单片机中各种周期的关系与定时器原理
51单片机定时器(考小题大题)
定时器/计数器及其应用
定时器/计数器及其应用
定时器/计数器的应用场合: 定时或延时控制、对外部事件的检测、计数 等；
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定时器的工作方式——方式0
当C/T=0时，为定时工作模式，开关接到振荡器 的12分频器输出上，计数器对机器周期脉冲计数。 其定时时间为： (213-初值)×振荡周期×12
例如：若晶振频率为12MHz，则最长的定时时间 为(213-0)×(1/12)×12us=8.191ms
当C/T=1时，为计数工作模式，开关与外部引脚 T1(P3.5)接通，计数器对来自外部引脚的输入脉 冲计数。当外部信号发生负跳变时计数器加1。
MCS-51系列8031、8051单片机有两个 16位定时器/计数器（即T0和T1）； 8032、8052单片机有3个16位定时器/计 数器（即T0、 T1和T2）；
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定时器/计数器及其应用
所谓计数器就是对外部输入脉冲的计数； 所谓定时器也是对脉冲进行计数完成的，计 数的是51单片机内部产生的标准脉冲，通 过计数脉冲个数实现定时。 所以，定时器和计数器本质上是一致的，在 以后的叙述中将定时器/计数器笼统称为定 时器。
（4）对TCON寄存器中的TR0或TR1置位，启动定时/计数
器，置位以后，计数器即按规定的工作模式和初值进行计 数或开始定时。
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定时/计数器的初始化
初值计算：
设计数器的最大值为M，则置入的初值X为： 计数方式：X=M-计数值 定时方式：由(M-X)T=定时值,得X=M-定时值/T T为计数周期，是单片机的机器周期。
单片机中各种周期的关系与定时器原理
单片机中各种周期的关系与定时器原理
我们现来理解几个比较重要的概念：
时钟周期：
时钟周期也叫振荡周期或晶振周期，即晶振的单位时间发出的脉冲数，一般有外部的振晶产生，比如12MHZ=12乘以10的6次方，即每秒发出12000000个脉冲信号，那幺发出一个脉冲的时间就是时钟周期，也就是1/12微秒。
通常也叫做系统时钟周期。
是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示)，二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。
机器周期：
在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。
例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下，一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期(状态周期)组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示)，二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)，8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
单片机定时器的工作原理
单片机定时器的工作原理单片机定时器是单片机中非常重要的一个模块，它可以实现对时间的精准控制，广泛应用于各种领域。
那么，单片机定时器的工作原理是怎样的呢？接下来，我们将从定时器的基本原理、工作模式、应用场景等方面进行详细介绍。
首先，我们来了解一下单片机定时器的基本原理。
单片机定时器是通过内部的时钟源来产生一系列的定时脉冲，从而实现对时间的精准控制。
在单片机内部，通常会有一个晶体振荡器，它可以提供一个稳定的时钟信号，作为定时器的时钟源。
定时器会根据这个时钟信号来产生一定频率的定时脉冲，从而实现定时功能。
接下来，我们来看一下单片机定时器的工作模式。
单片机定时器通常有多种工作模式，比如定时模式、计数模式等。
在定时模式下，定时器会根据预设的定时值来产生定时中断，从而实现定时功能；而在计数模式下，定时器会根据外部的计数脉冲来进行计数，从而实现计数功能。
通过不同的工作模式，单片机定时器可以实现各种不同的定时和计数功能，满足不同的应用需求。
除了基本的定时和计数功能外，单片机定时器还可以应用于各种不同的场景。
比如，在嵌入式系统中，定时器可以用来实现定时任务的调度和处理；在通信系统中，定时器可以用来控制数据的传输和接收时间；在工业控制系统中，定时器可以用来控制各种设备的工作时间等。
可以说，单片机定时器在各个领域都有着重要的作用，是单片机中不可或缺的一个模块。
总的来说，单片机定时器是通过内部的时钟源来产生定时脉冲，实现对时间的精准控制。
它具有多种工作模式，可以实现各种不同的定时和计数功能，满足不同的应用需求。
在各种领域中都有着重要的作用，是单片机中非常重要的一个模块。
通过以上的介绍，相信大家对单片机定时器的工作原理有了更深入的了解。
希望本文能对大家有所帮助，谢谢大家的阅读！。
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。
单片机计数器,定时器工作原理_
模= 1FFFH+1
=2 13
TL0低5位
1
1
1
1
1
1
0
0
X X X 1
1
1
0
0
用指令装入初值： MOV TH0，#0FCH； MOV TL0，#1CH；(xxx用‘0’填入) 方式1 (16位方式): 初值=（-64H）=10000H-64H=FF9CH 用指令装入计数初值： MOV TH0，#0FFH MOV TL0，#9CH
5-24
