定时计数器及应用
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 。
PLC定时器与计数器的应用
定时器的计时精度决定了其控制精度，是PLC 实现精确控制的重要元件之一。
PLC计数器介绍
计数器是PLC中用于对输入脉冲进行计数的元件。
计数器可以用于各种应用，如控制步进电机、检 测生产线上的产品数量等。
紧急情况处理
在遇到交通事故或其他紧急情况 时，PLC定时器和计数器能够快速 响应，调整信号灯的控制逻辑， 保障救援车辆的优先通行权。
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计数器通常有预置值，当计数值达到预置值时， 计数器会触发相应的输出信号。
PLC定时器与பைடு நூலகம்数器的关系
定时器和计数器都是PLC中的 控制元件，但它们的应用场景
和功能不同。
定时器主要用于时间控制， 而计数器主要用于计数控制。
在某些应用中，可以将计数器 的计数值作为定时器的设定值， 从而实现基于计数的定时控制。
创建定时器和计数器
在编程软件中创建定时器和计数器， 并为其分配相应的输入和输出信号。
编写定时器和计数器程序
根据实际需求编写定时器和计数器的 程序，包括设置时间参数、计数逻辑 等。
调试与测试
对编写的程序进行调试和测试，确保 定时器和计数器能够按照预期工作。
定时器与计数器的编程实例
定时器实例
实现一个周期性自动启动的设备，如 每隔10秒启动一次的泵。
02
PLC定时器的应用
定时器类型与原理
01
02
03
接通延时型
在输入信号作用下，定时 器输出信号开始接通，直 到达到设定时间后，输出 信号才断开。
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。
PLC程序中定时器和计数器的配合应用
PLC程序中定时器和计数器的配合使用实际使用中，定时器和计数器，常常有“强强联合”形式的搭配性使用。
一、定时器1、定时器是位/字复合元件，可以有三个属性：1）有线圈/触点元件，当满足线圈的驱动（时间）条件时，触点动作；2）具有时间控制条件，当线圈被驱动时，触点并不是实时做出动作反应，而是当线圈被驱动时间达到预置时间后，触点才做出动作；3）具有数值/数据处理功能，同时又是“字元件”。
2、可以用两种方法对定时时间进行设置：1）直接用数字指定。
FX编程器用10进制数据指定，如K50，对于100ms 定时器来讲，延时5秒动作。
为5秒定时器。
对LS编程器，可用10制数或16进制数设定，如50（或h32），对于100ms定时器来讲，延时5秒动作；2）以数据寄存器D设定定时时间，即定时器的动作时间为D内的寄存数值。
3、由定时器构成的时间控制程序电路：LS编程器中的定时器有多种类型，但FX编程器中的定时器只有“得电延时输出”定时器一种，可以通过编写相应程序电路来实现“另一类型”的定时功能。
图1程序电路中，利用M0和T1配合，实现了单稳态输出——断开延时定时器功能，X1接通后，Y0输出；X1断开后，Y0延时10秒才断开；T2、T3、Y2电路则构成了双延时定时器，X4接通时，Y2延时2秒输出；X4断开时，Y2延时3秒断开；Y3延时输出的定时时间，是由T4定时器决定的，T4的定时时间是同D1数据寄存器间接指定的。
当X2接通时，T4定时值被设定为10秒；当X3接通时，T4定时值则被设定为20秒。
XO提供定时值的清零/复位操作。
单个定时器的定时值由最大设定值所限定（0.1∽3276.7s），换言之，其延时动作时间不能超过1小时。
如欲延长定时时间，可以如常规继电控制线路一样，将多只定时器“级联”，总定时值系多只定时器的定时值相加，以扩展定时时间。
更好的办法，是常将定时器和计数器配合使用，其定时时间，即变为定时器的定时器和计数器的计数值相乘，更大大拓展了定时范围，甚至可以以月或年为单位进行定时控制。
6.3 定时器计数器的四种模式及应用
（2）计算初值 ） T0工作在外部事件计数方式，当计数到 8时，再加 工作在外部事件计数方式， 工作在外部事件计数方式 当计数到2 1计数器就会溢出。设计数初值为 ，当再出现一次 计数器就会溢出。 计数器就会溢出 设计数初值为X， 外部事件时，计数器溢出。 外部事件时，计数器溢出。 则: X+1=28 X= 28 －1=11111111B=0FFH T0工作在定时工作方式，设晶振频率为 工作在定时工作方式， 工作在定时工作方式 设晶振频率为6MHz， ， 500µs相当于 相当于250个机器周期。因此，初值 为 个机器周期。 相当于 个机器周期 因此，初值X为 (28－X)×2µs=500µs × X=6=06H
