下载文档原格式
80c51单片机定时器计数器工作原理80C51单片机是一种常用的微控制器，其定时器/计数器（Timer/Counter）是实现定时和计数功能的重要组件。
以下简要介绍80C51单片机定时器/计数器的工作原理：1. 结构：定时器/计数器由一个16位的加法器构成，可以自动加0xFFFF（即65535）。
定时器/计数器的输入时钟可以来自系统时钟或外部时钟源。
2. 工作模式：定时模式：当定时器/计数器的输入时钟源驱动加法器不断计数时，可以在达到一定时间后产生中断或产生其他操作。
计数模式：当外部事件（如电平变化）发生时，定时器/计数器的输入引脚可以接收信号，使加法器产生一个增量，从而计数外部事件发生的次数。
3. 定时常数：在定时模式下，定时常数（即定时时间）由预分频器和定时器/计数器的初值共同决定。
例如，如果预分频器设置为1，定时器/计数器的初值为X，那么实际的定时时间 = (65535 - X) 预分频系数输入时钟周期。
在计数模式下，定时常数由外部事件发生的时间间隔决定。
4. 溢出和中断：当加法器达到65535（即0xFFFF）时，会产生溢出，并触发中断或其他操作。
中断处理程序可以用于执行特定的任务或重置定时器/计数器的值。
5. 控制寄存器：定时器/计数器的操作可以通过设置相关的控制寄存器来控制，如启动/停止定时器、设置预分频系数等。
6. 应用：定时器/计数器在许多应用中都很有用，如时间延迟、频率测量、事件计数等。
为了充分利用80C51单片机的定时器/计数器功能，通常需要根据实际应用需求配置和控制相应的寄存器，并编写适当的软件来处理定时器和计数器的操作。
51单⽚机定时器计数器详解第六章定时器/计数器6.1 定时器的结构及⼯作原理6.2 定时器的控制6.3 定时器的⼯作模式及其应⽤第六章定时器/计数器实现定时⼀般有多种⽅法：1. 利⽤软件实现（延时程序）优点：简单，控制⽅便；缺点：CPU效率低。
2. 外部硬件实现：单稳态定时器、计数定时器优点：CPU效率⾼；缺点：修改参数⿇烦。
3. 利⽤计数器实现输⼊脉冲定时器／计数器作⽤主要包括产⽣各种时标间隔、记录外部事件的数量等，是单⽚机中最常⽤、最基本的部件之⼀。
外来脉冲定时计数定时器/计数器功能⽰意图6.1 定时器/计数器的结构及⼯作原理6.1.1 定时器/计数器的基本结构MCS-51单⽚机有⼆个定时器/计数器，每个定时器/计数器由⼏个专⽤寄存器组成。
TMOD(89H ）⾼四位TMOD(89H ）低四位⽅式寄存器TCON(88H)TCON(88H)控制寄存器*8DH 8BH 8CH 8AH TH1 TL1TH0 TL0数据寄存器(16位）定时器T1定时器T0定时器/计数器的结构如下图所⽰。
定时器/计数器的基本结构框图申请P3.5or P3.4or 8DH 8BH8CH 8AH6.1.2 定时器/计数器的⼯作原理定时器/计数器结构原理图INTx P3.YGATE ：门控制位：定时/计数控制位TC/x=0,1Y=2,3Z=4,5⼀. 对外部输⼊信号的计数功能当T0或T1设置为计数⼯作⽅式时，计数器对来⾃输⼊引脚P3.4(T0)和P3.5(T1)的外部信号计数。
若前⼀个机器周期采样值为1，后⼀个机器周期采样值为0，则计数器加1。
所以计数器计数的频率最⾼为fosc 的1/24。
BDEHT H >1个机器周期T L >1个机器周期L⼆. 定时功能：定时器/计数器的定时功能也是通过计数实现的，它的计数脉冲是由单⽚机的⽚内振荡器输出经12分频后产⽣的信号，即为对机器周期计数。
INTx P3.Y例如：晶振频率=12MHz 机器周期=1us ，计数1次=1us ，计数频为=1MHz 。
51单片机定时器和计数器结构下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!51单片机定时器和计数器结构详解一、引言在51单片机中，定时器和计数器是两个非常重要的功能模块，它们广泛应用于各种嵌入式系统中。
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。
第六章定时器/计数器6.1 定时器的结构及工作原理6.2 定时器的控制6.3 定时器的工作模式及其应用第六章定时器/计数器实现定时一般有多种方法：1. 利用软件实现（延时程序）优点：简单，控制方便；缺点：CPU效率低。
2. 外部硬件实现：单稳态定时器、计数定时器优点：CPU效率高；缺点：修改参数麻烦。
3. 利用计数器实现输入脉冲定时器／计数器作用主要包括产生各种时标间隔、记录外部事件的数量等，是单片机中最常用、最基本的部件之一。
外来脉冲定时计数定时器/计数器功能示意图6.1 定时器/计数器的结构及工作原理6.1.1 定时器/计数器的基本结构MCS-51单片机有二个定时器/计数器，每个定时器/计数器由几个专用寄存器组成。
