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。

单片机定时器计数器工作原理一、引言单片机作为嵌入式系统的核心部件，在工业控制、智能家居、汽车电子等领域中发挥着重要作用。

在单片机中，定时器和计数器是常用的功能模块，它们可以实现精确的定时控制和计数功能。

本文将详细介绍单片机定时器计数器的工作原理，以及其在实际应用中的作用。

二、单片机定时器和计数器概述单片机定时器和计数器是单片机内部的特殊功能模块，用于生成精确的时间延时和进行事件计数。

在单片机的内部结构中，定时器和计数器通常由定时/计数器模块和控制逻辑组成，通过寄存器配置和控制信号来实现各种定时和计数功能。

定时器和计数器通常包括以下几个重要的功能部分：1. 控制寄存器：用于配置定时器/计数器工作模式、计数模式、计数方向等参数。

2. 定时/计数寄存器：用于存储定时器/计数器的计数值，根据计数模式进行累加或递减。

3. 比较寄存器：用于存储比较值，用于与定时/计数器的计数值进行比较，从而触发相应的中断或输出信号。

定时器通常用于产生精确的时间延时，常用于生成精确的脉冲信号、PWM信号等。

而计数器则用于进行精确的事件计数，通常用于测量脉冲个数、计时等应用。

三、定时器和计数器的工作原理1. 定时器的工作原理定时器的工作原理主要分为定时/计数模式的选择、定时器计数器的递增和中断触发等几个方面。

在配置定时器工作模式时，可以选择不同的计数模式，包括定时器/计数器模式、分频器模式等。

通过配置控制寄存器和定时/计数寄存器，可以设置定时器的计数值和计数方向。

在定时器计数器的递增过程中，定时器会根据设定的计数模式和计数值进行递增，当达到比较寄存器中的比较值时，会触发相应的中断或输出信号。

这样就实现了定时器的定时操作。

2. 计数器的工作原理计数器的工作原理与定时器类似，同样涉及到计数模式的选择、计数器的递增和中断触发等几个方面。

在配置计数器工作模式时，同样可以选择不同的计数模式，通过配置控制寄存器和计数寄存器来设置计数器的计数值和计数方向。

定时器计数器的工作原理
定时器和计数器是电子设备中常见的两种功能模块。

它们可以分别完成精确计时和计数的任务。

定时器的工作原理是基于一个稳定的时钟源，通常是晶体振荡器。

时钟源会产生一个固定频率的周期性信号，这个信号频率可以根据系统需求进行调节。

定时器的主要组成部分是一个计数器和一些辅助逻辑电路。

计数器用于记录时钟脉冲的数量，根据计数值和时钟频率可以确定经过的时间。

辅助逻辑电路用于控制计数器的工作方式，例如开始计数、计数暂停、计数清零等。

当定时器启动后，时钟信号会连续地输入计数器。

每个时钟脉冲都会使计数器的计数值加1。

当计数器的计数值达到某个预先设置的目标值时，辅助逻辑电路会触发一个中断信号，以通知系统达到了设定的时间。

计数器的工作原理与定时器相似，但它主要用于计数任务，而不是计时。

计数器通常用于记录输入信号的脉冲数量，可以用来测量运动物体的速度、计算输入信号的频率等。

计数器也是由一个计数器和辅助逻辑电路组成。

计数器记录输入脉冲的数量，辅助逻辑电路用于控制计数器的工作方式，例如开始计数、计数暂停、计数清零等。

当计数器启动后，每个输入脉冲都会使计数器的计数值加1。

当计数器的计数值达到预先设置的目标值时，辅助逻辑电路会触发一个中断信号，通知系统完成了预定的计数任务。

总结起来，定时器和计数器都是基于时钟脉冲的工作，通过计数器记录时钟脉冲的数量来实现计时或计数的功能。

它们在很多电子设备中都有广泛的应用。

定时器计数器工作原理
定时器计数器是一种用于计算时间间隔的电子设备。

它通过内部的晶振、分频器和计数器等组件实现精确的计时功能。

工作原理如下：
1. 晶振：定时器计数器内部搭载了一个晶振，晶振的频率非常稳定，一般为固定的几十千赫兹。

2. 分频器：晶振的频率可能非常高，但计数器需要较低的频率进行计数，所以需要一个分频器将晶振的频率降低，得到一个更低的频率作为计数器的输入。

3. 计数器：分频器将得到的较低频率信号送入计数器，计数器会根据信号的脉冲个数来进行计数。

4. 触发器：计数器会将计数结果保存在一个触发器中，可以通过读取这个触发器来获取时间间隔的计数值。

5. 重置：当计数器达到设定的计数值后，会自动重置为初始状态，重新开始计数。

