单片机定时器详解
51单片机定时器的使用和详细讲解__特别是定时器2
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章节概述 很棒
8.1 概述 8.2 定时器T0和T1的结构 8.3 定时器工作模式 8.4 定时器T2
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8.1 概述
定时器是单片机的重要功能模块之一，在检测、 控制领域有广泛应用。
定时器常用作定时时钟，以实现定时检测、定 时响应、定时控制，并且可用于产生ms宽的 脉冲信号，驱动步进电机
在工作模式T 2中，(2定5 时-X 器6) 的T定c时y时间由下式确定：
只有T0可工 作于此模式
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模式2的结构图如图8-6所示。
8位加法 计数器
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图8-6 方式2结构图
初值寄 存器
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4.工作模式3 当T0M（T1M）=11时定时器设定为工作模式3，只有定
Tcy
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2.模式寄存器（TMOD）
TMOD用来选择定时器0、1的工作模式，低4位 用于定时器0，高4位用于定时器1，其组成如图 8-2所示。
T1
T0
00：模式0
方式 01：模式1 方式
选择
10：模式2 11：模式3
选择
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图8-2 模式寄存器组成
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3.控制寄存器（TCON）
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2.工作模式1 T0M（T1M）=01时定时器设定为工作模式1，此时
定时器0（定时器1）被设置为16位定时器。此时 TH0、TL0都是8位加法计数器。其他与工作方式0 相同。 定时器的定时时间
T(65-5X)3T 6cy
计数初始值
计数 2n 初 -定值 时时 (此 间 n 处 1)6 Tcy
单片机 第五章2 单片机的定时器计数器
若晶振频率为6MHz，1个机器周期为1/6 x 10-6 x12=2μs 则最小定时时间为：[213 –(213 -1)]x2μs=2μs 最大定时时间为：[213 –0] x2μs=16384μs =16.384ms
2、 方式1 (T1,T0) 当M1M0两位为 01时，定时 /计数器被选为工作方式 1，16位计数器，其逻辑结构 如图 所示。
8FH TCON TF1 8EH TR1 8DH TF0 8CH TR0 8BH IE1 8AH IT1 89H IE0 88H IT0
TF1（TCON.7, 8FH位）----定时器T1中断请求溢出标志位。 TF0（TCON.5, 8DH位）----定时器T0中断请求溢出标志位。 TR1（TCON.6, 8EH位）----T1运行控制位。 0：关闭T1；1：启动T1运行。只由软件置位或清零。 TR0（TCON.4, 8CH位）----T0运行控制位。 0：关闭T0；1：启动T0运行。只由软件置位或清零。
1、 方式0 (T1,T0)
当 M1M0两位为 00时，定时 /计数器被选为工作方式 0， 13位计数器，其逻辑结 构如图所示。
振荡器 ÷12 C/ T = 0 TL0 低5位 C/ T = 1 控制 T0 端 TR0 GATE INT0 端 TH0 高8 位 TF0 中断
+
在方式0下，计数工作方式时，计数值的范围是： 1～8192(213 ) 定时工作方式时，定时时间的计算公式为： (213一计数初值)×晶振周期×12 或(213一计数初值)×机器周期
例4：用定时器l 以工作方式2计数，每计100次进行累计器加1操作.
(1)计算计数初值. 28—100＝156D＝9CH TH1＝9CH，TL1＝9CH TMOD寄存器初始化：MlM0＝10，C／T＝1，GATE=0 因此 TMOD＝60H (2)程序设计序设计
单片机第六章定时器
这种方式下，计数寄存器由13位组成，即THx高八位(作计数器)
和TLx的低5位构成。TLx的高3位未用。
计数时，TLx的低5位溢出后向THx进位，THx溢出后 将TFx置位，并向CPU申请中断。
用软件控制，置 l时，启动 T1；清0时，停止 T1。
