51单片机定时器计数器详解
第06章 MCS-51单片机定时计数器
10
2 8位计数初值自动重装，TL（7 ~ 0）
TH（7 ~ 0）
11
3 T0运行，而T1停止工作，8位定时/计数。
▪ ２．定时/计数器控制寄存器（TCON)
位
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
位符号 TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
TR0：定时 / 计数器0运行控制位。软件置位，软件复位。与GATE有关， 分两种情况：
GATE = 0 时：若TR0 = 1，开启T0计数工作；若TR0 = 0，停止T0计 数。
GATE = 1 时：若TR0 = 1 且/INT0 = 1时，开启T0计数； 若TR0 = 1 但 /INT0 = 0，则不能开启T0计数。 若TR0 = 0， 停止T0计数。
TR1：定时 / 计数器1运行控制位。用法与TR0类似。
▪ (1)计算计数初值。欲产生周期为1000μs的等宽方波脉冲， 只需在P1.7端交替输出500μs的高低电平即可，因此定时 时间应为500μs。设计数初值为X，则有：
▪ （216-X）×1×10-6=500×10-6
▪ X=65536-500=65036＝FE0CH
▪ 将X的低8位0CH写入TL1，将X的高8位FEH写入TH1。
;清TCON，定时器中断标志清
▪
MOV TMOD,#10H
;工作方式1设定
▪
MOV TH1,#0FEH
;计数1初值设定
▪
MOV TL1,#0CH
▪
MOV IE,#00H
;关中断
▪
SETB TR1
;启动计数器1
▪ LOOP0:JBC TF1,LOOP1 ;查询是否溢出
▪
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单片机定时器计数器详解
51单⽚机定时器计数器详解第六章定时器/计数器6.1 定时器的结构及⼯作原理6.2 定时器的控制6.3 定时器的⼯作模式及其应⽤第六章定时器/计数器实现定时⼀般有多种⽅法：1. 利⽤软件实现（延时程序）优点：简单，控制⽅便；缺点：CPU效率低。
2. 外部硬件实现：单稳态定时器、计数定时器优点：CPU效率⾼；缺点：修改参数⿇烦。
3. 利⽤计数器实现输⼊脉冲定时器／计数器作⽤主要包括产⽣各种时标间隔、记录外部事件的数量等，是单⽚机中最常⽤、最基本的部件之⼀。
外来脉冲定时计数定时器/计数器功能⽰意图6.1 定时器/计数器的结构及⼯作原理6.1.1 定时器/计数器的基本结构MCS-51单⽚机有⼆个定时器/计数器，每个定时器/计数器由⼏个专⽤寄存器组成。
TMOD(89H ）⾼四位TMOD(89H ）低四位⽅式寄存器TCON(88H)TCON(88H)控制寄存器*8DH 8BH 8CH 8AH TH1 TL1TH0 TL0数据寄存器(16位）定时器T1定时器T0定时器/计数器的结构如下图所⽰。
定时器/计数器的基本结构框图申请P3.5or P3.4or 8DH 8BH8CH 8AH6.1.2 定时器/计数器的⼯作原理定时器/计数器结构原理图INTx P3.YGATE ：门控制位：定时/计数控制位TC/x=0,1Y=2,3Z=4,5⼀. 对外部输⼊信号的计数功能当T0或T1设置为计数⼯作⽅式时，计数器对来⾃输⼊引脚P3.4(T0)和P3.5(T1)的外部信号计数。
若前⼀个机器周期采样值为1，后⼀个机器周期采样值为0，则计数器加1。
所以计数器计数的频率最⾼为fosc 的1/24。
BDEHT H >1个机器周期T L >1个机器周期L⼆. 定时功能：定时器/计数器的定时功能也是通过计数实现的，它的计数脉冲是由单⽚机的⽚内振荡器输出经12分频后产⽣的信号，即为对机器周期计数。
INTx P3.Y例如：晶振频率=12MHz 机器周期=1us ，计数1次=1us ，计数频为=1MHz 。
MCS-51单片机的定时器计数器
1. 定时器T0/T1 中断申请过程
（1）在已经开放T0/T1中断允许且已被启动的前提下， T0/T1加1计满溢出时 TF0/TF1标志位自动置“1” ；
（2）CPU 检测到TCON中TF0/TF1变“1”后,将产生指 令：LCALL 000BH/LCALL 001BH 执行中断服务程序；
