6GE定时器和计数器详解
单片机定时器与计数器的工作方式解析
单片机定时器与计数器的工作方式解析1 工作方式0定时器/计数器的工作方式0称之为13位定时/计数方式。
它由TL（1/0）的低5位和TH （0/1）的8位组成13位的计数器，此时TL（1/0）的高3位未用。
我们用这个图来讨论几个问题：M1M0：定时/计数器一共有四种工作方式，就是用M1M0来控制的，2位正好是四种组合。
C/T：前面我们说过，定时/计数器即可作定时用也可用计数用，到底作什么用，由我们根据需要自行决定，也说是决定权在我们��编程者。
如果C/T为0就是用作定时器（开关往上打），如果C/T为1就是用作计数器（开关往下打）。
顺便提一下：一个定时/计数器同一时刻要么作定时用，要么作计数用，不能同时用的，这是个极普通的常识，几乎没有教材会提这一点，但很多开始学习者却会有此困惑。
GATE：看图，当我们选择了定时或计数工作方式后，定时/计数脉冲却不一定能到达计数器端，中间还有一个开关，显然这个开关不合上，计数脉冲就没法过去，那么开关什么时候过去呢？有两种情况GATE=0，分析一下逻辑，GATE非后是1，进入或门，或门总是输出1，和或门的另一个输入端INT1无关，在这种情况下，开关的打开、合上只取决于TR1，只要TR1是1，开关就合上，计数脉冲得以畅通无阻，而如果TR1等于0则开关打开，计数脉冲无法通过，因此定时/计数是否工作，只取决于TR1。
GATE=1，在此种情况下，计数脉冲通路上的开关不仅要由TR1来控制，而且还要受到INT1管脚的控制，只有TR1为1，且INT1管脚也是高电平，开关才合上，计数脉冲才得以通过。
这个特性能用来测量一个信号的高电平的宽度，想想看，怎么测？为什么在这种模式下只用13位呢？干吗不用16位，这是为了和51机的前辈48系列兼容而设的一种工作式，如果你觉得用得不顺手，那就干脆用第二种工作方式。
2 工作方式1。
定时器 计数器的工作原理
定时器计数器的工作原理
定时器计数器是一种用来计量时间间隔的设备，它的工作原理是通过内部的振荡器或外部的时钟源来提供时间基准。
在每个时间单位（如毫秒、微秒等）经过时，计数器会自动加1。
当
计数器的值达到设定的阈值时，会触发一个中断信号或者产生一个输出信号，用于控制其他设备或执行特定的操作。
计数器通常由一个或多个寄存器组成。
其中一个寄存器用于存储当前的计数值，而其他的寄存器用于存储计数器的控制信息，如计数模式、计数方向、计数起始值等。
计数器可以根据需要进行初始化，即将计数值设定为初始值。
然后，在开始计数后，计数器会按照设定的模式和方向进行自动计数。
定时器计数器可以应用于各种领域，如计时、测量、脉冲生成等。
例如，在微处理器中，定时器计数器可以用来控制程序的执行速度，生成定时中断请求。
在工业控制系统中，定时器计数器可以用于监测过程的时间延迟，控制机器的工作周期。
在电子钟表或计时器中，定时器计数器用于显示时间，并触发相应的操作。
总而言之，定时器计数器能够通过内部振荡器或外部时钟源提供的时间基准，实现精确计量时间间隔的功能。
通过定义计数的起始值、模式和方向等参数，可以灵活地应用于不同的场景中，实现定时、测量和控制等功能。
定时器、计数器的基本结构及工作原理
定时器、计数器的基本结构及工作原理定时器／计数器简称定时器，其作用主要包括产生各种时标间隔、记录外部事件的数量等，是微机中最常用、最基本的部件之一。
805l单片机有2个16位的定时器／计数器：定时器0(T0)和定时器1(T1)。
T0由2个定时寄存器TH0和TL0构成，T1则由TH1和TL1构成，它们都分别映射在特殊功能寄存器中，从而可以通过对特殊功能寄存器中这些寄存器的读写来实现对这两个定时器的操作。
作定时器时，每一个机器周期定时寄存器自动加l，所以定时器也可看作是计量机器周期的计数器。
由于每个机器周期为12个时钟振荡周期，所以定时的分辨率是时钟振荡频率的1／12。
作计数器时，只要在单片机外部引脚T0(或T1)有从1到0电平的负跳变，计数器就自动加1。
*与定时器、计数器的有关寄存器简介定时器／计数器T0和T1有2个控制寄存器-TMOD和TCON，它们分别用来设置各个定时器／计数器的工作方式，选择定时或计数功能，控制启动运行，以及作为运行状态的标志等。
其中，TCON寄存器中另有4位用于中断系统。
另外还有4个八位计数器组成。
1、定时器方式控制寄存器TMODTMOD在特殊功能寄存器中，字节地址为89H，无位地址。
TMOD的格式如下图示。
由图可见，TMOD的高4位用于T1，低4使用于T0，4种符号的含义如下：GATE：门控制位。
其作用见图1．6。
GATE和软件控制位TR、外部引脚信号INT的状态,共同控制定时器／计数器的打开或关闭。
