第七章51系列单片机定时器计数器

51单片机定时计数器的工作原理
51单片机是一种常用的微控制器，它具有多个定时计数器，其中包括定时器0和定时器1。

这些定时计数器是通过内部时
钟源提供的脉冲进行计数的。

定时器0和定时器1是独立的计数器，它们可以用于不同
的应用。

这里我们将主要关注定时器0的工作原理。

定时器0
由一个八位计数器和一个控制寄存器组成。

当定时器0启动时，它会根据时钟源提供的脉冲进行计数，每个脉冲会使计数器的值增加1。

定时器0的计数范围为0-255，即八位二进制数。

通过控制寄存器，我们可以设置定时器0的工作模式、计
数器的初始值以及时钟源的频率。

定时器0可以以不同的方式工作，包括定时模式和计数模式。

在定时模式下，我们可以设置一个初始值，并在每次计数
器增加到该值时产生一个中断。

这样就可以实现精确的定时功能。

定时器0的中断服务程序可以完成各种操作，例如控制其他外设、延时等。

在计数模式下，定时器0将简单地计数外部触发信号的脉
冲次数。

这可以用于测量外部事件的时间间隔或频率。

需要注意的是，定时器0的工作需要通过编程来完成。

我
们可以使用汇编语言或C语言来配置定时器0的寄存器，并
设计相应的中断服务程序。

51单片机定时器的工作原理是通过定时器0和定时器1实
现计数功能。

定时器0可以在定时模式或计数模式下工作，通过设置计数值和时钟源频率，实现精确的定时功能或测量外部
事件的时间间隔或频率。

编程则是必不可少的，通过配置寄存器和编写中断服务程序来实现定时器的工作。

51单片机定时与计数的工作原理一、概述51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的微处理器，具有高性价比、易学易用等特点。

其中，定时与计数功能是其常用的功能之一，通过定时与计数可以实现许多实际应用，如脉冲计数、PWM输出等。

本文将详细介绍51单片机定时与计数的工作原理。

二、定时器和计数器在介绍51单片机的定时与计数功能之前，我们需要先了解两个重要的概念：定时器和计数器。

1. 定时器定时器是一种能够按照设定时间进行计时的电路。

其基本原理是利用振荡电路产生一个稳定的时间基准信号，再通过分频电路将其分频得到所需的时间间隔，并通过计数器进行累加，从而实现精确的时间控制。

2. 计数器计数器是一种能够对输入脉冲进行计数并输出相应结果的电路。

其基本原理是利用触发电路对输入脉冲进行检测，并通过累加器进行累加，从而得到输入脉冲数量。

三、51单片机中的定时与计数功能在51单片机中，有两个独立的16位定时器/计数器，分别为Timer0和Timer1。

它们可以分别用作定时器或计数器，并且可以通过软件配置其工作模式。

1. Timer0Timer0是一个8位定时器/计数器，它的输入时钟源可以来自外部引脚或系统时钟。

在定时模式下，其最大计时时间为2^8×12/11MHz≈29μs，在计数模式下，其最大计数值为2^8=256。

Timer0的工作模式可以通过TCON寄存器的TF0、TR0、TMOD寄存器的M0位和GATE0位进行配置。

其中，TF0表示定时/计数溢出标志，TR0表示定时/计数启动控制位，M0位表示Timer0的工作模式（00表示13位定时/计数、01表示16位定时/计数、10表示8位自动重装载定时、11保留），GATE0表示是否使用外部引脚作为启动控制信号。

2. Timer1Timer1是一个16位定时器/计数器，它的输入时钟源可以来自外部引脚或系统时钟。

在定时模式下，其最大计时时间为2^16×12/11MHz≈5.9ms，在计数模式下，其最大计数值为2^16=65536。

单片机定时器计数器工作原理单片机定时器计数器是单片机中非常重要的一个模块，它通常用于实现各种定时和计数功能。

通过定时器计数器，单片机能够精准地进行定时操作，实现定时中断、计数、脉冲生成等功能。

本文将详细介绍单片机定时器计数器的工作原理。

1. 定时器计数器的功能单片机定时器计数器通常由若干寄存器和控制逻辑组成，可以实现以下几种功能：- 定时功能：通过设置计数器的初始值和工作模式，可以实现一定时间的定时功能，单片机能够在计时结束时触发中断或产生输出信号。