（3）TF0/TF1标志位由硬件自动清“0”,以备下次中断申
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（3）工作方式寄存器TMOD
T1
T2
GATE C / T M1 M0 GATE C / T M1 M0
M1,M0：工作方式选择位 。
=00：13位定时器/计数器； =01：16位定时器/计数器（常用）； =10：可自动重装的8位定时器/计数器（常用）； =11：T0 分为2个8位定时器/计数器；仅适用于T0。 C/T ：定时方式/计数方式选择位。 = 1：选择计数器工作方式，对T0/T1引脚输入的外部事件 的负脉冲计数； = 0 ：选择定时器工作方式，对机器周期脉冲计数定时。 如下页图所示。
CPL P1.0 MOV TH0，#15H MOV TL0，#0A0H
START:MOV SP,#60H MOV P1，#0FFH
SETB TR0 POP PSW
MOV TMOD,#01H MOV TH0，#15H MOV TL0，#0A0H
POP ACC RETI END
SETB EA
Байду номын сангаас
SETB ET0
定时器/计数器0采用工作方式1，其初值为：
21650ms/1s=6553650000=15536=3CB0H
电路图如下：
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51单片机 定时器和计数器 结构
51单片机定时器和计数器结构下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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MCS-51单片机内部定时器计数器
二、 方式1
方式 1（16位计数器）
•MCS-51单片机内部定时器计数器
方式1和方式0的工作原理基本相同，唯一 不同是T0和T1工作在方式1时是16位的计数/定 时器。
方式1时的计数长度M是2的16次方。16位 的初值直接拆成高低字节，分别送入TH和TL 即可。
•MCS-51单片机内部定时器计数器
M1 M0：四种工作方式的选择位 工作方式选择表
M1 M0 方式
说明
0 0 0 13 位定时器(TH的 8 位和TL的低 5 位）
0 1 1 16 位定时器/计数器
1 0 2 自动重装入初值的 8 位计数器 T0 分成两个独立的 8 位计数器,
1 1 3 T1 在方式 3 时停止工作
定时 1 ms的初值:
因为 机器周期=12÷6 MHz= 2 μs
所以 1 ms内T0 需要计数N次:
•MCS-51单片机内部定时器计数器
N= 1 ms÷2 μs = 500
由此可知: 使用方式 0 的 13 位计数器即可, T0 的初值X为 X=M－N=8 192－500=7 692=1E0CH 但是, 因为 13 位计数器中, 低 8 位 TL0 只使用了 5 位, 其 余码均计入高 8 位TH0 的初值, 则 T0
0。TF产生的中断申请是否被接受, 还需要由中断计数器T1、 T0 的运行控制位,
通过软件置 1 后, 定时器 /计数器才开始工作, 在系统复位时
被清 0。
•MCS-51单片机内部定时器计数器
定时器的工作方式
一、 方式 0
方式 0（13位计数器）
•MCS-51单片机内部定时器计数器
•MCS-51单片机内部定时器计数器
单片机课件5MCS-51单片机定时器计数器
定时器的示例代码
基于MCS-51单片机和定时器 计数器，实现控制蜂鸣器的 状态或LED的闪烁频率。
实践演示
控制蜂鸣器的状态
借助定时器计数器，设置蜂鸣器的开关状态以及背 景灯。
控制LED的闪烁频率
基于定时器计数器，利用MCS-51单片机来控制LED 灯的闪烁速率。
总结
1
重要性和应用
定时器计数器是单片机非常重要的组件之一，其应用非常广泛。
5MCS-51单片机定时器计 数器
本课件将介绍单片机中定时器计数器的作用、类型、寄存器、应用以及示例 代码，展现出单片机学习与应用的魅力。
什么是定时器计数器
1 时间的记录器
定时器计数器是一种可编 程的时间计算器，可用于 各种计时和计数任务。
2 核心组件
作为单片机的核心之一， 定时器计数器可以用来控 制其它模块的工作。
