单片机定时计数器的工作原理与应用

"本资源详细介绍了单片机的定时计数器，涵盖了其结构、工作原理、控制方式、编程及应用。" 在单片机系统中，定时计数器是至关重要的组成部分，它能实现定时任务和脉冲计数功能。第6章深入探讨了这一主题，主要包括以下几个方面： 1. **定时/计数器的基本原理**：定时器实质上是一种计数器，用于计算内部时钟脉冲或外部输入脉冲的数量。它可以用来定时，通过计算一定数量的时钟周期，也可以用来计数，记录外部输入信号的变化次数。 2. **定时/计数器的结构**：51单片机有两个16位的计数器，即T0和T1，它们由TH0、TL0，TH1和TL1四个8位寄存器组成，执行加1操作。此外，还有两个控制寄存器TCON和TMOD，用于管理计数器的运行模式和控制信号。 3. **定时器的控制**：在使用定时器前，CPU需要设置TMOD和TCON寄存器，以指定工作方式、初始计数值以及是否启用中断等。通过写入特定的控制字，可以开启或关闭定时器，并选择不同的工作模式。 4. **定时/计数器的工作方式**：包括方式0、方式1、方式2和方式3，每种方式有不同的计数长度和溢出处理。例如，方式0为13位定时器，方式1为16位定时器，而方式2和方式3则提供了预置值功能。 5. **定时/计数器的编程和应用**：在实际应用中，定时器通常采用查询或中断方式工作。查询方式下，CPU会定期检查定时器状态；而在中断方式下，当计数器溢出时，会触发中断，CPU暂停当前任务转而处理中断服务程序。例如，常见的延时函数`delay()`就是一个基于CPU循环计数的简单定时方法，但它会消耗大量CPU资源。 6. **软硬件联合定时/计数**：为了提高效率，可以利用定时器的硬件计数功能，计数器在CPU不参与的情况下独立计数，当达到预设值时，可以通过中断通知CPU，这种方式大大减少了CPU的负担。 总结来说，单片机的定时计数器是通过灵活配置和使用定时/计数器的结构、工作模式和控制方式，实现精确的定时和计数功能，广泛应用于各种实时系统中，如延迟服务、脉冲测量、频率测量等。理解和掌握这些知识对于进行单片机系统设计和开发至关重要。