- 计数功能：可以实现对外部信号的计数功能，用于测量脉冲个数、频率等。

也可以用于实现脉冲输出、PWM等功能。

- 脉冲发生功能：可以在一定条件下控制定时器输出脉冲，用于控制外部器件的工作。

2. 定时器计数器的工作原理定时器计数器的工作原理可以分为初始化、计数及中断处理几个基本环节。

（1）初始化：在使用定时器前，需要对定时器计数器进行初始化设置。

主要包括选择工作模式、设置计数器的初始值、开启中断等。

不同的单片机厂商提供了不同的定时器初始化方式和寄存器设置方式，通常需要查阅相关的单片机手册来进行设置。

（2）计数：初始化完成后，定时器开始进行计数工作。

根据不同的工作模式，定时器可以以不同的频率进行计数。

通常采用的计数源是内部时钟频率，也可以选择外部时钟源。

通过对计数器的频率设置和初始值的设定，可以实现不同的定时功能。

（3）中断处理：在定时器计数完成后，可以触发中断来通知单片机进行相应的处理。

通过中断服务程序，可以定时执行一些任务，或者控制一些外部设备。

中断服务程序的编写需要根据具体的单片机和编程语言来进行相应的设置。

3. 定时器计数器的应用定时器计数器广泛应用于各种嵌入式系统中，最常见的应用包括定时中断、PWM输出、脉冲计数、定时控制等。

可以利用定时器计数器实现LED呼吸灯效果、马达控制、红外遥控编码等功能。

在工业自动化、通信设备、电子仪器等领域也有着广泛的应用。

51单片机的定时器_计数器的C51编程相关知识点：1、单片机的定时器/计数器，实质是按一定时间间隔、自动在系统后台进行计数的。

2、当被设定工作在定时器方式时，自动计数的间隔是机器周期（12个晶振振荡周期），即计数频率是晶振振荡频率的1/12；3、当定时器被启动时，系统自动在后台，从初始值开始进行计数，计数到某个终点值时（方式1时是65535），产生溢出中断，自动去运行定时中断服务程序；注意，整个计数、溢出后去执行中断服务程序，都是单片机系统在后台自动完成的，不需要人工干预！4、定时器的定时时间，应该是（终点值-初始值）x机器周期。

对于工作在方式1和12MHz时钟的单片机，最大的计时时间是（65535-0）x1uS=65.535ms。

这个时间也是一般的51单片机定时器能够定时的最大定时时间，如果需要更长的定时时间，则一般可累加多定时几次得到，比如需要1秒的定时时间，则可让系统定时50ms，循环20次定时就可以得到1s的定时时间。

5、定时器定时得到的时间，由于是系统后台自动进行计数得到的，不受主程序中运行其他程序的影响，所以相当精确；6、使用定时器，必须先用TMOD寄存器设定T0/T1的工作方式，一般设定在方式1的情况比较多，所以可以这样设定：TMOD=0x01(仅设T0为方式1，即16位)、TMOD=0x10(仅设T1为方式1，即16位)、TMOD=0x11(设T0和T1为方式1，即都为16位)。

