广东工业大学单片机第6章定时器及应用

单片机中的定时器与计数器的原理与应用在单片机中，定时器和计数器是两种常见的功能模块，它们在各种应用中都扮演着非常重要的角色。

本文将对单片机中定时器与计数器的原理和应用进行详细的介绍。

一、定时器的原理与应用定时器是单片机中的一种计时功能模块，它可以在一定的时间间隔内产生一个中断信号，用于控制各种时间相关的任务。

定时器一般由一个计数器和一个控制逻辑组成，计数器用于计数，控制逻辑用于设置计数器的初值、控制计数器的计数方式以及处理定时器中断等功能。

定时器在单片机中有各种不同的应用，例如用于控制LED的闪烁频率、控制蜂鸣器的鸣叫时间、测量外部信号的脉冲宽度等。

通过合理地设置定时器的初值和工作模式，可以实现各种复杂的定时功能。

二、计数器的原理与应用计数器是单片机中另一种常见的功能模块，它可以实现对外部信号的计数和测频等功能。

计数器一般由一个计数寄存器和一个控制逻辑组成，计数寄存器用于记录计数值，控制逻辑用于设置计数器的计数方式、清零计数器以及处理计数器溢出等功能。

计数器在单片机中也有广泛的应用，例如用于计算外部脉冲的频率、测量两个信号之间的时间间隔、实现车辆流量统计等。

通过合理地设置计数器的工作模式和计数方式，可以实现各种计数功能。

三、定时器与计数器的联合应用定时器和计数器在单片机中经常会联合应用，以实现更加复杂和精密的定时计数功能。

例如，可以使用定时器来生成一个固定时间间隔的中断信号，然后在中断服务程序中通过计数器来计数外部脉冲的个数，从而实现对外部脉冲的精确计数。

通过合理地运用定时器和计数器，可以实现各种高级的时间计数功能，使单片机在实际应用中发挥更大的作用。

综上所述，定时器和计数器是单片机中非常重要的功能模块，它们在各种应用中都有着广泛的应用。

合理地掌握定时器和计数器的原理和应用，可以为单片机的开发和应用带来极大的便利。

希望通过本文的介绍，读者能够更加深入地了解单片机中定时器与计数器的原理与应用。

单片机定时器的原理及应用概述单片机定时器是单片机的一种重要功能模块，它能够实现精确的时间计量和控制，广泛应用于各种自动化设备和工业控制系统中。

本文将详细介绍单片机定时器的原理和应用。

单片机定时器的原理单片机定时器的原理主要基于计数器的工作原理。

计数器是一种能够按照一定规律自动加（或减）1的电子装置。

单片机定时器通常使用定时/计数器模块来实现。

在单片机中，定时器模块通常由一个或多个8位或16位的寄存器组成，用于保存计数值。

定时器模块还包含一组控制寄存器，用于配置定时器的工作模式、计数方式等。

单片机的定时器工作过程如下： 1. 初始化定时器：配置定时器的工作模式、计数方式等参数。

2. 启动定时器：将定时器的计数值清零，并开始计数。

3. 定时器计数：根据设定的计数方式和工作模式，定时器将自动进行计数，并根据计数规则更新计数值。

4. 定时器溢出：当定时器的计数值达到设定的最大值时，定时器将溢出并触发相应的中断或事件。

5. 定时器复位：定时器溢出后，可以选择自动清零计数值或保持当前计数值不变，然后重新开始计数。

单片机定时器通常支持多种工作模式，如定时模式、计数模式、PWM模式等。

具体的工作模式和计数方式根据不同的单片机型号而有所差异。

单片机定时器的应用单片机定时器的应用非常广泛，以下是一些常见的应用场景：实时时钟单片机定时器可以用于实现实时时钟功能。

通过定时器的计数功能，可以精确地测量经过的时间，并能够提供秒、分、时、日期等各种时间单位的计量。

实时时钟广泛应用于各种计时、计量和时间戳等场景。

脉冲产生定时器可以用来产生各种脉冲信号，例如方波、矩形波、脉冲串等。

通过定时器的计数规则和工作模式设置，可以控制脉冲的频率、占空比等参数，实现精确的波形生成。

周期性任务调度单片机定时器可以用于周期性任务的调度。

通过设置定时器的计数值和溢出中断，可以实现定时触发中断，从而执行一些周期性的任务，例如数据采集、数据上传、状态刷新等。

