单片机定时器/计数器工作原理与应用

"2022年单片机系统4.ppt" 本文将深入探讨单片机的定时器/计数器工作原理、各种工作方式及其应用。定时器/计数器是单片机中非常重要的组成部分，它们在控制系统中扮演着时间测量和频率测量的关键角色。 6.1 单片机的定时器/计数器的工作原理 定时器/计数器可以通过三种方式实现定时和计数功能：软件定时、不可编程硬件定时以及可编程定时。在单片机中，定时器/计数器的工作状态由TMOD寄存器中的控制位决定。C/T位用于切换定时器和计数器模式。当C/T=0时，定时器接收到内部时钟脉冲进行计数，此时执行定时功能；当C/T=1时，外部输入引脚（T0为P3.4，T1为P3.5）的脉冲被计数，执行计数功能。 6.1.1 定时/计数器的结构 定时/计数器由二进制加1计数器组成，如TH0、TL0或TH1、TL1，这些寄存器在每个机器周期中递增，从而实现计数。此外，还有门控位GATE、计数/定时选择位C/T以及工作方式选择位M1和M0。门控位GATE允许外部输入引脚控制定时器的启动，C/T位决定是内部定时还是外部计数，而M1和M0位则确定了定时器的工作模式。 6.1.2 定时/计数器的方式寄存器TMOD TMOD寄存器分为两部分，低4位控制T0，高4位控制T1。GATE位决定是否启用外部门控，当GATE=1时，只有在特定条件下定时器才会开始工作。C/T位决定计数源，当C/T=0，定时器工作，使用内部时钟；C/T=1，计数器工作，使用外部引脚的脉冲。M1和M0位定义了四种工作方式： - 方式0：13位定时器，TH寄存器的8位和TL寄存器的低5位组合成计数器。 - 方式1：16位定时器，TL和TH组合成一个完整的16位计数器，溢出后重置为0。 - 方式2：8位自动重载定时器，溢出时TH自动装载TL的当前值。 - 方式3：仅对T1有效，分两个8位定时器，分别由TH1和TL1控制。 6.1.3 定时器/计数器的应用 定时器/计数器广泛应用于各种实时任务，如延时、频率测量、波特率发生器、脉宽调制等。通过设置不同的工作模式和预设值，可以灵活地满足不同场景的需求。例如，方式0常用于简单的定时任务，而方式1和2则适用于需要精确时间间隔或者自动重载的场合。 单片机的定时器/计数器是其核心功能之一，能够提供丰富的定时和计数功能，通过巧妙配置TMOD寄存器，可以实现多种工作模式，以适应各种复杂的控制需求。理解并熟练运用定时器/计数器，对于开发高效的单片机应用程序至关重要。