7、使用定时器，必须根据需要的定时时间，装载相应的初始值，而且在中断服务程序中，很多情况下得重新装载初始值，否则系统会从零开始计数而引起定时失败；8、要使用定时器前，还必须打开总中断和相应的定时中断，并启动之：EA=1(开总中断)、ET0=1(开定时器0中断)、TR0=1(启动定时器0)、ET1=1(开定时器1中断)、TR1=1(启动定时器1);9、注意中断服务程序尽可能短小精干，不要让它完成太多任务，尤其尽量避免出现长延时，以提高系统对其他事件的响应灵敏度.//定时器基本例程-1（未使用定时器，一个灯每隔500ms亮灭一次）//这是个特意安排的例程，以便与下面的例程2进行对比#include <reg52.h>sbit led=P2^7;void delay_ms(unsigned int xms); //ms级延时子程序//=================================================void main(){led=1; //上电初始化，led灯不亮while(1){led=!led;delay_ms(500);}}//=================================================void delay_ms(unsigned int xms) //ms级延时子程序{ unsigned int x,y;for(x=xms;x>0;x--)for(y=130;y>0;y--);}//-------------------------------------------------//定时器基本例程-2（使用定时器，一个灯每隔500ms亮灭一次）#include <reg52.h>sbit led=P2^7;unsigned char num;void delay_ms(unsigned int xms); //ms级延时子程序//=================================================void main(){led=1; //上电初始化，led灯不亮TMOD=0x01; //设定定时器0为工作方式1TH0=(65536-50000)/256; //装载初始值，12MHZ晶振50ms数为50000TL0=(65536-50000)%256; //EA=1; //开总中断ET0=1; //开定时器0中断TR0=1; //启动定时器0while(1){delay_ms(8000);}}//=================================================void delay_ms(unsigned int xms) //ms级延时子程序{ unsigned int x,y;for(x=xms;x>0;x--)for(y=130;y>0;y--);}//-------------------------------------------------void led_flash() interrupt 1 //使用了定时中断0的led闪烁子函数{ TH0=(65536-50000)/256; //装载初始值，12MHZ晶振50ms数为50000 TL0=(65536-50000)%256; //num++;if(num==10){num=0;led=!led;}}////定时器基本例程-3//（使用定时器T1，单片机整个口接的8个灯每隔500ms亮灭一次）#include <reg52.h>#define led_port P0 //宏定义，具体的端口尽量不要出现在主函数和主函数中unsigned char num;void delay_ms(unsigned int xms); //ms级延时子程序//=================================================void main(){led_port=0xff; //上电初始化，所有led灯不亮TMOD=0x10; //设定定时器1为工作方式1（16位方式）TH1=(65536-50000)/256; //装载初始值，12MHZ晶振50ms数为50000TL1=(65536-50000)%256; //EA=1; //开总中断ET1=1; //开定时器1中断TR1=1; //启动定时器1while(1){delay_ms(8000); //这句表明定时中断的运行是在系统后台自动运行的，不需要主函数“操心”}}//=================================================void delay_ms(unsigned int xms) //ms级延时子程序{ unsigned int x,y;for(x=xms;x>0;x--)for(y=130;y>0;y--);}//-------------------------------------------------void led_flash() interrupt 3 //使用了定时中断1的8灯闪烁子函数{ TH1=(65536-50000)/256; //装载初始值，12MHZ晶振50ms数为50000TL1=(65536-50000)%256; //num++; //计数if(num==10) //计够10次，时间就是10x50ms=500ms{num=0; //清零，以便进行下一次500ms的10次计数led_port=~led_port; //整个口接的led灯亮灭状态翻转}}//-------------------------------------------------//定时器基本例程-4//（同时使用定时器T0和定时器T1，单片机某个口的灯和某个口接的8个灯每隔500ms亮灭一次）#include <reg52.h>sbit led=P2^7;#define led_port P0 //宏定义，具体的端口尽量不要出现在主函数和主函数中unsigned char num_0,num_1;void delay_ms(unsigned int xms); //ms级延时子程序//=================================================void main(){led=1; //上电初始化，led灯不亮led_port=0xff; //上电初始化，该口所有led灯不亮TMOD=0x11; //设定定时器0和定时器1都为工作方式1（16位方式）TH0=(65536-50000)/256; //装载初始值，12MHZ晶振50ms数为50000TL0=(65536-50000)%256; //TH1=(65536-50000)/256; //装载初始值，12MHZ晶振50ms数为50000TL1=(65536-50000)%256; //EA=1; //开总中断ET0=1; //开定时器0中断TR0=1; //启动定时器0ET1=1; //开定时器1中断TR1=1; //启动定时器1while(1){delay_ms(8000); //这句表明定时中断的运行是在系统后台自动运行的，不需要主函数“操心”}}//=================================================void delay_ms(unsigned int xms) //ms级延时子程序{ unsigned int x,y;for(x=xms;x>0;x--)for(y=130;y>0;y--);}//-------------------------------------------------void led_flash() interrupt 1 //使用了定时中断0的led闪烁子函数{ TH0=(65536-50000)/256; //装载初始值，12MHZ晶振50ms数为50000TL0=(65536-50000)%256; //num_0++; //计数if(num_0==10) //计够10次，时间就是10x50ms=500ms{num_0=0; //清零，以便进行下一次500ms的10次计数led=!led; //led灯亮灭状态翻转}}//-------------------------------------------------void led_all_flash() interrupt 3 //使用了定时中断1的8灯闪烁子函数{ TH1=(65536-50000)/256; //装载初始值，12MHZ晶振50ms数为50000TL1=(65536-50000)%256; //num_1++; //计数if(num_1==10) //计够10次，时间就是10x50ms=500ms{num_1=0; //清零，以便进行下一次500ms的10次计数led_port=~led_port; //整个口接的led灯亮灭状态翻转}}//-------------------------------------------------//定时器基本例程-5//设定定时器T0工作在方式1的计数应用状态，//单片机T0口（P3.4）接一个按键充当外部脉冲源，//系统对进来的脉冲（每按一次键得一脉冲）进行计数，//计数的结果用接在单片机P0口的8个LED灯表示出来//（大家也可以改成用1602LCD来显示，这样更直观）//广西民大物电学院李映超2010年4月14日#include <reg52.h>#define led_port P0 //宏定义，具体的端口尽量不要出现在主函数和主函数中//=================================================void main(){TMOD=0x05; //设定定时器0为工作方式1、计数器TH0=0; //清零TL0=250; //TR0=1; //启动定时器0进行计数while(1){led_port=TL0; //将计数结果送去显示（用8个LED灯显示），//这里仅显示16位计数器的低8位}}定时器0仍旧工作在计数器状态，增加定时器1工作在定时状态，得到1s的定时时间，定时时间到后，将定时器0计数得到的脉冲数去显示，则这个脉冲数就是所输入的外部信号的频率，从而构成一个简单而准确的频率计！！不过，这个简单的“频率计”能够计量的信号频率（脉冲数），受单片机中断响应速度的影响，一般只能达到单片机系统时钟晶振的1/24，所以要能够测量更高的频率，必须使用前置分频器，对更高频率的待测输入信号进行预分频！。

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