TF0（TCON．5）——T0的溢出标志。
TR0（TCON．4）——T0的运行控制位。
用软件控制，置1时，启动T0；清 0时，停止 T0。
• IE1（TCON．3）——外部中断1中断请求标志位。
• IE0（TCON．1）——外部中断0中断请求标志位。
器之外，还可用作串行接口的波特率发生器。
6.2
定时器／计数器T0、T1
T0、T1 的内部结构简图示于图6－1中。从图中 可以看出，T0、T1由以下几部分组成：
• 计数器TH0、TL0和TH1、TL1；
•
•
特殊功能寄存器TMOD、TCON；
时钟分频器；
•
输入引脚T0、T1。
6.2.1 与定时器／计数器T0、T1有关的 特殊功能寄存器
⑵定时器/计数器T1
T0方式3时，T1可以工作在方式0、1、2三种方式 T1的结构如图6–6所示。 由于T0占用了原来T1的启动位TR1和溢出标志TF1， 所以此时T1溢出时不能置位溢出标志，不能申请中断， 其溢出信号送给串行口，此时T1作为波特率发生器。
T1的启停由写入方式字控制，当写入方式0/1/2 时，T1立即启动，写入方式3 时，立即停止工作。
分析：设置T0工作在方式2，计数功能，每记满100个外 部脉冲，从P1.0输出一个低电平脉冲信号（简化的打包 操作）。
认识单片机的定时器计数器
void main(void) { TMOD=0x01;
TH0=-25000/256; TL0=-25000%256; TR0=1; ET0=1; EA=1; while(1); } void timer0(void) interrupt 1 { TH0=-25000/256;
TL0=-25000%256; P10=~P10; }
根据定时时间T，及公式（1）、（2）分别可以求出初 值N为：
方式1： N=216-T×fosc/12
（3）
方式2、方式3 ：N=28-T×fosc/12 （4）
如果fosc=12MHZ,以上公式可简化为
方式1： N=216-T
方式2、方式3 ：N=28-T
例如：系统的时钟频率是12MHz，在方式1下，如果希望定时 器/计数器T0的定时时间T为10ms，则初值N =216-T=6553610000=55536
任务一、认识单片机的定时器/计数器
一、定时器/计数器及其应用 在单片机应用系统中，定时或计数是必不可少的。例如： 测量一个脉冲信号的频率、周期，或者统计一段时间里 电机转动了多少圈等。常用的定时方法有：
1、软件定时 软件定时是依靠执行一段程序来实现的，这段程序本身 没有具体的意义，通过选择恰当的指令及循环次数实现 所需的定时，由于执行每条指令都需一定的时间，执行 这段程序所需总的时间就是定时时间。 软件定时的特点是无需硬件电路，但定时期间CPU被占 用，增加了CPU的开销，因此定时时间不宜过长，而且 定时期间如果发生中断，定时时间就会出现误差。
led=_crol_(led,1); 满10次变量led左移1位送P0口
P0=led;
}
}
[案例3] 用定时器的计数方式实现外部中断。如图 所示，P0口控制8只发光管轮流点亮，发光管点 亮时间为500ms，单脉冲电路控制发光管的移动 方向，按下单脉冲按钮，发光管左移，再按下发 光管右移 。
单片机定时器 计数器
单片机定时器计数器单片机定时器/计数器在单片机的世界里，定时器/计数器就像是一个精准的小管家，默默地为系统的各种操作提供着精确的时间控制和计数服务。
无论是在简单的电子时钟、还是复杂的通信系统中，都能看到它们忙碌的身影。
那什么是单片机的定时器/计数器呢？简单来说，定时器就是能够按照设定的时间间隔产生中断或者触发事件的模块；而计数器则是用于对外部脉冲或者内部事件进行计数的功能单元。
我们先来看看定时器的工作原理。
想象一下，单片机内部有一个像小闹钟一样的东西，我们可以给它设定一个时间值，比如说 1 毫秒。
当单片机开始工作后，这个小闹钟就会以一个固定的频率开始倒计时，当倒计时结束，也就是 1 毫秒到了，它就会发出一个信号，告诉单片机“时间到啦”！这个信号可以用来触发各种操作，比如更新显示、读取传感器数据等等。
定时器的核心在于它的时钟源。
就好比小闹钟的动力来源，时钟源决定了定时器倒计时的速度。
常见的时钟源有单片机的内部时钟和外部时钟。
内部时钟一般比较稳定，但精度可能会受到一些限制；而外部时钟则可以提供更高的精度，但需要额外的电路支持。
再来说说计数器。
计数器就像是一个勤劳的小会计，不停地数着外面进来的“豆子”。
这些“豆子”可以是外部的脉冲信号，也可以是单片机内部产生的事件。
比如，我们可以用计数器来统计电机旋转的圈数，或者计算按键被按下的次数。
计数器的工作方式也有多种。
可以是向上计数，就是从 0 开始，不断增加，直到达到设定的最大值；也可以是向下计数，从设定的最大值开始，逐渐减少到 0。
还有一种更灵活的方式是双向计数，根据需要在向上和向下之间切换。