TMOD(89H ）高四位TMOD(89H ）低四位方式寄存器TCON(88H)TCON(88H)控制寄存器*8DH 8BH 8CH 8AH TH1 TL1TH0 TL0数据寄存器(16位）定时器T1定时器T0定时器/计数器的结构如下图所示。
定时器/计数器的基本结构框图申请P3.5or P3.4or 8DH 8BH8CH 8AH6.1.2 定时器/计数器的工作原理定时器/计数器结构原理图INTx P3.YGATE ：门控制位：定时/计数控制位TC/x=0,1Y=2,3Z=4,5一. 对外部输入信号的计数功能当T0或T1设置为计数工作方式时，计数器对来自输入引脚P3.4(T0)和P3.5(T1)的外部信号计数。
若前一个机器周期采样值为1，后一个机器周期采样值为0，则计数器加1。
所以计数器计数的频率最高为fosc 的1/24。
BDEHT H >1个机器周期T L >1个机器周期L二. 定时功能：定时器/计数器的定时功能也是通过计数实现的，它的计数脉冲是由单片机的片内振荡器输出经12分频后产生的信号，即为对机器周期计数。
INTx P3.Y例如：晶振频率=12MHz 机器周期=1us ，计数1次=1us ，计数频为=1MHz 。
f=机器周期fmax=fosc/24计数频率f内部信号(片内振荡器)外部信号下降沿T0对应P3.4T1对应P3.5计数脉冲定时器计数器定时器/计数器的比较6.2 定时器的控制定时器/计数器的控制主要是通过以下几个寄存器实现的：TCON---定时器/计数器控制寄存器TMOD---定时器/计数器工作方式控制寄存器IE---中断允许控制寄存器6.2.1 定时器/计数器的工作方式寄存器TMOD定时器/计数器是一种可编程部件，在工作之前必须通过软件设定它的工作方式，即对工作方式寄存器TMOD 中每位进行设定。
T0TMOD 字节地址89HM0M1 C/ GATE M0 M1C/ GATE T T TMOD 不能位寻址。
上电复位时，TMOD 所有位均为零。
一、M1和M0工作方式控制位M0和M1为工作方式控制位，确定4种工作方式，如表7-1所示。
T0分成两个独立的8位计数器, T1在方式3时停止工作1 1自动重装入初值的8位计数器1 016位定时器/计数器0 113位定时器/计数器(TH 的8位和TL 的低5位) 0 0说明M1 M0二、定时器/计数器方式选择位1. =0 选择定时方式。
在定时方式中，以振荡输出时钟脉冲的12分频信号作为定时的计数信号，也就是每一个机器周期定时器加“1”，若晶振为12MHz ，则定时器的计数频率为1MHz 。
2. =1 选择计数功能。
在计数方式中，采用外部引脚T0(P3.4)、T1(P3.5)的输入脉冲作为计数脉冲,当外部输入脉冲发生1到0的负跳变时，计数器加1，最高计数频率为时钟频率的1/24。
T C/T C/T C/M0M1 C/ GATE M0 M1C/ GATE T0C/ =0 —定时；C/ =1 —对外计数。
定时：fosc/12 =1/(12/fosc)=1/T (机器周期)N 个方波T 计数：脉冲不等间隔波形等间隔，次数已定，时间确定, 即对机器周期进行计数。
左图定时时间为N*T每个下降沿计数一次确认一次负跳变需两个机器周期，所以，计数频率最高为fosc / 24。
T T三、GATE启动门控位1. GATE=0 时只要用软件使TR0（或TR1）置1就能启动定时器T0（或T1）；2. GATE=1 时只有在INT0（或INT1）引脚为高电平的情况下，且由软件使TR0（或TR1）置1时，才能启动定时器T0（或T1）工作。
T0C/GATEM1M0M1C/GATEM0INTxP3.Yx=0,1Y=2,3Z=4,5对TMOD进行设置: MOV TMOD,＃0CH MOV TMOD,＃60H MOV TMOD,#6CH定时器/计数器工作方式寄存器TMOD的作用：1、设定定时器/计数器的工作方式；2、选定定时器/计数器是由片内信号作定时器计数或外部信号作计数器计数；3、设置定时器/计数器的启动方式。
6.2.2 定时器/计数器的控制寄存器TCON控制寄存器TCON的作用：1、通过设置TCON中的某些位来实现启动或停止定时器/计数器的运行（计数）；2、当定时器/计数器计满溢出，或有外部中断请求时，TCON能标明溢出和中断情况。
控制寄存器TCON(88H)TF0TR1TR0TF1IT0IE0IT1IE18FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88HTF1：定时器T1溢出标志位当定时器T1溢出时，由硬件自动使TF1置1，并向CPU 申请中断。
CPU 响应中断后，由硬件自动对TF1清零。
TF1也可以用软件清零。
TR1：定时器T1运行控制位可由软件置1（或清零）来启动（或关闭）定时器T1，使定时器T1开始计数。