的工作模式0在 例2：利用 的工作模式 在P1.0引脚输出周期为 ：利用T0的工作模式 引脚输出周期为 2ms的方波。设单片机晶振频率 的方波。 的方波 设单片机晶振频率fosc=12MHz。 。 分析：要在P1.0引脚输出周期为 引脚输出周期为2ms的方波，只要使 的方波， 分析：要在 引脚输出周期为 的方波 P1.0每隔 每隔1ms取反一次即可。 取反一次即可。 每隔 取反一次即可 （1）选择工作模式 ） T0的模式字为 的模式字为TMOD=00H，即 的模式字为 ， M1M0=00，C/T=0，GATE=0，其余位为 。 ， ， ，其余位为0。 （2）计算1ms定时时 的初值 ）计算 定时时T0的初值 定时时 (213－X)×1/12 × 10-6×12=1×10-3 s × × X=7192D=11100000 11000B T0的低 位：11000B=18H即 (TL0)=18H 的低5位 的低 即 T0的高 位：11100000B=E0H即 (TH0)=E0H 的高8位 的高 即
三、模式 3的应用举例 的应用举例 例1：设某用户系统已使用了两个外部中断源，并 ：设某用户系统已使用了两个外部中断源， 置定时器T1工作在模式 工作在模式2， 置定时器 工作在模式 ，作串行口波特率发生器 现要求再增加一个外部中断源，并由P1.0引脚 用。现要求再增加一个外部中断源，并由 引脚 输出一个5kHz的方波。fosc=12MHz. 的方波。 输出一个 的方波
项目三定时计数器和中断系统应用
（四）中断入口地址
表3-4 中断入口地址
地址
说明
0003H～000AH
外部中断0中断地址区
000BH～0012H
定时/计数0中断地址区
0013H～001AH
外部中断1中断地址区
001BH～0022H
定时/计数1中断地址区
0023H～002AH
串行中断地址区
定时器/计数器的设计步骤 初始化的内容如下： 设置TMOD寄存器参数 计算计数初值 计算出计数初始值并写入TH0、TL0、TH1、TL1中。 计数器的初始值和实际计数值并不相同，两者的换算关系如下：设实际计数值为C，计数最大值为M，计数初始值为X，则X=M-C。其中计数最大值在不同工作方式下的值不同，具体如下：
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202X
项目三、定时计数器和中断系统应用
项目三、定时/计数器和中断系统应用--- 任务1.秒脉冲发生器
能力目标 1.能正确运用定时/计数器产生秒信号 2.秒脉冲发生器程序的编写 3.学会中断控制系统的应用 4.秒脉冲发生器程序的仿真调试方法 学习内容 1.掌握定时/计数器的组成及功能 2.掌握单片机内部结构资源：TH0、TL0、TH1、TL1、TMOD、TCON 3.掌握中断控制系统的概念及定时功能 4.理解预置数的用法和溢出的概念
位控制转移指令 JBC bit，rel； 若（bit）=1时，则转移到标号对应的地址，并且同时bit←0。 例如：JBC TF0,NEXT； 若定时器0数据溢出时，即TF0=1时，则转移到标号NEXT对应的地址，并且同时清定时溢出标志TF0←0，这样下次就可以重新定时/计数。
比较转移指令 CJNE A，#data，rel； ≠data，PC+3+rel跳转到目标地址， =data，PC+3顺序向下执行。 CJNE A，direct，rel； CJNE Rn，#data，rel； CJNE @Ri，#data，rel；
定时器计数器(TC)简介以及例子说明
定时器/计数器（T/C）简介一、定时器/计数器有关的特殊功能寄存器1. 计数数寄存器TH和TL计数器寄存器是16位的，计数寄存器由TH高8位和TL低8 位构成。
在特殊功能寄存器（SFR）中，对应T/C0为TH0和TL0，对应T/C1为TH1和TL1。
定时器/计数器的初始值通过TH1/TH0和TL1/TL0设置。
2. 定时器/计数器控制寄存器TCONTR0，TR1：T/C0，1启动控制位。
1——启动计数0——停止计数TCON复位后清“0”，T/C需受到软件控制才能启动计数，当计数寄存器计满时，产生向高位的进位TF，即溢出中断请求标志。