C／T：定时器／计数器选择位。
C/T＝1，为计数器方式；C／T＝0，为定时器方式。
M1M0：工作方式选择位，定时器／计数器的4种工作方式由M1M0设定。
M1M0＝00：工作方式0(13位方式)。
M1M0＝01：工作方式1(16位方式)。
M1M0＝10：工作方式2(8位自动装入时间常数方式)。
MlM0=11：工作方式3(2个8位方式--仅对T0)。
2．定时器控制寄存器--TCONTCON在特殊功能寄存器中，字节地址为88H，位地址(由低位到高位)为88H一8FH，由于有位地址，十分便于进行位操作。
定时器／计数器及应用分析课件
定时器和计数器的工作原理和应用场 景各不相同，需要根据实际需求进行 选择和使用。
定时器和计数器在嵌入式系统的设计 中扮演着重要的角色，对于实现系统 的精确控制和可靠运行具有重要意义。
展望
随着嵌入式系统的发展和应用领域的不断扩展， 定时器和计数器的功能和性能也在不断提升。
计数器可以用来实现计数值的累加， 例如记录用户点击按钮的次数或设备 的使用次数。
定时器和计数器器可以组合起来实 现更复杂的功能，例如通过定时 器控制计数器的计数值，或者使 用计数器的计数值来控制定时器
的触发时间间隔。
组合应用实例
例如，可以使用定时器来控制计 数器的计数值，每隔1秒更新一 次计数器的计数值，然后使用计 数器的计数值来控制一个设备的
代码实现
使用Arduino编程，通过定时器与计数器结合，实时计算 电机的转速，同时控制电机的运动状态
应用场景
适用于需要实时监测与控制电机转速的领域，如自动化生 产线、机器人等
定时器和计数器的综合应用——实现智能小车巡线
• 硬件准备：Arduino板、电机驱动模块、两个直流电机、红外线传感器、巡线轨道 • 原理说明：通过定时器控制电机的运动状态，实现小车的运动；通过计数器统计红外线传感器检测到的黑色线路的脉冲数，
定时器工作原理
定时器通过计数时钟周期来实现时间间隔的测量，当达到设定的时 间间隔后就会触发中断。
使用计数器实现计数值的累加
计数器概述
计数器工作原理
计数器是一种能够记录事件发生次数 的硬件或软件组件。
每当事件发生时，计数器就会自动加1 ，当达到设定的上限值后就会触发中 断或重置为0。
定时器的运行原理
定时器的运行原理
定时器的运行原理是通过计时来实现，它一般是由一个计数器和一个中断触发器组成。
1. 计数器：定时器通常包含一个计数器，用来计算经过的时间。
计数器根据时钟的脉冲信号不断递增，可以通过设定一个初始值和一个设定值来控制计数器的范围。
2. 中断触发器：定时器还包含一个中断触发器，用来监测计数器的值是否达到设定的阈值。
当计数器的值等于设定值时，中断触发器会发出中断请求信号，通知处理器执行相应的中断服务程序。
定时器的工作流程如下：
1. 初始化定时器：首先需要初始化定时器的计数器和中断触发器，包括设定计数器的初始值和设定值。
2. 启动计数器：定时器开始工作时，计数器会根据时钟的脉冲信号不断递增，计算经过的时间。
3. 监测中断触发器：定时器会不断监测计数器的值是否达到设定的阈值。
当计数器的值等于设定值时，中断触发器会发出中断请求信号。
4. 处理中断请求：当处理器接收到中断请求信号时，会立即停止当前的任务，保存现场，并跳转到中断服务程序中执行相应的操作。
5. 重启计数器：中断服务程序执行完毕后，会重新设置计数器的初始值，然后再次启动计数器，使定时器得以继续计时。
通过以上步骤，定时器就能够按照设定的时间间隔不断地进行计时，并在计时达到设定的阈值时触发中断，从而实现定时器的功能。
定时器计数器结构及使用方法
1.1.1、软件定时
靠执行一个循环程序以进行时间延迟。特点是时间 精确，且不需要外加硬件电路。但软件定时要占用 CPU开销，因此软件定时的时间不宜太长。
1.1.2、硬件定时
特点是（定时功能全部由硬件电路完成）不占 CPU时间，但需通过改变电路的元件参数来调节 定时时间，在使用上不够灵活方便。
MOV TH0 ,#3CH
MOV TL0 ,#0B0H
为什么要给定时器预置初值？
如何确定预置初值是多少呢？
b.确定并设置定时器计数初值
例题1
用定时器0实现5ms的延时，请你确定定时器0的工作方式 并给出初始化程序。 解析：1.分析要求，确定设置工作方式
5000次计数 方式0或1 （这里选方式1） 2. 确定并设置计数初始值 写入TH0、TL0
定时也是如此，假如每个脉冲是1µs，则计满5536个脉 冲需时65.536ms，但现在只要10ms就可以了，怎么办？ 10ms为10000µs，所以，只要在计数器里面放进55536就可 以了。
b.确定并设置定时器计数初值
——直接将初值写入TH0、TL0或TH1、TL1