通过以上几个步骤的组合，定时器计数器可以实现精确的时间间隔计算。

可以根据不同的需求设置不同的晶振频率、分频器的分频倍数和触发器的位数，以实现不同精度的计数功能。

定时器计数器广泛应用于各种电子设备中，如计时器、时钟、
定时开关等。

它们都依赖于定时器计数器的准确计时功能，来实现精确的时间控制。

单片机中的定时器和计数器单片机作为一种嵌入式系统的核心部件，在各个领域都发挥着重要的作用。

其中，定时器和计数器作为单片机中常用的功能模块，被广泛应用于各种实际场景中。

本文将介绍单片机中的定时器和计数器的原理、使用方法以及在实际应用中的一些典型案例。

一、定时器的原理和使用方法定时器是单片机中常见的一个功能模块，它可以用来产生一定时间间隔的中断信号，以实现对时间的计量和控制。

定时器一般由一个计数器和一组控制寄存器组成。

具体来说，定时器根据计数器的累加值来判断时间是否到达设定的阈值，并在时间到达时产生中断信号。

在单片机中，定时器的使用方法如下：1. 设置定时器的工作模式：包括工作在定时模式还是计数模式，以及选择时钟源等。

2. 设置定时器的阈值：即需要计时的时间间隔。

3. 启动定时器：通过控制寄存器来启动定时器的运行。

4. 等待定时器中断：当定时器计数器的累加值达到设定的阈值时，会产生中断信号，可以通过中断服务函数来进行相应的处理。

二、计数器的原理和使用方法计数器是单片机中另一个常见的功能模块，它主要用于记录一个事件的发生次数。

计数器一般由一个计数寄存器和一组控制寄存器组成。

计数器可以通过外部信号的输入来触发计数，并且可以根据需要进行计数器的清零、暂停和启动操作。

在单片机中，计数器的使用方法如下：1. 设置计数器的工作模式：包括工作在计数上升沿触发模式还是计数下降沿触发模式，以及选择计数方向等。

2. 设置计数器的初始值：即计数器开始计数的初始值。

3. 启动计数器：通过控制寄存器来启动计数器的运行。

4. 根据需要进行清零、暂停和启动操作：可以通过控制寄存器来实现计数器的清零、暂停和启动操作。

三、定时器和计数器的应用案例1. 蜂鸣器定时器控制：通过定时器模块产生一定频率的方波信号，控制蜂鸣器的鸣叫时间和静默时间，实现声音的产生和控制。

2. LED呼吸灯控制：通过定时器模块和计数器模块配合使用，控制LED的亮度实现呼吸灯效果。

电路中的计数器与定时器数字电路中的常用元件在数字电路中，计数器与定时器是常用的元件，主要起到计数和计时的作用，广泛应用于各种电子设备中。

本文将对计数器与定时器的原理、分类、应用以及在数字电路中的设计等方面进行介绍和探讨。

一、计数器计数器是一种数字电路元件，主要用于计数，常用于各种计数器件，如时钟、计时器、频率计和计数器等。

在数字电路中，计数器是一种二进制计数器，其功能是将二进制数字逐次加1，利用这种自然的计数方式可以实现直观的计数功能。

计数器的原理计数器是由触发器和组合逻辑门构成的，触发器用于存储计数器的状态，组合逻辑门用于控制触发器的状态，根据不同的控制方式可以实现不同类型的计数器。

计数器的分类常见的计数器有以下几种：1. 同步计数器：同步计数器是由同步触发器和组合逻辑门构成的，每次计数都是同步进行的，在时钟的作用下实现计数。

同步计数器适用于需要精确计数的场合。

2. 异步计数器：异步计数器是由异步触发器和组合逻辑门构成的，计数不是同步进行的，其计数速度比同步计数器快。

异步计数器适用于计数速度较快的场合。

3. 可编程计数器：可编程计数器可以通过编程实现不同的计数值，具有较高的灵活性和可编程性。

计数器的应用计数器广泛应用于各种电子设备中，其中一些应用包括：1. 时钟：时钟是一种常见的计时器，可以通过计数器实现对时间的计算和显示。

2. 计时器：计时器通常用于精确定时和计时，如计时器、秒表、定时器等。

3. 频率计：频率计可以通过计数器实现对波形频率的计算和显示。

二、定时器定时器是一种数字电路元件，主要用于计时，广泛应用于各种电子设备中。

定时器的原理定时器同样由触发器和组合逻辑门构成，其中触发器用于存储状态，组合逻辑门可以控制触发器的状态，实现不同类型的定时器。

定时器的分类常见的定时器有以下几种：1. 单稳态定时器：单稳态定时器是由触发器和组合逻辑门构成的，在触发脉冲的作用下，输出一次脉冲并保持一段时间，常用于需要延时一段时间后输出脉冲的场合。