定时器与计数器

第9章定时器/计数器（2天）9.1 定时器/计数器的用途及工作原理80C51系列单片器的51子系列内部有两个定时器/计数器，它既可以作为定时器使用，也可以作为计数器使用。

定时器/计数器可以用与对某事件的计数结果进行控制，或按一定时间间隔进行控制。

9.1.1 定时器/计数器的用途在单片机应用技术中，往往需要定时检查某个参数，或按一定时间间隔来进行某种控制；有时还需要根据某种事件的计数结果进行控制，这就需要单片机具有定时和计数功能。

单片机内的定时器/计数器正是为此而设计的。

定时功能虽然可以用延时程序来实现，但这样做是以降低CPU的工作效为代价的，定时器则不影响CPU的效率。

由于单片机内集成了硬件定时器/计数器部件，这样就简化了应用系统的设计。

9.1.2定时器/计数器的结构80C51系列单片机的51子系列内部有两个16位定时器/计数器，简称定时器0和定时器1，分别用T0和T1表示，52子系列单片机还增加了另一个16位定时器/计数器T2。

定时器的基本结构如图9.1所示从图中可以看出，它是由两个16位定时器T0、T1和两个寄存器TCON、TMOD组成。

其中T0、T1又可分成两个独立的8位计数器即TH0、TL0和TH1、TL1，用于存储定时器、计数器的初值；TMOD为模拟控制寄存器，主要用来设置定时器/计数器的操作模式；TCON为控制寄存器，主要用来控制定时器/计数器的启动与停止图9.1 定时器/计数器结构框图9.1.3定时器/计数器的工作原理定时器和计数器的原理是一样的，都是进行计数操作，每次加1，加满溢出后，再从0开始计数，定时器和计数器不同之处是输入的计数信号来源不用。

下面以定时器T0为例，说明定时器/计数器的工作原理。

图9.2为定时器/计数器T0在模式0下的结构示意图。

在这种模式下，16为寄存器只用了13位，即由TL0的低5位和TH0的高8位组成的加法计数器。

图9.2 T0（T1）在模式0下的结构示意图K1为定时或计数的选择开关，由寄存器TMOD控制。

定时器计数器原理及应用一、知识点1、定时器/计数器的结构2、定时器和计数器两种工作模式3、工作方式控制寄存器TMOD4、定时器/计数器控制寄存器TCON5、定时器/计数器的4种工作方式方式0：13位计数器方式1：16位计数器方式2：8位可自动重装初值方式方式3只适用于T0，T1不能工作在方式36、定时器/计数器的初始化及编程实现（1）设置TMOD寄存器（2）计算定时器T0的计数初值X（3）设置IE寄存器（4）启动和停止定时器7、定时器的单次最大定时时间：2M*12/晶振频率9、定时器应用（方式1、2；编程：中断方式、查询方式）10、计数器应用（方式1、2；编程：中断方式、查询方式）二、复习题（一）判断题1、在MCS-51单片机内部结构中，TMOD为模式控制寄存器，主要用来控制定时器的启动与停止。

（F）2、在MCS-51单片机内部结构中，TCON为控制寄存器，主要用来控制定时器的启动与停止。

（T）3、MCS-51单片机的两个定时器的均有两种工作方式，即定时和计数工作方式。

（T）4、MCS-51单片机的TMOD模式控制寄存器不能进行位寻址，只能用字节传送指令设置定时器的工作方式及操作模式。

（T）5、定时器/计数器T1于定时模式，工作于方式2，则工作方式字为20H。

（T）6、定时器/计数器T1于计数模式，工作于方式1，则工作方式字为50H。

（T）7、单片机8051的定时/计数器是否工作可以，通过外部中断进行控制。

（T）8、定时/计数器工作于定时方式时，是通过8051片内振荡器输出经12分频后的脉冲进行计数，直至溢出为止。

（T）9、定时/计数器工作于计数方式时，是通过8051的P3.4和P3.5对外部脉冲进行计数，当遇到脉冲下降沿时计数一次。

（T）10、定时/计数器在工作时需要消耗CPU的时间。

（F）11、定时/计数器在使用前和溢出后，必须对其赋初值才能正常工作。

（F）12、特殊功能寄存器SCON，与定时器/计数器的控制无关。

单片机定时器与计数器的区别在51单片机的学习过程中，我们经常会发现中断、计数器/定时器、串口是学习单片机的难点，两者的区别是什么呢?下面就跟着店铺一起来看看吧。

单片机计数器与定时器的区别计数器和定时器的本质是相同的，他们都是对单片机中产生的脉冲进行计数，只不过计数器是单片机外部触发的脉冲，定时器是单片机内部在晶振的触发下产生的脉冲。

当他们的脉冲间隔相同的时候，计数器和定时器就是一个概念。

在定时器和计数器中都有一个溢出的概念，那什么是溢出了。

呵呵，我们可以从一个生活小常识得到答案，当一个碗放在水龙头下接水的时候，过了一会儿，碗的水满了，就发生溢出。

同样的道理，假设水龙头的水是一滴滴的往碗里滴，那么总有一滴水是导致碗中的水溢出的。

在碗中溢出的水就浪费了，但是在单片机的定时计数器中溢出将导致一次中断，至于什么是中断我们下次再讲，这里只是初步的提下概念，中断就是能够打断系统正常运行，而去运行中断服务程序的过程，当服务程序运行完以后又自动回到被打断的地方继续运行。