单⽚机学习（六）定时器的使⽤⽬录⼀、定时器简介定时器介绍:51单⽚机的定时器属于单⽚机的内部资源，其电路的连接和运转均在单⽚机内部完成定时器作⽤:(1) ⽤于计时系统，可实现软件计时，或者使程序每隔⼀固定时间完成⼀项操作(2)替代长时间的Delay, 提⾼CPU的运⾏效率和处理速度...⼆、STC89C52定时器资源定时器个数: 3个 (T0、 T1、T2)，T0和T1与传统的51单⽚机兼容，T2是此型号单⽚机增加的资源注意:定时器的资源和单⽚机的型号是关联在⼀起的，不同的型号可能会有不同的定时器个数和操作⽅式，但⼀般来说，T0和T1的操作⽅式是所有51单⽚机所共有的三、定时器⼯作原理定时器在单⽚机内部就像⼀个⼩闹钟⼀样，根据时钟的输出信号，每隔“⼀秒"（⼀个单位时间），计数单元的数值就增加⼀，当计数单元数值增加到“设定的闹钟提醒时间"时，计数单元就会向中断系统发出中断申请，产⽣"响铃提醒"，使程序跳转到中断服务函数中执⾏。

在实现细节上：时钟部分每隔单位时间就会传递⼀个脉冲信号到计数部分，⽽计数部分会对脉冲个数进⾏计数，当脉冲个数达到TH0,TL0能存储的最⼤数量后（即发⽣溢出，这⾥⼀共有16位，即只能表⽰0~65535这些数字，继续接收信号即溢出），TF0将会被置⼀，此时就会发出中断申请，然后程序跳转到中断服务程序中执⾏。

1. 时钟信号的提供可以看到，在时钟部分有两个输⼊来源：系统时钟T0引脚当我们使⽤T0引脚时往往是将这个模块作为计数器记录脉冲的个数的，⽽不是⽤作定时器，故这⾥我们⼀般只考虑系统时钟的信号输⼊。

SYSclk：系统时钟，即晶振周期，本开发板上的晶振为12MHz当 C/T=0 时选择的是系统时钟作为输⼊，⽽ C/T=1 时选择的是T0引脚作为输⼊，故我们需要选择第⼀种。

2. 中断系统简介中断系统是为使CPU具有对外界紧急事件的实时处理能⼒⽽设置的。

单片机定时器作用原理及学习应用详解定时器是单片机的重点中的重点，但不是难点，大家一定要完全理解并且熟练掌握定时器的应用。

定时器的初步认识时钟周期：时钟周期T是时序中最小的时间单位具体计算的方法就是1/时钟源，如果大家用的晶振是11.0592M,那么对于这个单片机系统来说，时钟周期=1/11059200秒。

机器周期：我们的单片机完成一个操作的最短时间。

机器周期主要针对汇编语言而言，在汇编语言下程序的每一条语句执行所使用的时间都是机器周期的整数倍，而且语句占用的时间是可以计算出来的，而C 语言一条语句的时间是不可计算的。

51单片机系列，在其标准架构下一个机器周期是12个时钟周期，也就是12/11059200秒。

现在有不少增强型的51单片机，其速度都比较块，有的1个机器周期等于4个时钟周期，有的1个机器周期就等于1个时钟周期，也就是说大体上其速度可以达到标准51架构的3倍或12倍。

因为我们是讲标准的51单片机，所以我们后边的课程如果遇到这个概念，全部是指12个时钟周期。

这两个概念了解即可，下边就来我们的重头戏，定时器和计数器。

定时器和计数器是单片机内部的同一个模块，通过配置SFR（特殊功能寄存器）可以实现两种不同的功能，我们大多数情况下是使用定时器功能，因此我们的课程也是主要来讲定时器功能，计数器功能大家自己了解下即可。

顾名思义，定时器就是用来进行定时的。

定时器内部有一个寄存器，我们让它开始计数后，这个寄存器的值每经过一个机器周期就会加1 一次，因此，我们可以把机器周期理解为定时器的计数周期。

我们的秒表，每经过一秒，数字加1，而这个定时器就是每过一个机器周期的时间，也就是12/11059200秒，数字加1。

还有一个特别注意的地方，就是秒表是加到60后，秒就自动变成0 了，这种情况在单片机和计算机里我们称之为溢出。

那定时器加到多少才会溢出呢？定时器有几种模式，假如是16位的定时器，也就是2个字节，最大值就是65535,那么加到65535后，再加1就算溢出，如果有其他位数的话，道理是一样的，对于51单片机来说，溢出后，这个值会直接变成0。

