定时器计数器的结构及工作原理
定时计数器的结构与工作原理
定时器方式寄存器TMOD (不能按位寻址)
注意 TMOD只能以字节方式进行初始化
T1
T0
定时器方式寄存器TMOD (不能按位寻址)
振荡器
Tx端 TRx位 GATE位 01 INTx端
12 C/T=0
C/T=1
10
1&
≥1 与门
或门
计数器
控制=1 开关接通
TFx
申请 中断
GATE门控位: Timer可由软件与硬件两者控制 ▼ GATE = 0 ——普通用法
单片机的定时/计数器 -定时/计数器的结构与工作原理
秒表计时器
家用定时器ຫໍສະໝຸດ 智能计数器智能排插 计时器
定时/计数器的结构
▼ 2个16位计数器T0 (TH0、TL0)和T1 (TH1、TL1)——加1计数器 ▼ 8位特殊功能寄存器TMOD——选择定时/计数器的工作模式和工作方式 ▼ 8位特殊功能寄存器TCON ——控制定时器的启动与停止 ▼ 2个外部引脚T0(P3.4)和T1(P3.5)——接入外部计数脉冲
Timer的启/停由软件对TRx位写“1”/“0”控制
▼ GATE = 1 ——门控用法 （很少用到） Timer的启/停由软件对TRx位写“1”/“0” 和在INTx引脚上出现的信号的高/低共同控制
小 结
▼定时/计数器的内部结构与工作原理 ▼定时器控制寄存器TCON ▼定时器方式寄存器TMOD
D7
D0
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
▼ TFx: T0/T1计数溢出标志位。
=1 计数溢出； =0 计数未满 TFx标志位可用于申请中断或供CPU查询。
在进入中断服务程序时会自动清零； 但在查询方式时必须软件清零。
80c51单片机定时器计数器工作原理
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-计数器结构和计数器工作原理
使TR0或TR1置位，启动定时/计数器
晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端输入到片内的时钟发生器上，时钟发
生器是一个二分频触发器电路，它将振荡器的信号频率除以2，向CPU提供
了两相时钟信号P1和P2。时钟信号的周期称为机器状态时间S，它是振荡
周期的2倍。在每个时钟周期（即机器状态时间S）的前半周期，相位1（即
P1信号）有效，在每个时钟周期的后半周期，相位2（即P2信号）有效。
提供
用途：定时器和计数器
核心：加1计数器
原理：每来一个脉冲则加1计数器加1，当加到全1时再来一个脉冲使加
1计数器归零，同时加1计数器的溢出使TCON寄存器中的TF0（或TF1）
置1，向CPU发出中断请求
脉冲来
补充：
计数器工作原理：
用作计数器时，对T0或T1引脚的外部脉冲计数，如果前一个机器周期
采样值为1，后一个机器周期采样值为0，则说明有一个脉冲，计数器加
1。
在每个机器周期的S5P2期间采样引脚输入电平。新的计数初值于下一个
机器周期的S3P1期间装入计数器。
此种方式需要两个机器周期来检测一个1->0负跳变信号，因此最高的计
数频率为时钟频率的1/24。
S5P2：
S5P2指的是第5个时钟周期的相位2。
工作原理：13位计数器，使用TL0的低5位和TH0的高8位组成，TL0
的低5位溢出时向TH0进位。TH0溢出时发出中断请求。
方式1
计算公式：
最大计数：65536个机器周期
工作原理：16位计数器，TL0作为低8位，TH0作为高8位
方式2：自动重装初值的8位计数方式
计算公式：p.s.晶振频率必须选择12的整数倍，因为定时器的频率是晶振
单片机定时器与计数器
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。
定时器 计数器的结构、特殊功能寄存器TMOD、TCON
TC=1微秒
可见，初值越小，定时时间越长。
实验27 初值与定时时间的关系
因为 脉冲个数＝溢出值－初值＝216－初值 ①
计数脉冲的频率fc = 振荡频率fosc÷12
所以
定时时间＝脉冲个数×计数脉冲的周期
＝（216－初值）×1/计数脉冲的频率fc ＝（216－初值）×12/振荡频率fosc 由②式可得： … ②
5. 1-4 定时器/计数器的结构、特殊功பைடு நூலகம்寄存器TMOD、TCON
教学目的
1、单片机定时/计数器的结构及工作原理。 2、掌握初值的计算公式，理解初值、满值 和溢出值等概念。 3、掌握专用寄存器TMOD、TCON 。
教学重点
1、了解定时/计数器组成框图； 2、掌握定时/计数器的初值计算公式。
教学难点
