《嵌入式系统概论-单片机基础》单片机之定时计数器

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1、嵌入式系统概论单片机基础定时/计数器教学目的：了解80C51系列单片机内部定时器/计数器的结构与工作原理；能够采用查询方式对定时器/计数器的4种工作模式编程、应用。教学重点：1.定时/计数器的工作原理；2.定时器方式1、2的编程、应用。教学难点：1.工作方式寄存器和定时/计数器控制寄存器的设置2.定时/计数器初值的设置80C51定时器/计数器及其应用在单片机应用和控制系统中，经常需要对某个控制对象定时进行控制。这种定时一般可采用两种方法。一是利用延时程序来实现，但这样会降低CPU的工作效率；另外一种方法就是通过一个可编程的实时时钟或可编程

2、的时钟接口芯片来实现。这种方法可以使CPU与时钟并行工作，并且不会影响CPU的效率。除定时外，还有一些是对某种事件的计数结果来进行控制的，因此，单片机内部均设有可编程的定时器/计数器。80C51单片机内有两个16位定时/计数器，即定时器T0和定时器T1,它们都具有定时和事件计数的功能，可用于定时控制延时，对外部事件计数和检测等场合。6.1单片机的定时器/计数器的工作原理80C51定时/计数器基本概念在实时测量控制应用系统中，常需要定时控制及对外界事件进行计数。定时：定时是对周期固定、已知的脉冲计数。计数：其实质就是对外部输入的周期不固定的

3、脉冲计数。8051单片机中的定时器和计数器是一个部件，只不过计数器记录的是外界发生的事件，而定时器则是由单片机内部提供一个稳定的计数源进行定时的。这个计数源是由单片机的晶振经过12分频后获得的一个脉冲源。所以定时器计数脉冲的时间与晶振有关。TN个方波脉冲间隔不等下降沿计数４.3.1定时／计数器的结构计数定时／计数器的实质是加１计数器（１６位），其原理类似于古代用来计时的水钟：假设计满一小时需要100，000，000滴，这称为水钟的计数容量16位定时/计数器的计数容量是65536单片机是对脉冲个数计数，计数器每接收到一个脉冲，计数值加1，当

4、接收满65535个脉冲后，再来一个脉冲，计数值清0表明这一轮计数结束，同时将标志位TF0或TF1置1。80C51定时/计数器基本原理定时单片机内部的计数器用作定时器时，是对标准的时钟进行了计数，每来一个时钟脉冲，计数器加1，只要保证计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了时间的流逝。计数器如何能作为定时器使用呢？单片机中的定时器和计数器其实是一个器件：计数器：是对外部发生的事件进行计数，定时器：是对单片机内部的标准时钟脉冲进行计数。6.1单片机的定时器/计数器的工作原理80C51定时/计数器的结构80C51单片机内部有两个16位的可编程定时／

5、计数器T0、T1。可编程是指其功能如工作方式、定时时间、量程、启动方式等均可由指令来确定和改变。80C51单片机有6个8位寄存器用于T0、T1的控制与管理，其访问地址依次为8AH～8DH，每个寄存器均可单独访问。16位的T0、T1寄存器是用于存放定时或计数初值与当前值的，两个特殊功能寄存器TCON和TMOD是用于管理与控制定时／计数器工作的。80C51的16位定时／计数器实质上是一个加1计数器，其控制电路受软件控制、切换。通过软件可以设置为4种工作方式，每种方式都可以用作定时或者计数。不同的工作方式，计数器长度分别为：16位、13位和8位

6、。K1K2可预置初值计数器中断请求功能选择启动控制内部时钟脉冲（定时）外部输入脉冲（计数）溢出信号计数脉冲计数初值80C51定时/计数器的原理当80C51的16位选择定时/计数器作为定时器工作时:计数器的加1信号由振荡器12分频信号产生。经过一个机器周期，计数器增1，直至计满溢出为止。对于标准频率12MHz的80C51，T=1μs。若需要改变定时时间,可改变定时器的初值或选择定时器的长度(8位、13位、16位）。K1K2可预置初值计数器中断请求功能选择启动控制内部时钟脉冲（定时）外部输入脉冲（计数）溢出信号计数脉冲计数初值80C51定时/

7、计数器的原理T特点：波形间隔相等，时间确定N个方波当80C51的16位定时/计数器作为计数器工作方式时:通过引脚T0(P3.4)、T1(P3.5)对外部信号计数。外部脉冲的下降沿触发计数，计数器在每个机器周期的S5P2期间对引脚电平采样，如果一个机器周期采样值为1，下一个机器周期采样值为0，则计数器加1.检测一个由1至0的跳变需要两个机器周期。对于频率12MHz的80C51，T=2μs。计数器的最高计数频率为0.5MHz。K1K2可预置初值计数器中断请求功能选择启动控制内部时钟脉冲（定时）外部输入脉冲（计数）溢出信号计数脉冲计数初值80C

8、51定时/计数器的原理一个机器周期P1P2P1P280C51定时/计数器的控制方法80C51的定时／计数器是一个可编程部件，在定时／计数器工作之前，CPU须将一些命令（控制字）写入定时／计数器