用指令：SETB TR1或CLR TR1 (置1或清0）IT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1控制寄存器TCON(88H)TF0：定时器T0溢出标志位。
其功能与TF1相同。
TR0：定时器T0运行控制位。
其功能与TR1相同。
IE1：外部中断1请求标志位。
IT1：外部中断1触发方式控制位。
IE0：外部中断0请求标志位。
IT0：外部中断0触发方式控制位。
IE1、IT1、IE0、IT0这4位已在第5章讲述。
可以对控制寄存器进行位寻址。
IT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1INTx P3.Y定时器/计数器结构原理图Z=4,56.3 定时器的工作模式及其应用6.3.1 工作模式0及应用M0=0, M1=0一、工作原理1、在方式0下，T0和T1工作在13位的定时/计数器方式，由TH的高8位和TL的低5位组成。
2、当T0的13位计数器加到全部为1以后，再加1就产生溢出，这时置TCON的TF0为1，同时把计数器全部变0，然后从0开始继续计数。
INTxP3.YTH0=0FFHTL0=1FHTF0=01111111111111+1TH0=00HTL0=00HTF0=1Z=4,5ORG 0000H 对于T0初值非零时LJMP MAINORG 000BHLJMP T0INTMAIN: SETB ET0SETB EASETB TR0LOOP: …………LJMP LOOPT0INT: CPL P1.0MOV TL0,＃0CHMOV TH0,＃0F0HRETI2、当= 0 时，工作方式为定时器，定时时间= (213 -T0初值)x12x 时钟周期定时范围：1工作周期～8192工作周期1、当= 1 时，工作方式为计数器，计数数值= (213-T0初值)计数值范围：1～8192（213 = 8192）TH0=0FFH TL0=01FH二、工作模式0时计数和定时范围TH0=00H TL0=00H加1溢出；加8192溢出。
T C/TC/如果单片机的晶振选为6.00MHz，则最长和最小定时时间分别为：最小定时时间（(TH0)＝0FFH，(TL0)＝0FFH）：[8192-(8192-1)]×1/6×10-6×12 = 2×10-6(s)= 2(us)最长定时时间（(TH0)＝00H，(TL0)＝00H）：(8192-0)×1/6×10-6×12 = 16384×10-6(s)= 16384(us)例：设定时器T0选择工作模式0，求最长定时时间，如果要实现定时时间为1ms，fosc=3MHz。
试确定T0的初值。
解：(1) 求最长定时时间当T0处于工作模式0时，加1计数器为13位。
T0最大定时时间对应于13位计数器T0的各位全为0，即:(TH0)＝00H，(TL0)＝00H。
最长定时时间为：Tmax=(213－0)x12x(10-6/3)= 32.768ms(2) 确定T0的初值定时时间=(213 －T0初值)x12x晶振周期则：T0初值=213－(1ms/4us)=8192－250=7942化成二进制用除2取余数法，得到的余数即为二进制数各位的数码，按余数的逆序排列。
转化成二进制为：1111100000110B按照低5位，高8位拆开：T0的低5位：TL0 = 00110B = 06HT0的高8位：TH0 = 11111000B = F8H例：利用定时器输出周期为2ms的方波, 输出为P1.0引脚。
设单片机晶振频率为3MHz。
解：2ms的方波是由间隔1ms的高低电平相间而成，因而只要每隔1ms对P1.0取反一次即可得到所需的方波。
因为：机器周期= 12÷3MHz = 4us所以，1ms内T0计数的次数：N=1ms÷4us=250由此可知: 使用方式0时的13位计数器即可。
1ms设计考虑：选用定时/计数器T0作定时器T0的初值：X=213 -250 = 7942转化成二进制：TH0=0F8H，TL0=06HTMOD初始化：TMOD=00000000B=00H（GATE=0，C/T=0，M1=0，M0=0）TCON初始化：启动TR0=1IE初始化：开放EA=1，定时器T0中断允许ET0=1程序清单如下:ORG 0000HAJMP STARTORG 000BHAJMP TOINTORG 0050H START: MOV SP, ＃60HMOV TH0, ＃0F8HMOV TL0, ＃06HMOV TMOD, ＃00HSETB TR0 ; 启动T0SETB ET0SETB EA MAIN:……AJMP MAIN TOINT: CPL P1.0MOV TL0, ＃06HMOV TH0, ＃0F8HRETIEND6.3.2工作模式1及应用M0=0,M1=1一、工作原理方式1和方式0的工作原理相同，唯一不同的是T0和T1工作在方式1时是16位的计数/定时器。
在方式1时，16位的初值分为高字节和低字节，分别送入TH和TL。