1、GATE 门控位 GATE=0 以运行控制位TR启动定时器 GATE=1 以外中断请求信号（/IMT0或/INT1）启动定时器 2、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=l 计数工作方式（采用外部引脚的输入脉冲为计数脉冲） 3、M1、M0 工作方式选择位 M1、M0=00 方式0 M1、M0=01 方式1 M1、M0=10 方式2 M1、M0=11 方式3
定时器和计数器的工作原理 -回复
定时器和计数器的工作原理-回复定时器和计数器都是常见的电子设备，用于测量时间和计数事件。
它们在多个领域得到广泛应用，包括计算机、通信、工业自动化等。
在本文中，我们将详细介绍定时器和计数器的工作原理，并逐步回答中括号内的问题。
一、定时器的工作原理：定时器是一种用于计量时间间隔的设备。
它通常由一个时钟源和一个计数器组成。
时钟源提供一个稳定的时钟信号，用于驱动计数器进行计数。
计数器通过不断累加时钟信号来测量时间间隔。
那么，定时器如何工作呢？我们可以从以下几个方面来解答：1. 时钟源选择：定时器的精度和稳定性与时钟源的选择有关。
常见的时钟源包括晶体振荡器、电压控制振荡器等。
时钟源的频率决定了定时器的计数速度和分辨率。
2. 计数器初始化：在开始计时之前，计数器需要进行初始化。
初始化可以将计数器的值设置为0，或者根据具体应用需求设置一个起始值。
3. 时钟信号计数：一旦计数器被初始化，它开始接受时钟信号，并不断累加。
每个时钟信号的到来，计数器的值就会增加1。
通过记录计数器的值，可以推算出已经经过的时间。
4. 计数器溢出：计数器是有限的，它的值通常是一个固定的位数。
当计数器的值超过它的最大值时，会发生溢出。
在溢出时，计数器会重新从0开始计数。
5. 测量时间间隔：通过记录开始和结束时计数器的值，我们可以计算出时间间隔。
例如，假设在计数器溢出前经过了n个时钟信号，每个时钟信号间隔t。
则总的时间间隔为n*t。
通过上述步骤，我们可以看到定时器是如何工作的，并能够测量出时间间隔。
接下来，我们将探讨计数器的工作原理。
二、计数器的工作原理：计数器是一种用于计数事件次数的设备。
它通过记录事件的发生次数来实现计数功能。
常见的应用包括频率测量、步进电机控制等。
下面是计数器的工作原理解释：1. 事件触发：计数器需要接收到一个事件信号来触发计数。
事件信号可以是外部信号，例如来自传感器的触发信号，或者是内部信号，例如时钟信号。
每当事件发生时，计数器的值就会增加1。
定时器和计数器的工作原理
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。
单片机定时器与计数器的工作原理及应用
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。
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CPU 的字节传送指令来设定而不能用位寻址指令改变，
复位时各位状态为0。
第6章
定时器/计数器
控 制 T1 控 制 T0 M0 GATE C/T M1 M0
TMOD GATE (89H) C/T M1
TMOD各位的控制功能说明如 图6-2 定时器方式控制寄存器TMOD格式 下： (1) M0、M1：工作方式控制
第6章
定时器/计数器
6.1 定时器/计数器的结构及工作原理
6.1.1 定时器/计数器的结构 定时器/计数器T0、T1的逻辑结构如图6-1所示。
第6章
定时器/计数器
定 时 器 T1 (8DH) TH1 溢 出 启 动 溢 出 中断 TCON(88H) 启 动 (8BH) TL1
T1(P3.5)
定 时 器 T0 (8CH) TH0 (8AH) TL0
位。
(2) C/ T ：模式控制选择位。 (3) GATE：
第6章
定时器/计数器
表6-1 T0、T1工作方式选择
M1 0 0 1 1 M0 0 1 0 1 工作方式 方式0 方式1 方式2 方式3 13位计数器 16位计数器 自动重装初值的8位计数器 T0：分为两个8位独立计数器；T1：停止计数 计数器功能
第6章
定时器/计数器
2．工作方式1 方式1时，定时器/计数器被设置为一个 16位加1的计数
器，该计数器由高 8 位 TH 和低 8 位 TL 组成。定时器 / 计数
器在方式 1 下的工作情况与在方式 0 下时的基本相同，差 别只是计数器的位数不同。
3．工作方式2
方式2时，定时器/计数器被设置成一个8位计数器 TL0(或TL1)和一个具有计数初值重装功能的8位寄存器 TH0(或TH1)。逻辑结构如图6-6所示。
第6章