3 可编程
可以通过设置定时器的各 个寄存器来控制计时或计 数的周期、频率和模式。
MCS-51单片机的定时器计数器
定时器模块的功能
以MCS-51单片机为例，定时器计数器可以控制脉 冲的发生和周期、计数等。
定时器的类型
MCS-51单片机的定时器分为两种类型：定时器0和 定时器1，每种定时器都具有其特定的应用场景。
2
对单片机的学习和应用的帮助
通过学习单片机和定时器计数器，可以帮助我们更好地理解单片机的工作原理和应用场景。
3
接下来的拓展用，如机器人、智能家居等领域。
定时器的寄存器
MCS-51单片机的定时器计数器有多个寄存器，包 括计数器寄存器、模式寄存器和数据寄存器。
定时器的应用
定时器的使用方法
通过编程初始化各个寄存器， 设置定时器的模式、计数周 期和计数方式等，以达到所 需的计时或计数效果。
51单片机定时计数器的工作原理
51单片机定时计数器的工作原理
51单片机是一种常用的微控制器，它具有多个定时计数器，其中包括定时器0和定时器1。
这些定时计数器是通过内部时
钟源提供的脉冲进行计数的。
定时器0和定时器1是独立的计数器，它们可以用于不同
的应用。
这里我们将主要关注定时器0的工作原理。
定时器0
由一个八位计数器和一个控制寄存器组成。
当定时器0启动时，它会根据时钟源提供的脉冲进行计数，每个脉冲会使计数器的值增加1。
定时器0的计数范围为0-255，即八位二进制数。
通过控制寄存器，我们可以设置定时器0的工作模式、计
数器的初始值以及时钟源的频率。
定时器0可以以不同的方式工作，包括定时模式和计数模式。
在定时模式下，我们可以设置一个初始值，并在每次计数
器增加到该值时产生一个中断。
这样就可以实现精确的定时功能。
定时器0的中断服务程序可以完成各种操作，例如控制其他外设、延时等。
在计数模式下，定时器0将简单地计数外部触发信号的脉
冲次数。
这可以用于测量外部事件的时间间隔或频率。
需要注意的是，定时器0的工作需要通过编程来完成。
我
们可以使用汇编语言或C语言来配置定时器0的寄存器，并
设计相应的中断服务程序。
51单片机定时器的工作原理是通过定时器0和定时器1实
现计数功能。
定时器0可以在定时模式或计数模式下工作，通过设置计数值和时钟源频率，实现精确的定时功能或测量外部
事件的时间间隔或频率。
编程则是必不可少的，通过配置寄存器和编写中断服务程序来实现定时器的工作。
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第六章定时器/计数器6.1 定时器的结构及工作原理6.2 定时器的控制6.3 定时器的工作模式及其应用第六章定时器/计数器实现定时一般有多种方法：1. 利用软件实现（延时程序）优点：简单，控制方便；缺点：CPU效率低。
2. 外部硬件实现：单稳态定时器、计数定时器优点：CPU效率高；缺点：修改参数麻烦。
3. 利用计数器实现输入脉冲定时器／计数器作用主要包括产生各种时标间隔、记录外部事件的数量等，是单片机中最常用、最基本的部件之一。
外来脉冲定时计数定时器/计数器功能示意图6.1 定时器/计数器的结构及工作原理6.1.1 定时器/计数器的基本结构MCS-51单片机有二个定时器/计数器，每个定时器/计数器由几个专用寄存器组成。
TMOD(89H ）高四位TMOD(89H ）低四位方式寄存器TCON(88H)TCON(88H)控制寄存器*8DH 8BH 8CH 8AH TH1 TL1TH0 TL0数据寄存器(16位）定时器T1定时器T0定时器/计数器的结构如下图所示。
定时器/计数器的基本结构框图申请P3.5or P3.4or 8DH 8BH8CH 8AH6.1.2 定时器/计数器的工作原理定时器/计数器结构原理图INTx P3.YGATE ：门控制位：定时/计数控制位TC/x=0,1Y=2,3Z=4,5一. 对外部输入信号的计数功能当T0或T1设置为计数工作方式时，计数器对来自输入引脚P3.4(T0)和P3.5(T1)的外部信号计数。
若前一个机器周期采样值为1，后一个机器周期采样值为0，则计数器加1。
所以计数器计数的频率最高为fosc 的1/24。
BDEHT H >1个机器周期T L >1个机器周期L二. 定时功能：定时器/计数器的定时功能也是通过计数实现的，它的计数脉冲是由单片机的片内振荡器输出经12分频后产生的信号，即为对机器周期计数。