中断方式 ORG 0000H AJMP MAIN ；单片机复位后从0000H开始执行 ORG 001BH ；T1中断入口 AJMP TIME1 ；转到T1 中断服务程序
ORG 0030H ；主程序 MAIN：MOV A，#01H MOV P1，A ；置初值，第一个LED亮 MOV TMOD，#10H ；T1工作于定时方式1 MOV TH1，#3CH MOV TL1，#0B0H ；定时100ms SETB EA SETB TR1 SETB ET1 WAIT：SJMP WAIT ；中断总允许 ；启动T1工作 ；允许T1中断 ；等待中断
这种情况下,T1仍可工作于方式0、1、2，但不能使用中 断方式。 只有将T1用做串行口的波特率发生器时，T0才工作在方式 3，以便增加一个定时器。
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4、方式3 M1M0=11
1/12fosc
K °
仅适用于T0
定时/计数器0（方式3）：2个8位计数器。
振荡源 ÷ 12 C/ T=0 ° S ° C/ T=1 ≥1 °
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分析 ： 利用T1完成100ms的定时，当P1口线输出‘1’时， 发光二极管亮，每隔100ms，‘1’左移一次。
单片机中的各周期介绍
晶振与单片机周期单片机工作时，是一条一条地从RoM中取指令，然后一步一步地执行。
单片机访问一次存储器的时间，称之为一个机器周期，这是一个时间基准。
—个机器周期包括12个时钟周期。
如果一个单片机选择了12MHZ晶振，它的时钟周期是1／12us，也是一个晶振周期。
它的一个机器周期是12×(1／12)us，也就是1us。
机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义，而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。
例如一个单片机选择了12MHZ 晶振，那么当定时器的数值加1时，实际经过的时间就是1us，这就是单片机的定时原理。
时钟周期时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟脉冲的倒数（可以这样来理解，时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时间周期就是1/12 us），是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。
对于某种单片机，若采用了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us；若采用4MHZ的时钟频率，则时钟周期为250ns。
由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏（使计算机的每一步都统一到它的步调上来）。
显然，对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。
但是，由于不同的计算机硬件电路和器件的不完全相同，所以其所需要的时钟周频率范围也不一定相同。
我们学习的8051单片机的时钟范围是1.2MHz-12MHz。
在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。
机器周期在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。
例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期（状态周期）组成。
51单片机中几个时间周期的概念区分
51单片机中几个时间周期的概念区分时钟周期：时钟周期也叫振荡周期或晶振周期，即晶振的单位时间发出的脉冲数，一般有外部的振晶产生，比如12MHZ=12×10的6次方，即每秒发出12000000个脉冲信号，那么发出一个脉冲的时间就是时钟周期，也就是1/12微秒。
通常也叫做系统时钟周期。
是计算机中最基本的、最小的时间单位。
在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。
机器周期：在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。
例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。
完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。
8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期（状态周期）组成。
前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示），8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。
在标准的51单片机中，一般情况下，一个机器周期等于12个时钟周期，也就是机器周期=12*时钟周期，（上面讲到的原因）如果是12MHZ，那么机器周期=1微秒。
单片机工作时，是一条一条地从RoM中取指令，然后一步一步地执行。
单片机访问一次存储器的时间，称之为一个机器周期，这是一个时间基准。
机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义，而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。
例如一个单片机选择了12MHZ晶振，那么当定时器的数值加1时，实际经过的时间就是1us，这就是单片机的定时原理。
但是在8051F310中，CIP-51 微控制器内核采用流水线结构，与标准的 8051 结构相比指令执行速度有很大的提高。