定时器/计数器
晶振 P3.4/T0
÷ 12
C/T ＝ 0 TL0 (8位 ) C/T ＝1 TF0
溢出中断
Байду номын сангаас
TR0 GATE P 3.2 / INT 0
&
≥1
1
TH0 (8位 )
图6-6 定时器/计数器T0在方式2下的逻辑结构图
第6章
定时器/计数器
4．工作方式3 定时器/计数器T0和T1在前三种工作方式下，其功
第6章
定时器/计数器
2．定时器控制寄存器TCON TCON是一个8位寄存器，用于控制定时器的启动/停
止以及标志定时器溢出中断申请。 TCON 的地址为 88H ，
既可进行字节寻址又可进行位寻址。复位时所有位被清 零。各位定义如图6-3所示。图中TR0和TR1分别用于控
制T0和T1的启动与停止，TF0和TF1用于标志T0和T1是
第6章
定时器/计数器
晶振 P3 .4 /T0
÷ 12
C/T ＝ 0 TL0 TH0 ( 低 5 位 ) (8 位 ) C/T ＝ 1 TF0
GATE
P 3.2 / INT 0
1
TR0
≥1
&
图6-5 定时器/计数器T0在方式0下的逻辑结构图
第6章
定时器/计数器
(1) 当C/ T =0时，T0选择为定时器模式，对CPU内部机器周期加1 计数，其定时时间为：T=(213-T0初值)×机器周期。 (2) 当C/ T =0时，T0选择为计数器模式，对T0(P3.4)脚输入的外 部电平信号由“1”到“0”的负跳变进行加1计数。 (3) 当GATE=0时，或门的另一输入信号 INT 0 将不起作用，仅用 TR0来控制T0的启动与停止。 (4) 当GATE=1时， INT 0 和TR0同时控制T0的启/停。只有当两者 都为“1”时，定时器T0才能启动计数。
＝1 ≥1
1
T0 T1
TF 0 TF1
& 溢出中断
&
EA ET0
&
图6-4 T0和T1输入时钟与控制逻辑图
第6章
定时器/计数器
6.2.2 工作方式 1．工作方式0 方式 0 时，定时器 / 计数器被设置为一个 13 位的计数 器，这 13 位由 TH 的高 8 位和 TL 中的低 5 位组成，其中 TL中的高3位不用，如图6-5所示。
每个机器周期寄存器增1，即寄存器对机器周期计数。
第6章
定时器/计数器
6.2 定时器/计数器的控制
6.2.1 方式控制寄存器 1．工作方式寄存器TMOD 特殊功能寄存器 TMOD用于控制T0和T1的工作方式， 低4位用于控制T0，高4位用于控制T1，8位格式如图62 所示。 TMOD 的地址为 89H ，其各位状态只能通过
否产生了溢出中断请求，详细说明请参阅5.2节。
第6章
定时器/计数器
TCON TF1 位地址 8FH
TR1 8EH
TF0
TR0
IE1
IT1
IE0 89H
IT0 88H
8DH 8CH 8BH 8AH
见 第 5章 0： 停 T0计 数 ； 1： T0启 动 0： T0无 溢 出 ； 1： T0溢 出 中 断 0： 停 T1计 数 ； 1： T1启 动 0： T1无 溢 出 ； 1： T1溢 出 中 断
T0(P3.4)
CPU
工作方式
工 作 方 式 TMOD(89H)
图6-1 AT89C51定时器/计数器逻辑结构图
第6章
定时器/计数器
6.1.2 定时器/计数器的工作原理 定时器/计数器是一个二进制的加1寄存器，当启
动后就开始从所设定的计数初始值开始加1计数，寄存
器计满回零时能自动产生溢出中断请求。但定时与计 数两种模式下的计数方式却不相同，定时器模式时，
定时器/计数器
晶振
÷ 12
C/T ＝ 0
TH0 (8位 ) TR1 TL0 (8位 ) C/T ＝1
TF1
中断
P3.4/T0 TR0 GATE P 3.2 / INT 0
TF0
中断
&
≥1
1
图6-7 定时器/计数器T0在方式3下的逻辑结构图
图6-3 定时器控制寄存器TCON各位定义
第6章
定时器/计数器
定时器 / 计数器 T0 和 T1 是在 TMOD 和 TCON 的联合控 制下进行定时或计数工作的，其输入时钟和控制逻辑 可用图6-4综合表示。
第6章
定时器/计数器
晶振
÷ 12
C/T TCON 0
TCON
P3.4/T0 P3.5/T1 TR0 /1 TCON GATE TMOD P 3.2 / INT 0 P3 .3 / INT1
能是完全相同的，但在方式3下，T0与T1的功能相差很
大。当T1设置为方式3时，它将保持初始值不变，并停 止计数，其状态相当于将启/停控制位设置成TR1=0，
因而T1不能工作在方式3下。当将T0设置为方式3时，
T0的两个寄存器TH0和TL0被分成两个互相独立的8位 计数器，其逻辑结构如图6-7所示。
第6章