如果知道定时器0的预置初值是3CB0H
X=最大计数值-所需计数值 X=65536-5000=60536=EC78H 3. 启动定时器0 最终初始化程序： MOV TMOD ,#01H MOV TH0 ，#0ECH MOV TL0，#78H SETB TR0 ；启动定时器0
C/T——定时方式或计数方式选择位
C/T=0 定时工作方式； C/T=1 计数工作方式；
M1 M0——工作方式选择位
方式0 方式1 方式2 方式3
M=213=8192 M=216=65536 M=28=256 M=28=256
定时器 计数器的工作原理
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。
定时器计数器的工作原理及应用
8
1 定时器/计数器的结构
7.1.1 工作方式控制寄存器TMOD
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TMO D
GATE
C/T*
M1
M0 GATE C/T* M1
M0
89H
（2）M1、M0—工作方式选择位
9
1 定时器/计数器的结构
7.1.1 工作方式控制寄存器TMOD
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
7.1.2 定时器/计数器控制寄存器TCON
TCON字节地址88H，位地址为88H～8FH。可位寻址。
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 TCON TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0 89H
与定时/计数器有关
与外部中断有关
寄存器TCON格式
11
1 定时器/计数器的结构
M0
89H
T1方式字段
T0方式字段
寄存器TMOD格式
1 定时器/计数器的结构
7.1.1 工作方式控制寄存器TMOD
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
TMO D
GATE
C/T*
M1
M0 GATE C/T* M1
M0
89H
（1）GATE—门控位 GATE=0，定时器是否计数，由控制位TR0(或TR1）来控制。 GATE=1，定时器是否计数，由外中断引脚INT0* (或INT1* ）上的电平与运行控制位TR0 (或TR1）共同控制。
对外部计数输入信号的要求
目录
1 定时器/计数器的结构 2 定时器/计数器的工作方式 3 计数器对输入的计数信号的要求 4 定时器/计数器的应用编程
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功能 类型
3.2 GE PAC定时和计数功能及应用
3.2.1 GE PAC定时器功能及应用
1. 功能 Function: 实现程序时间的控制 2. 类型 Types
1) 接通延时定时器TMR (Timer)
2) 断开延时定时器OFDT（Off Delay Timer） 3) 保持型接通延时定时器ONDTR （On Delay Timer）
(1) 功能块标识
(2) 工作波形图/时序图 Timing Diagram
输入端
OFDT
输出端
TS
TENTHS
输入端
输出端 预设值
%R####
PV CV
当前值
预设值
计时值
3.2.1 GE PAC定时器功能及应用
OFDT例题3：声控照明灯—控制要求：照明灯接通10秒自 动熄灭
I00001
启 声动 控开关
OTFMDRT
SSEeCc RR0000000011
10 PV CV
Q00001
照明
R00011
%R00001:
6781920345
ห้องสมุดไป่ตู้
%R00002:
10
3.2.1 GE PAC定时器功能及应用
输入端 %I00001
工
作
输出端
时
%Q00001
序
图
预设值
10s
%R00002
当前值 %R00001
3.2.1 GE PAC定时器功能及应用
第三章 GE 智能平台 PAC 系统
课程名称：PLC控制技术 所在部门：机电工程学院 主讲教师： 张 爽
回顾1： RX3i 模块及系统结构
电源模块 CPU 模块 通信模块
I/O 模块 扩展模块
Genius协议支持冗余
RS232,串口协议 Modbus主/从
远远远程程程控控控本制制制地系系系系统统统统3214::G:M以Peron太odifubi网sbuus s
RS485,串口协议 Modbus主/从
回顾2： GE PAC地址表示形式
外部地址 与外界有 对输应入关模系 块