3. T/C的方式控制寄存器TMODT/C1 T/C0 C/T ：计数器或定时器选择位。
1——为计数器0——为定时器GATE：门控信号1——T/C的启动受到双重控制，即要求TR0/TR1和INT0/INT1同时为高。
M1和M0：工作方式选择位。
（四种工作方式）4.定时器/计数器2（T/C2）控制寄存器TF2：T/C2益出标志——必须由软件清除EXF2：T/C2外部标志。
当EXEN2=1，且T2EX引脚上出现负跳变而引起捕获或重装载时置位，EXF2要靠软件来清除。
RCLK：接收时钟标志1——用定时器2 溢出脉冲作为串行口的接收时钟0——用定时器1的溢出脉冲做接收时钟。
TCLK：发送时钟标志。
1——用定时器2 溢出脉冲作为串行口的发送时钟0——用定时器1的溢出脉冲作发送时钟EXEN2：T/C2外部允许标志。
1——若定时器2未用作串行口的波特率发生器，T2EX端的负跳变引起T/C2的捕获或重装载。
0——T2EX端的外部信号不起作用。
TR2：T/C2运行控制位1——T/C2启动0——T/C2停止C/T2：计数器或定时器选择位1——计数器0——定时器CP/RL：捕获/重载标志。
1——若EXEN2=1，且T2EX端的信号负跳变时，发生捕获操作。
0——若定时器2溢出，或在EXEN2=1条件下T2EX端信号负跳变，都会造成自动重装载操作。
定时器计数器定时功能的应用实验总结
定时器计数器定时功能的应用实验总结
定时器和计数器在很多应用中都有着重要的作用，尤其是在嵌入式系统和自动控制领域。
下面是一个关于定时器计数器定时功能应用的实验总结：
1. 实验目的：
了解定时器和计数器的基本工作原理，掌握定时功能的应用。
2. 实验器材：
单片机开发板、LED灯、Jumper线、电源等。
3. 实验步骤：
a. 将LED灯连接到开发板的一个GPIO口，设置为输出模式。
b. 初始化定时器和计数器，设置定时时间和计数器值。
c. 启动定时器，并在定时器中断处理函数中将LED灯的状态翻转。
d. 在主循环中等待定时时间到达。
4. 实验结果：
定时器定时时间到达时，LED灯会翻转一次。
5. 实验总结：
定时器和计数器的应用可以实现一些精确的定时操作，比如控制设备的定时开关、定时采集数据等。
在实际应用中，还可以根据需要设置不同的定时时长和计数器初值，实现更多功能。
需要注意的是，在实际应用中，要根据具体情况合理选择定时器和计数器的参数，以保证定时功能的准确性和稳定性。
另外，在使用定时器定时功能时，也要考虑对系统资源的合理利用，避免造成系统负荷过重。
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❖ 计数原理（溢出、比较匹配） ❖ 定时原理 ❖ 事件捕获原理 ❖ PWM输出原理与方法
计数原理（1）
计数——对外部事件进行统计，外部事件以输入有效 脉冲来表示。
当检测到有有效脉
启动计数器冲输入时，计数寄 工作 存器加1
外部脉冲 S1
S2
0计x数F器A56789BCDEF
溢出10标志TF
T/C1、0的预分频器
clkI/O
预分频Cle器ar 的作1用0位是T/C将预分系频器统时钟（如
CK/8 CK/64 CK/256 CK/1024
PSR10 本实验装置上的系统时钟为
4.000MHz）按设定的比例进行分频，
以产生不同周期的时钟clkT0、clkT1，
T0 分别作为时钟源提供给T/C0和T/C1
其功能00 与T01/C0有10 不同cc点llkkTT，22SS（/8无（不来外经自过部分分计频频器器数））功能的选项。
0
1
1
clkT2S/32（来自分频器）
1
0
0
clkT2S/64（来自分频器）
1
0
1
clkT2S/128（来自分频器）
1
1
0
clkT2S/256（来自分频器）
1
1
1
clkT2S/1024（来自分频器）
T1 使用。 0
0
CS10
CS00
CS11
CS01
CS12
CS02
T/C1时钟源clkT1
T/C0时钟源clkT0
8位定时/计数器T/C0、T/C2（1）
ATmega16的定时/计数器共有3个： 1个16位的定时/计数器——定时/计数器1（简称T/C1） 2个8位定时/计数器——定时/计数器0（简称T/C0 ）、 定时/计数器2（简称 T/C2）
T/C中断屏蔽寄存器 —— TIMSK
76 5 4 3 2 1 0
OCIE2 TOIE2 TICIE1 OCIE1A OCIE1B TOIE1 OCIE0 TOIE0