INTx P3.Y例如：晶振频率=12MHz 机器周期=1us ，计数1次=1us ，计数频为=1MHz 。
f=机器周期fmax=fosc/24计数频率f内部信号(片内振荡器)外部信号下降沿T0对应P3.4T1对应P3.5计数脉冲定时器计数器定时器/计数器的比较6.2 定时器的控制定时器/计数器的控制主要是通过以下几个寄存器实现的：TCON---定时器/计数器控制寄存器TMOD---定时器/计数器工作方式控制寄存器IE---中断允许控制寄存器6.2.1 定时器/计数器的工作方式寄存器TMOD定时器/计数器是一种可编程部件，在工作之前必须通过软件设定它的工作方式，即对工作方式寄存器TMOD 中每位进行设定。
T0TMOD 字节地址89HM0M1 C/ GATE M0 M1C/ GATE T T TMOD 不能位寻址。
上电复位时，TMOD 所有位均为零。
一、M1和M0工作方式控制位M0和M1为工作方式控制位，确定4种工作方式，如表7-1所示。
T0分成两个独立的8位计数器, T1在方式3时停止工作1 1自动重装入初值的8位计数器1 016位定时器/计数器0 113位定时器/计数器(TH 的8位和TL 的低5位) 0 0说明M1 M0二、定时器/计数器方式选择位1. =0 选择定时方式。
在定时方式中，以振荡输出时钟脉冲的12分频信号作为定时的计数信号，也就是每一个机器周期定时器加“1”，若晶振为12MHz ，则定时器的计数频率为1MHz 。
2. =1 选择计数功能。
在计数方式中，采用外部引脚T0(P3.4)、T1(P3.5)的输入脉冲作为计数脉冲,当外部输入脉冲发生1到0的负跳变时，计数器加1，最高计数频率为时钟频率的1/24。
T C/T C/T C/M0M1 C/ GATE M0 M1C/ GATE T0C/ =0 —定时；C/ =1 —对外计数。
定时：fosc/12 =1/(12/fosc)=1/T (机器周期)N 个方波T 计数：脉冲不等间隔波形等间隔，次数已定，时间确定, 即对机器周期进行计数。
左图定时时间为N*T每个下降沿计数一次确认一次负跳变需两个机器周期，所以，计数频率最高为fosc / 24。
T T三、GATE启动门控位1. GATE=0 时只要用软件使TR0（或TR1）置1就能启动定时器T0（或T1）；2. GATE=1 时只有在INT0（或INT1）引脚为高电平的情况下，且由软件使TR0（或TR1）置1时，才能启动定时器T0（或T1）工作。
T0C/GATEM1M0M1C/GATEM0INTxP3.Yx=0,1Y=2,3Z=4,5对TMOD进行设置: MOV TMOD,＃0CH MOV TMOD,＃60H MOV TMOD,#6CH定时器/计数器工作方式寄存器TMOD的作用：1、设定定时器/计数器的工作方式；2、选定定时器/计数器是由片内信号作定时器计数或外部信号作计数器计数；3、设置定时器/计数器的启动方式。
6.2.2 定时器/计数器的控制寄存器TCON控制寄存器TCON的作用：1、通过设置TCON中的某些位来实现启动或停止定时器/计数器的运行（计数）；2、当定时器/计数器计满溢出，或有外部中断请求时，TCON能标明溢出和中断情况。
控制寄存器TCON(88H)TF0TR1TR0TF1IT0IE0IT1IE18FH 8EH 8DH 8CH 8BH 8AH 89H 88HTF1：定时器T1溢出标志位当定时器T1溢出时，由硬件自动使TF1置1，并向CPU 申请中断。
CPU 响应中断后，由硬件自动对TF1清零。
TF1也可以用软件清零。
TR1：定时器T1运行控制位可由软件置1（或清零）来启动（或关闭）定时器T1，使定时器T1开始计数。
用指令：SETB TR1或CLR TR1 (置1或清0）IT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1控制寄存器TCON(88H)TF0：定时器T0溢出标志位。
其功能与TF1相同。
TR0：定时器T0运行控制位。
其功能与TR1相同。
IE1：外部中断1请求标志位。
IT1：外部中断1触发方式控制位。
IE0：外部中断0请求标志位。
IT0：外部中断0触发方式控制位。
IE1、IT1、IE0、IT0这4位已在第5章讲述。