单片机定时器与计数器的工作原理及应用摘要：单片机作为现代电子设备中广泛采用的一种集成电路，其内部包含了丰富的功能模块，其中定时器和计数器被广泛应用于各种领域。

本文将介绍单片机定时器和计数器的工作原理及应用，包括定时器的基本原理、工作模式和参数配置，以及计数器的工作原理和常见应用场景。

希望通过本文的阐述，读者能够深入了解单片机定时器和计数器的基本原理和应用，为电子系统设计提供参考。

引言：单片机作为嵌入式系统中的核心部件，承担着控制和处理各种信号的重要任务。

定时器和计数器作为单片机的重要功能模块，为实现各种实时控制任务提供了有效的工具。

定时器可以生成一定时间间隔的定时信号，而计数器则可以对外部事件的频率进行计数，实现时间测量和计数控制等功能。

一、定时器的工作原理单片机中的定时器通常为计数器加上一定逻辑控制电路构成。

定时器的基本工作原理是通过控制计数器的计数速度和计数值来实现不同时间间隔的输出信号。

当定时器触发时，计数器开始计数，当计数值达到预设值时，定时器产生一个输出信号，然后重新开始计数。

定时器通常由以下几个部分组成：1.计数器：定时器的核心部件是计数器，计数器可以通过内部振荡器或外部输入信号进行计数。

通常情况下，计数器是一个二进制计数器，它可以按照1、2、4、8等倍数进行计数。

2.预设值：定时器的预设值决定了定时器的时间间隔。

当计数器达到预设值时，定时器会产生一个输出脉冲。

3.控制逻辑电路：控制逻辑电路用于控制计数器的启动、停止和重置等操作。

通常情况下，控制逻辑电路由一系列的触发器和逻辑门组成。

二、定时器的工作模式定时器可以根据实际需求在不同的工作模式下运行，常见的工作模式有以下几种：1.定时工作模式：在定时工作模式下，定时器按照设定的时间间隔进行计数，并在计数值达到预设值时产生一个输出脉冲。