那么，定时器/计数器在实际应用中有哪些用处呢？比如说，在一个智能温度控制系统中，我们可以用定时器每隔一段时间读取一次温度传感器的数据，然后根据温度的变化来控制加热或者制冷设备的工作。
而计数器则可以用来统计设备运行的次数，以便进行维护和保养。
在电子时钟的设计中，定时器更是发挥了关键作用。
简述单片机定时器
简述单片机定时器
单片机定时器是单片机中的一个功能模块，用于进行时间计数和产生定时中断。
它可以根据需要产生不同时间间隔的中断信号，用来进行精确的时间控制和事件触发。
单片机定时器一般由一个计数器和一个控制寄存器组成。
计数器用于进行时间计数，可以通过外部时钟源或内部时钟源进行计时。
控制寄存器用于设置定时器的工作模式、计数器的初值、中断使能等参数。
单片机定时器可以有多种工作模式，常见的有定时器模式、输入捕获模式、输出比较模式等。
在定时器模式下，定时器会按照设定的时间间隔自动进行计数，当计数到达设定的值时，会产生中断信号。
在输入捕获模式下，定时器可以通过捕获外部信号的上升沿或下降沿来测量时间间隔。
在输出比较模式下，定时器可以通过与外部信号进行比较来产生特定的定时输出信号。
单片机定时器的中断功能可以用于定时任务的执行、任务调度、脉冲计数等应用。
通过合理设置定时器的工作模式和参数，可以实现各种复杂的定时控制功能。
总而言之，单片机定时器是单片机中的一个重要功能模块，它可以实现精确的时间控制和事件触发。
在实际应用中，合理利用定时器功能可以提高系统的运行效率和稳定性。
单片机定时器的原理及应用
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。
单片机的定时器模式
单片机的定时器模式
单片机的定时器模式有以下几种：
1. 定时/计数模式（T/C mode）：定时器用作定时器或者计数器，在设定时间或者计数到设定值后触发中断或者输出信号。
2. 输入捕获模式（Input Capture mode）：定时器用于测量输入信号的脉冲宽度或者周期，在每次捕获到输入信号时记录定时器的值。
3. 输出比较模式（Output Compare mode）：定时器用于与某个参考值进行比较，当定时器的值与参考值相等时，可以触发中断或者产生输出信号。
4. 脉冲宽度调制模式（PWM mode）：定时器通过改变输出信号的占空比来生成脉冲宽度可调的方波，用于控制电机速度、LED亮度等应用。
5. 脉冲计数模式（Pulse Count mode）：定时器用于计数输入信号的脉冲个数，在达到设定的脉冲数后触发中断或者产生输出信号。
这些定时器模式可以根据单片机的型号和品牌的不同而略有差异，具体的定时器模式可以参考单片机的技术手册或者开发工具的相关文档。
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一、MCS-51单片机的定时器/计数器概念
单片机中的定时器和计数器其实是同一个物理的电子元件,只不过计数器记录的是单片机外部发生的事情(接受的是外部脉冲),而定时器则是由单片机自身提供的一个非常稳定的计数器,这个稳定的计数器就是单片机上连接的晶振部件;MCS-51单片机的晶振经过12分频之后提供给单片机的只有1MHZ的稳定脉冲;晶振的频率是非常准确的,所以单片机的计数脉冲之间的时间间隔也是非常准确的,这个准确的时间间隔是1微秒;
MCS-51单片机外接的是12MHZ的晶振(实际上是11.0592MHZ),所以,MCS-51单片机内部的工作频率(时钟脉冲频率)是12MHZ/12=1MHZ=1000000次/秒=1000000条指令/秒=1000000次/1000000微秒=1次/微秒=1条指令/微秒;也就是说,晶振振荡一次,就会给单片机提供一个时钟脉冲,花费的时间是1微秒,此时,CPU会执行一条指令,经历一个机器周期;即:1个时钟脉冲=1个机器周期=1微秒=1条指令;
注:个人PC机上的CPU主频是晶振经过倍频之后的频率,这一点恰好与MCS-51单片机的相反,MCS-51单片机的主频是晶振经过分频之后的频率;
总之:MCS-51单片机中的时间概念就是通过计数脉冲的个数来测量出来的;1个脉冲=1微秒=1条指令=1个机器周期;
MCS-51单片机定时器/计数器的简单结构图:
8051系列单片机有两个定时器:T0和T1,分别称为定时器和定时器T1,这两个定时器都是16位的定时器/计数器;8052系列单片机增加了第三个定时器/计数器T2;它们都有定时或事件计数功能,常用于时间控制、延时、对外部时间计数和检测等场合;
二、定时器/计数器的结构
8051单片机的两个定时器T0和T1分别都由两个特殊功能寄存器组成;T0由特殊功能寄存器
TH0和TL0构成,而T1则是由TH1和TL1构成;