可以对控制寄存器进行位寻址。
IT0IE0IT1IE1TR0TF0TR1TF1INTx P3.Y定时器/计数器结构原理图Z=4,56.3 定时器的工作模式及其应用6.3.1 工作模式0及应用M0=0, M1=0一、工作原理1、在方式0下，T0和T1工作在13位的定时/计数器方式，由TH的高8位和TL的低5位组成。
2、当T0的13位计数器加到全部为1以后，再加1就产生溢出，这时置TCON的TF0为1，同时把计数器全部变0，然后从0开始继续计数。
INTxP3.YTH0=0FFHTL0=1FHTF0=01111111111111+1TH0=00HTL0=00HTF0=1Z=4,5ORG 0000H 对于T0初值非零时LJMP MAINORG 000BHLJMP T0INTMAIN: SETB ET0SETB EASETB TR0LOOP: …………LJMP LOOPT0INT: CPL P1.0MOV TL0,＃0CHMOV TH0,＃0F0HRETI2、当= 0 时，工作方式为定时器，定时时间= (213 -T0初值)x12x 时钟周期定时范围：1工作周期～8192工作周期1、当= 1 时，工作方式为计数器，计数数值= (213-T0初值)计数值范围：1～8192（213 = 8192）TH0=0FFH TL0=01FH二、工作模式0时计数和定时范围TH0=00H TL0=00H加1溢出；加8192溢出。
T C/TC/如果单片机的晶振选为6.00MHz，则最长和最小定时时间分别为：最小定时时间（(TH0)＝0FFH，(TL0)＝0FFH）：[8192-(8192-1)]×1/6×10-6×12 = 2×10-6(s)= 2(us)最长定时时间（(TH0)＝00H，(TL0)＝00H）：(8192-0)×1/6×10-6×12 = 16384×10-6(s)= 16384(us)例：设定时器T0选择工作模式0，求最长定时时间，如果要实现定时时间为1ms，fosc=3MHz。
试确定T0的初值。
解：(1) 求最长定时时间当T0处于工作模式0时，加1计数器为13位。
T0最大定时时间对应于13位计数器T0的各位全为0，即:(TH0)＝00H，(TL0)＝00H。
最长定时时间为：Tmax=(213－0)x12x(10-6/3)= 32.768ms(2) 确定T0的初值定时时间=(213 －T0初值)x12x晶振周期则：T0初值=213－(1ms/4us)=8192－250=7942化成二进制用除2取余数法，得到的余数即为二进制数各位的数码，按余数的逆序排列。
转化成二进制为：1111100000110B按照低5位，高8位拆开：T0的低5位：TL0 = 00110B = 06HT0的高8位：TH0 = 11111000B = F8H例：利用定时器输出周期为2ms的方波, 输出为P1.0引脚。
设单片机晶振频率为3MHz。
解：2ms的方波是由间隔1ms的高低电平相间而成，因而只要每隔1ms对P1.0取反一次即可得到所需的方波。
因为：机器周期= 12÷3MHz = 4us所以，1ms内T0计数的次数：N=1ms÷4us=250由此可知: 使用方式0时的13位计数器即可。
1ms设计考虑：选用定时/计数器T0作定时器T0的初值：X=213 -250 = 7942转化成二进制：TH0=0F8H，TL0=06HTMOD初始化：TMOD=00000000B=00H（GATE=0，C/T=0，M1=0，M0=0）TCON初始化：启动TR0=1IE初始化：开放EA=1，定时器T0中断允许ET0=1程序清单如下:ORG 0000HAJMP STARTORG 000BHAJMP TOINTORG 0050H START: MOV SP, ＃60HMOV TH0, ＃0F8HMOV TL0, ＃06HMOV TMOD, ＃00HSETB TR0 ; 启动T0SETB ET0SETB EA MAIN:……AJMP MAIN TOINT: CPL P1.0MOV TL0, ＃06HMOV TH0, ＃0F8HRETIEND6.3.2工作模式1及应用M0=0,M1=1一、工作原理方式1和方式0的工作原理相同，唯一不同的是T0和T1工作在方式1时是16位的计数/定时器。
在方式1时，16位的初值分为高字节和低字节，分别送入TH和TL。