位7：T/C2输出比较匹配中断使能，为“1”时允许中断，为“0”时 禁止中断。 位6：T/C2溢出中断使能，为“1”时允许中断，为“0”时禁止中断。
中断开放 中断请求
0初xF值5
初值寄存器作为计数 器回0时的初始值
当溢单 程计出片 的数时机 ）器的的 ，计标数志计 包数 括器 计用 数中出断标户 器响志是 的应清可启后 “以溢 0动” 控、制计的数（脉可冲编的 有效方式、计数器的初值、计数溢出中断 请求开放或禁止等。
计数原理（2）
S1
外部脉冲
溢出标志TF
中断请求
内部时钟源
初值
➢定时器的工作原理与计数器相同，只
S0用于选择内
是要求用于计数的脉冲，其频率恒定。
部/外部时钟源
➢单片机的定时器用户是可以控制（可
编程）的。
2.ATmega16定时/计数器资源
❖ T/C的预分频器 ❖ 8位定时/计数器T/C0、T/C2 ❖ T/C2的异步操作 ❖ PWM模式下的T/C0、T/C2 ❖ 16位定时/计数器T/C1 ❖ PWM模式下的T/C1
作方式。
000
无时钟源，T/C0停止
位5~4：比较匹0配输0出模式1 ，决clk定I/O（T不/经C过0比分频较器匹）配发生时，
输出引脚OC0（0 PB31）的0行为c方lkI式/O/8。（来这自是分I频/器O）的第二功能，
相应的方向控制0位要1置“11”，c以lkI/便O/6将4（其来自配分置频为器）输出。
76 5 4 3 2 1 0
FOC2 WGM20 COM21 COM20 WGM21 CS22 CS21 CS20
TCCR2的位7~3与TCCR0位7~3的作用等，完全相同。
CS2 CS2 CS2
2
1
0
T/C2时钟选择
位2~0：T/C20的时钟0 选择0 位，用无于时钟定源义，TT//C2C停2止的时钟源。
0初xF值8 计0x数F器ADFE89BC
比较器
比值0x寄F存C器
S2
溢出标1 志TF
S3
比较匹10配标志
计数器输出 OC触发
中断请求1 中断请求2
定时原理
定时——当计数器的计数脉冲频率恒定时，计数器所
记录的数值及代表了时间的概念。
定时功能是通过计数器的计数来实现的。
外部时钟源
S1 S0
计数器
S2
位5：T/C1输入捕获中断使能，为“1”时允许中断，为“0”时禁止中断。
位4：T/C1输出比较A匹配中断使能，为“1”时允许中断，为“0”时 禁止中断。 位3：T/C1输出比较B匹配中断使能，为“1”时允许中断，为“0”时 禁止中断。 位2：T/C1溢出中断使能，为“1”时允许中断，为“0”时禁止中断。 位1：T/C0输出匹配中断使能，为“1”时允许中断，为“0”时禁止中断。 位0：T/C0溢出中断使能，为“1”时允许中断，为“0”时禁止中断。
T/C0控制寄存器 —— TCCR0
76 5 4 3
COM0 COM0
1
0
210
0
0
FOC0 WGM00 COM01 COM00 WGM01 CS02 CS01 CS00
0
1
位式7下：有强效制。输出比较，该位只在WGM位被置为非P1WM模0
位6、位3：计C数2S0器C计1S0数模C0S式0 ，用于T/C控0时制钟T选/择C0的计1数和工1
1
0
0 clkI/O/256（来自分频器）
位源2。~0：T/C0的11 时钟01 选择10 位，c外lk部I用/OT/1于（00引2用4定脚（于，义来计下自数T降分）/沿频C驱器0动）的时钟
1
1
1ห้องสมุดไป่ตู้
外部T0引脚，上升沿驱动 （用于计数）
T/C0比 （非P T/C0与
O 比较
O 比较匹
比较匹
T/C2控制寄存器 —— TCCR2
这3个定时/计数器各具特点：
T/C0功能普通——（8位二进制）计数、定时、CTC、PWM T/C1功能多——（16位二进制）计数、定时、CTC、PWM、
输入捕获 T/C2功能少且特殊——（8位）定时（有异步定时功能，可
作为实时时钟RTC）、PWM
8位定时/计数器T/C0、T/C2（2）
ATmega16的8位定时/计数器用户可以控制：
• TCCR0——T/C0控制寄存器 • TCCR2——T/C2控制寄存器 • TIMSK——T/C中断屏蔽寄存器 • TIFR——T/C中断标志寄存器 • TCNT0——T/C0计数寄存器 • TCNT2——T/C2计数寄存器 • OCR0——T/C0输出比较寄存器 • OCR2——T/C2输出比较寄存器 • ASSR——异步模式状态寄存器