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 COM
外部地址
输入地址%I
I1
0
I2
1
I3
0
I4
0
I5
0
I6
0
%I %Q %AI %AQ
用户程序
I1
Q1
Q1
位地址 字地址
输出地址%Q
0
Q1
3.2.1 GE PAC定时器功能及应用
4. 定时器工作原理 Principle
1) 延时接通定时器 Timer
(1) 功能块标识
(2) 工作波形图/时序图 Timing Diagram
输入端
TMR
输出端
输入端
TENTHS
TS
输出端 预设值
预设值
%R####
PV
CV
当前值
计时值
3.2.1 GE PAC定时器功能及应用
0
Q2
0
Q3
0
Q4
0
Q5
0
Q6
输出模块
Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 COM
回顾2： GE PAC地址表示形式
内部地址
内部地址 与外界没 有对应关
系
变量名
#FST_SCN
#T_10MS #T_100MS #T_SEC #ALW_ON #ALW_OFF
%M
%G
中间继电器—位地址
%T
%R ——寄存器—字地址
3) 保持型接通延时定时器On Delay Timer
(1) 功能块标识
(2) 工作波形图/时序图 Timing Diagram
输入端
输入端
ONDTR
输出端
TTSENTHS
T1
T2
输出端
复位
R
复位端
%R####
预预设设值值
PV
CV 当前值
计时值
TS= T1+T2
3.2.2 GE PAC计数器功能及应用
TMR例题1： 要求：定时10S
I00001
输入端
Q00001 %I00001
TMR
10s
SEC R00001
输出端 %Q00001
预置值
6s
10 PV CV
%R00002
当前值 %R00001
梯形图
时序图
3.2.1 GE PAC定时器功能及应用
TMR例题2：声控照明灯—控制要求：照明灯接通10秒自动熄灭
%S ——系统标志—位地址
参考变量地址
描述
%S00001 %S00003 %S00004 %S00005 %S00007 %S00008
第一个扫描周期为ON 0.01秒时钟触点 0.1秒时钟触点 1秒时钟触点 始终ON 始终OFF
3.2 GE PAC定时和计数功能及应用
主要内容
应用 原理
关系
定时器 计数器
%R %R + 1 %R + 2
连续三个R寄存器
3.2.1 GE PAC定时器功能及应用
控制字
控制字存储与之相关的定时器的布尔逻辑的输入和输出状态。
16 15 14 13 12 11 10 9
87654321
保留 复位输入 允许输入 Q（定时器状态输出） EN（允许输出）
位1至位12用于定时器精确度。
16 15 14 13 12 11 10 9
87654321
保留 复位输入 允许输入 Q（计数器状态输出） EN（允许输出）
3.2.2 GE PAC计数器功能及应用
3.计数器工作原理 Principle
1) 减计数器 DNCTR
(1) 功能块标识
(2) 工作波形图/时序图 Timing Diagram
输入端
复位
预设值
%I,%Q,%M,%T,%G, %R,%AI,%AQ,CONST
##CTR
R
%R####
PV
CV
输出端
Address
当前值
当前值 预设值 控制字
%R %R + 1 %R + 2
连续三个R寄存器
3.2.2 GE PAC计数器功能及应用
控制字
控制字存储与之相关的计数器的布尔逻辑的输入和输出状态。
I00001
启 声动 控开关
M00001 M00001
110 0
M00002
M00001
6781920345
TMR
SSEeCc RR0000000011
PV CV
Q00001
照明
M00002
RR0000010111
3.2.1 GE PAC定时器功能及应用
2) 延时断开定时器 Off Delay Timer
1. 概述
1) 功能 Function 统计输入端的通断次数
2) 类型 Types (1) 加计数器UPCTR (2) 减计数器DNCTR
3) 计数范围 Range：0~+32767
4) 计数特点 Character：具有带电保持功能
3.2.2 GE PAC计数器功能及应用
2. 功能块结构 Structure
3.2.1 GE PAC定时器功能及应用
3. 功能块结构 Structure
Enable
%I,%Q,%M,%T,%G, %R,%AI,%AQ,CONST
预设值
##T
Sec Tenths Hunds Thous
PV
CV
%R####
输出端 时基 当前值
延时时间 t =预设值×时基
当前值 预设值 控制字