作为定时器使用时,定时器计数8051单片机片内振荡器输出经过12分频后的脉冲个数,即:每个机器周期使定时器T0/T1的寄存器值自动累加1,直到溢出,溢出后继续从0开始循环计数;所以,定时器的分辨率是时钟振荡频率的1/12;
作为计数器使用时,通过引脚T0(P3.4)或T1(P3.5)对外部脉冲信号进行计数,当输入的外部脉冲信号发生从1到0的负跳变时,计数器的值就自动加1;计数器的最高频率一般是时钟振荡频率的1/24;
由此可知,不论是定时器还是计数器工作方式,定时器T0和T1均不占用CPU的时间,除非定时器/计数器T0和T1溢出,才可能引起CPU中断,转而去执行中断处理程序;所以说,定时器/计数器是单片机中效率高而工作灵活的部件;
三、定时器/计数器的工作模式
除了可选择定时器和计数器的这两种工作方式外,每个定时器/计数器都有4种工作模式;
在模式0、1和2时,T0和T1的工作模式相同;在模式3时,两个定时器/计数器的工作模式不同; 工作模式0:
由TL0的低5位和TH0的全部8位共同构成一个13位的定时器/计数器;定时器/计数器启动后,定时或计数脉冲个数加到TL0上,从预先设置的初值(时间常数)开始累加,不断递增1;当
TL0计满后,向TH0进位,直到13位寄存器计满溢出;溢出时,定时器/计数器硬件会自动地把13位的寄存器值清0,中断标记TF0置1;如果需要进一步定时/计数,需要使用相关指令重置时间常数,并把定时器/计数器的中断标记TF0置0;工作模式0的结构如下图:
工作模式1:
模式1与模式0几乎完全相同,唯一的区别就是,模式1中的寄存器TH0和TL0共同构成的是一个16位定时器/计数器来参与操作,因此比模式0中的定时/计数范围更大;工作模式1的结构如下图:
工作模式2:
这种模式又称为自动再装入预置数模式;当定时器/计数器的寄存器TH0/TL0的值溢出时,定时
器/计数器硬件设备会自动把寄存器TH0/TL0的值清0,以重新开始操作;但是有时候,我们的定时/计数操作是需要多次重复定时/计数的,如果溢出时不做任何处理,那么,在第二轮定时/计数时就是从0开始定时/计数了,而这并不是我们想要的;所以,要保证每次溢出之后,在重新开始定时/计数的操作是我们想要的,那就要把预置数(时间常数)重新装入某个地方;而重新装入预置数的操作是硬件设备自动完成的,不需要人工干预所以,这种工作模式就叫自动再装入预置数方式;既然需要重新装入预置数,那么预置数就必须要存放在某个地方,才能保证重装操作成功;在工作模式2中,把自动重装入的预置数存放在定时器/计数器的寄存器的高8位中,也就是存放在TH0中,而只留下TL0参与定时/计数操作;显然,定时/计数的方位小了很多;
注:这个工作模式常用于波特率发生器(串口通讯),T1工作在串口模式2;用于这种方式时,定时器就是为了提供一个时间基准;计数溢出之后,不需要做太多的事情,只做一件事就可以,就是重新装入预置数,再开始重新计数,而且中间不需要任何延时;工作模式2的结构如下图:
工作模式3:
由于定时器/计数器T1没有工作模式3,如果把定时器/计数器T0设置为工作模式3,那么TL0和TH0将被分割成两个相互独立的8位定时器/计数器;工作模式3的结构如下图:
四、定时器/计数器的定时/计数范围
工作方式0——13位定时器/ 计数器工作模式,最多可计数2的13次方次,即:8192
次,[0,8191];
工作方式1——16位定时器/计数器工作模式,最多可计数2的16次方次,即:65536
次,[0,65535];
工作方式2——8位定时器/计数器工作模式，计算次数最多为2^8,即256，,[0,255];
工作方式3——8位定时器/计数器工作模式，计算次数最多为2^8,即256，,[0,255];
预置数的计算公式:预置数=最大值-需要计数的次数;
五、定时器/计数器的控制寄存器
8051单片机设计了两个8位的特殊功能寄存器来控制定时器/计数器的工作状态;这两个特殊
功能寄存器分别是TMOD和TCON;它俩都在特殊功能寄存器区;
1、工作模式控制寄存器TMOD(89h):
2、工作状态控制寄存器TCON(88H):
六、定时器/计数器的初始化
注:由于8051单片机的定时器/计数器使用的时钟脉冲是外部晶振(12MHZ)经过12分频(12MHZ/12=1MHZ)之后的频率,所以,一个时钟脉冲就是1微秒;所以,8192个脉冲=8192微秒=8.192毫秒; 65536个脉冲=65536微秒=65.536毫秒; 256个脉冲=256微秒=0.256毫秒;
1、设置定时器/计数器的工作模式TMOD(常用的是模式1:TMOD=0x01);
2、装入预置数到THx和TLx中(THx=TLx=MAX(8192/65536/256)-计数次数);
3、如果工作在中断方式,则需要开定时器/计数器的中断TCON中的标志位:TF0/TF1=0/1;
4、启动定时器/计数器:TR0/TR1=1;。