这种模式常用于周期性任务的触发和时间测量。

2.计数工作模式：在计数工作模式下，定时器通过外部输入信号进行计数，可以测量外部事件的频率。

单片机定时器的使用一、单片机定时器的基本原理定时器通常由一个时钟源提供脉冲信号来计数，这个时钟源可以是外部时钟源、内部时钟源或者其他外设提供的时钟源。

定时器以一个指定的时钟周期开始计数，并在达到预设的计数值时产生一个中断信号或触发一个相关事件。

二、单片机定时器的使用方法1.定时器的预分频设置在使用单片机的定时器之前，我们需要根据具体的应用需求设置定时器的预分频值。

预分频值的设置将影响定时器的计数速度。

常用的预分频值有1、2、4、8和16等，这意味着在一个计数周期内，定时器模块将接收几个时钟脉冲。

通过设置不同的预分频值，我们可以调整定时器的计数速度，从而实现不同的时间精度。

2.定时器计数值的设定在设置定时器的计数值之前，我们需要确定定时器的计数频率和所需的定时时间。

计数频率是由定时器的时钟源和预分频值决定的，而所需的定时时间是根据具体应用而确定的。

定时器计数值的设定通常是通过写入特定的寄存器来实现的。

根据单片机型号的不同，定时器计数值的位数可能有所不同。

一般来说，定时器的计数值越大，可以计时的时间就越长。

3.中断的使能与处理在使用定时器进行定时操作时，通常会设置一个中断服务程序，在定时器达到预设的计数值时触发中断。

中断服务程序中可以添加一些需要在定时器到达指定时间时执行的代码。

为了使中断能够正常工作，我们需要合理地设置中断向量、ISR(Interrupt Service Routine)等。

同时，我们也需要在程序的其他部分进行相关的中断控制设置，如打开或关闭中断、配置中断优先级等。

三、单片机定时器的常见应用案例1.时钟显示器时钟显示器是单片机定时器的一个常见应用案例，通过使用定时器和LED数码管等外设，可以实现一个精确计时的时钟显示器。

定时器以一定的频率计数，并在计数到一定值时触发中断，中断服务程序中可以更新数码管的显示值。

2.交通信号灯交通信号灯是城市道路交通管理中常用的设备，定时器可以用于控制交通信号灯的时序。

单片机定时器的原理与应用1. 引言单片机定时器是基于定时计数的功能模块，广泛应用于嵌入式系统中。

它可以帮助我们实现精确的定时和计时功能，对于许多嵌入式应用来说，定时器是至关重要的。

本文将介绍单片机定时器的原理及其应用。

2. 单片机定时器原理单片机定时器通常由一个时钟源和一个计数器组成。

定时器根据时钟源的信号进行计数，并在计数达到预设值时触发中断或执行相应的操作。

2.1 时钟源时钟源是单片机定时器中最关键的部分之一。

它提供了稳定而准确的时钟信号，用于计算时间。

常见的时钟源包括外部晶振和内部振荡器。

2.2 计数器计数器是定时器的核心组件，用于计数时钟源的脉冲。

它可以是8位、16位或更高位的寄存器。

定时器的计时精度取决于计数器的位数。

2.3 控制寄存器控制寄存器用于设置和控制定时器的工作模式、计数方向、预设值等。

通过对控制寄存器的编程，我们可以灵活地配置定时器的功能。

3. 单片机定时器的应用单片机定时器在嵌入式系统中有广泛的应用，下面介绍几个常见的应用场景。

3.1 定时中断定时中断是单片机定时器最常见的应用之一。

通过设置定时器的预设值和工作模式，我们可以实现周期性地定时中断。

在中断服务程序中，我们可以执行一些特定的操作，如更新显示、数据采集等。

3.2 脉冲生成单片机定时器可以用来生成不同频率和占空比的脉冲信号。

通过设置定时器的计数值和工作模式，我们可以控制脉冲的频率和占空比，并将其输出到所需的引脚。

3.3 软件延时在某些应用中，需要进行精确的时间控制，比如串口通信、驱动显示等。

单片机定时器可以用作精确的软件延时控制，通过设置合适的工作模式和计数值，我们可以实现精确的微秒级延时。

3.4 计时功能单片机定时器还可以用来计时。

通过将计数器与外部事件结合使用，可以记录事件的持续时间或频率。

这在许多应用中都非常有用，比如测量脉冲宽度、测量信号频率等。

4. 总结单片机定时器是嵌入式系统中非常重要的功能模块，它可以实现精确的定时和计时功能。

单片机中定时器的作用1. 简介单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器、存储器和各种输入输出设备的微型计算机系统。

在单片机中，定时器（Timer）是其中一个重要的功能模块，它用于计时、延时和产生精确的时间间隔。

2. 定时器的基本原理定时器通常由一个计数寄存器（Counter Register）和一个控制寄存器（Control Register）组成。

计数寄存器用来保存当前的计数值，而控制寄存器则用来配置和控制定时器的工作模式、预分频系数等参数。

当定时器开始工作后，它会根据预设的参数每过一段固定时间增加或减少计数值，并在特定条件下触发中断或产生输出信号。

3. 定时器的应用场景3.1 精确定时单片机中的定时器可以通过设置合适的参数来实现精确的时间测量和延时操作。

例如，可以使用定时器来测量外部事件（如脉冲宽度、周期等）、实现精确的延迟操作（如延迟一段时间后执行某个任务）。

3.2 PWM生成脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）是一种常用的控制技术，它通过改变脉冲信号的占空比来控制输出信号的平均功率。

单片机中的定时器可以用来生成PWM信号，从而实现对电机速度、LED亮度等参数的精确控制。

3.3 脉冲捕获在某些应用中，需要对外部事件的时间进行测量和记录。

单片机中的定时器可以通过脉冲捕获功能来实现这一目标。

脉冲捕获功能可以记录外部事件发生时定时器的计数值，进而计算出事件发生时刻或时间间隔。

3.4 频率测量频率测量是一种常见的应用场景，例如测量电源频率、音频信号频率等。

单片机中的定时器可以通过输入捕获功能来实现频率测量。

输入捕获功能可以记录外部事件发生时定时器计数值，并根据不同事件之间的时间间隔计算出频率。

3.5 定时中断定时中断是单片机中最常见和重要的应用场景之一。

通过配置定时器参数和中断使能位，可以实现周期性地产生中断请求。

定时中断可用于周期性地执行某个任务，例如定时采样、周期性数据处理等。