超时中断。该超时溢出周期的计算式为 ：

                                           TTMR2IF=(4／fosc)*N1*(PR2+1)*N2
其中，N2为后分频器的分频比(连续可取1~16)。这时的简化电路如下图所示：

 

用作普通定时器
TMR2也可以像TMR0那样用作普通的定时器，这样使用时，可以将后分频器的分频比设定为1:1，PR2的值设定为最大值FFH，就相当于把后分频器、周期寄存器以及比较器的功能禁止掉了，使得它们不发挥作用。

从而使TMR2简化为类似于TMR0一样，带有一个分频比可设定为1:1、1:4或1:16的4位预分频器。这时超时溢出周期的计算式为：
                                                     TTMR2IF=(4／fosc)*N1*(256-M)
其中，M为TMR2的初始值。简化电路如下图所示：

采用这种用法时，需要在TMR2每次超时溢出时，都要给TMR2赋一次初始值。累加计数寄存器TMR2，就会以该初始值为起点开始增量，直到递增到FFH，之后再出现一个计数脉冲，就会将TMR2复位清0，并且发出中断请求(TMR2IF被置1)。如果想把预分频器的功能禁止掉，可以把它的分频比也设置为1：1，这样就相当于把预分频器给短路掉了。