在一个标准的 8051 中，除 MUL和 DIV 以外所有指令都需要12 或24 个系统时钟周期，最大系统时钟频率为12-24MHz。
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。
定时器和计数器
定时/计数器的工作方式
2、方式1 方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位，TH0
作为高8位，组成了16位加1计数器 。
计数个数与计数初值的关系为：X=216－N
定时/计数器的工作方式
3、方式2 方式2为自动重装初值的8位计数方式。
计数个数与计数初值的关系为：X=28－N 工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。
定时/计数器的控制
51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存 器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用于控 制其启动和中断申请。
1、工作方式寄存器TMOD
工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工 作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下 ：
GATE是门控位, GATE＝0时，用于控制定时器的启动是否受 外部中断源信号的影响。只要用软件使TCON中的TR0或TR1 为1，就可以启动定时/计数器工作；GATA＝1时，要用软件 使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚INT0/1也为高电平时， 才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动条件，加上 了INT0/1引脚为高电平这一条件。
门控位GATE具有特殊的作用。当GATE=0时，经反相 后使或门输出为1，此时仅由TR0控制与门的开启，与门输出 1时，控制开关接通，计数开始；当GATE=1时，由外中断引 脚信号控制或门的输出，此时控制与门的开启由外中断引脚 信号和TR0共同控制。当TR0=1时，外中断引脚信号引脚的 高电平启动计数，外中断引脚信号引脚的低电平停止计数。 这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。
可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加 1计数器的计数值。
51单片机定时器结构
定时/计数器的实质是加1计数器（16位），由高8位和低8 位两个寄存器THx和TLx组成。TMOD是定时/计数器的工作方 式寄存器，确定工作方式和功能；TCON是控制寄存器，控制
单片机定时器工作原理
单片机定时器工作原理
单片机定时器是一种常用的计时和计数设备，它可以通过编程设置计时时间和计数器的工作方式。
单片机定时器一般由一个计时器/计数器和一个或多个比较器组成。
计时器/计数器是定时器的核心部件，它通过一个内部振荡器
产生固定的时钟信号。
该时钟信号作为计时器/计数器的时钟源，每当时钟信号的一个周期结束时，计时器/计数器的计数
值会自动加1。
比较器是用来比较计时器/计数器的计数值和设定的比较值的。
当计数值与比较值相等时，比较器会产生一个输出信号，这个输出信号可以用来触发其他的操作或中断。
定时器的工作方式可以通过编程设置来满足不同的需求，常见的工作模式有定时模式、计数模式和PWM模式。
在定时模式下，设置一个初始的计数值和比较值，当计时器/
计数器的计数值与比较值相等时，比较器会产生一个输出信号。
通过不断重复这个过程，可以实现固定时间间隔的定时功能。
在计数模式下，计时器/计数器的计数值不断累加，可以用来
计数外部事件的次数或者测量时间的长度。
在PWM模式下，计时器/计数器会以一定的频率工作，通过
设置不同的比较值，可以控制输出信号的占空比，从而产生不同占空比的脉冲信号。
总之，单片机定时器通过计时器/计数器和比较器的工作协同，实现了定时和计数功能。
这些功能通过编程设置可以满足不同的需求，广泛应用于各种嵌入式系统中。
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单片机中各种周期的关系与定时器原理
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a：内部时钟(CK_INT)
b：外部时钟模式1：外部输入脚(TIx)
c：外部时钟模式2：外部触发输入(ETR)
d：内部触发输入(ITRx)：使用一个定时器作为另一个定时器的预分频器
8)通用定时期内部时钟的产生：
从截图可以看到通用定时器(TIM2-7)的时钟不是直接来自APB1，而是通过APB1 的预分频器以后才到达定时器模块。
当APB1 的预分频器系数为1 时，这个倍频器就不起作用了，定时器的时钟频率等于APB1 的频率;
当APB1 的预分频系数为其它数值(即预分频系数为2、4、8 或16)时，这个倍频器起作用，定时器的时钟频率等于APB1 时钟频率的两倍。
这里要分析一下几个概念，也是理解定时器的功能的核心概念，通用定时器有些类似于操作系统的定时器节拍，可以在定时器采用的时钟源的基础上再进行分频，然后再设定溢出大小，进而实现定时的功能，当然自动重载功能更不再话下。
预分频的功能是使定时器在APB 时钟的基础上再一次分频，使其独立
的运行。
就像上述代码中举例，预分频系数设定为36000-1，则表示该定时器的时钟频率就变成了72MHz/36000 = 2KHz，而“计数溢出大小”可以理解为自动装载数值，表示每隔x 个计数溢出一次，可以产生1 次中断，当然这个频率是经过预分频后的频率。