在定时器计数器中，我们有个概念叫容量，就是最大计数量。

方式0是2的13次方，方式1是2的13次方，方式2是2的8次方，方式3是2的8次方。

把水滴比喻成脉冲，那么导致碗中水溢出的最后一滴水的就是定时计数器的溢出的最后一个脉冲。

在各种单片机书本中，在介绍定时计数器时都讲到一个计数初值，那什么是计数初值呢?在这里我们还是假设水滴碗。

假设第一百滴水能够使碗中的水溢出，我们就知道这个碗的容量是100。

问题1，我如何才能使碗接到10滴水就溢出呢?呵呵，我可以想象，如果拿一个空碗去接水，那么还是得要100滴水才能溢出，但是如果我们拿一个已经装有水的碗拿去接，那就不用100滴了。

到此我们可以算出，要使10滴水让碗中的水溢出，那么碗中就先要装90滴水。

在定时计数器中，这90滴水就是我们所谓的初始值。

问题2，在一个车间我们如何利用单片机对100件产品进行计件，并进行自动包装呢?我们可以利用计数器计数100，在中断中执行一个自动包装的动作就可以了。

定时器和计数器是电子设备中常用的两种工作原理。

它们都是通过一定的逻辑电路或芯片来实现特定功能的，为各种应用提供了灵活且准确的计时和计数功能。

定时器的工作原理定时器的工作原理主要是基于计数器和比较器。

它通常由一个计数器和一个比较器组成。

计数器从零开始计数，当计数到设定的值时，比较器发出一个信号，触发相应的动作。

具体来说，定时器的输入信号是时钟信号，这个信号可以是系统的时钟信号，也可以是外部的输入信号。

当定时器接收到输入信号后，计数器开始计数。

当计数到设定的值时，比较器将输入信号与预设值进行比较，如果相等，则发出一个触发信号。

触发信号可以控制输出门的开启或关闭，从而控制输出信号的电平。

当定时器触发时，输出信号的电平会从低电平变为高电平，或者从高电平变为低电平。

这个输出信号可以用于控制其他电路或设备的工作。

计数器的工作原理计数器的工作原理主要是基于触发器的翻转和组合逻辑电路。

它通常由多个触发器和组合逻辑电路组成。

具体来说，计数器的输入信号是时钟信号，这个信号可以是系统的时钟信号，也可以是外部的输入信号。

当计数器接收到输入信号后，触发器开始翻转。

在每个时钟周期内，触发器都会翻转一次。

当触发器翻转到一定的次数后，组合逻辑电路会输出一个触发信号。

触发信号可以控制输出门的开启或关闭，从而控制输出信号的电平。

当计数器触发时，输出信号的电平会从低电平变为高电平，或者从高电平变为低电平。

这个输出信号可以用于控制其他电路或设备的工作。

在计数器中，每个触发器的状态都会被传递到下一个触发器，从而实现连续的计数。

计数器的计数值可以通过改变组合逻辑电路的连接方式来实现不同的功能和计数值。

总的来说，定时器和计数器的工作原理都是基于特定的逻辑电路或芯片来实现特定的计时和计数功能。

它们的应用范围广泛，可以用于各种电子设备中，如定时开关、定时报警器、计数器等。

第7章定时器/计数器MCS-51单片机内部有两个16位可编程的定时器/计数器，即定时器T0和定时器T1（8052提供3个，这第三个称定时器T2）。

它们既可用作定时器方式，又可用作计数器方式。

7 . 1定时器/计数器结构定时器/计数器的基本部件是两个8位的计数器（其中TH1，TL1是T1的计数器，TH0，TL0是T0的计数器）拼装而成。

在作定时器使用时，输入的时钟脉冲是由晶体振荡器的输出经12分频后得到的，所以定时器也可看作是对计算机机器周期的计数器（因为每个机器周期包含12个振荡周期，故每一个机器周期定时器加1，可以把输入的时钟脉冲看成机器周期信号）。

故其频率为晶振频率的1/12。

如果晶振频率为12MH Z，则定时器每接收一个输入脉冲的时间为1us。

当它用作对外部事件计数时，接相应的外部输入引脚T0（P3.4）或T1(P3.5)。

在这种情况下，当检测到输入引脚上的电平由高跳变到低时，计数器就加1（它在每个机器周期的S5P2时采样外部输入，当采样值在这个机器周期为高，在下一个机器周期为低时，则计数器加1）。

加1操作发生在检测到这种跳变后的一个机器周期中的S3P1，因此需要两个机器周期来识别一个从“1”到“0”的跳变，故最高计数频率为晶振频率的1/24。

这就要求输入信号的电平要在跳变后至少应在一个机器周期内保持不变，以保证在给定的电平再次变化前至少被采样一次。

定时器/计数器有四种工作方式，其工作方式的选择及控制都由两个特殊功能寄存器（TMOD和TCON）的内容来决定。

用指令改变TMOD或TCON的内容后，则在下一条指令的第一个机器周期的S1P1时起作用。

1、定时器的方式寄存器TMOD图7-1 TMOD寄存器各位定义特殊功能寄存器TMOD为定时器的方式控制寄存器，寄存器中每位的定义如图7-1所示。

高4位用于定时器1，低4位用于定时器0。

其中M1，M0用来确定所选的工作方式，如表7-1所示。

①M1 M0 定时器/计数器四种工作方式选择，见表7-1所示。