单片机计数器工作原理及讲解

　　常用的单片机中大多数都配备了计数器，随着科技水平的提升，人们对于计数产品的功能需求越来越高，计数器也经过不断的更新升级，现如今已经可以达到精准计数的程度了。计数器给人们工作计数工作带来了很大的便利，大大提高了工作效率，今天这篇文章就为大家讲解一下 单片机计数器的工作原理。

单片机计数器

　　一、单片机计数器定义

　　计数是一种简单的基本运算，单片机计数器就是通过单片机实现这种运算的逻辑电路，计数器在数字系统中主要是针对脉冲的个数进行计数，可以实现测量、计数和控制等功能，同时兼有分频功能。计数器用来计数并指示在任意间隔内输入信号(事件)的个数，用来指示经历的时间计数器可以用来显示产品的工作状态，一般来说主要是用来表示产品已经完成了多少份的折页配页工作。它主要的指标在于计数器的位数，常见的有3位和4位的。

　　二、单片机计数器的结构极工作原理

　　1、单片机计数器结构图

　　在上图中，我们设有两个可编程的16位的定时/计数器：T0和T1，它们既可以用于定时，也可以用来对外部脉冲计数。

　　定时功能：对机器周期进行加1计数即机器周期X计数值。

　　计数功能：对外部事件产生的脉冲进行加1计数。

　　从结构图中，可以看出T0与T1分别由高8位和低8位两个特殊功能寄存器组成，即T0由TH0和TL0组成，T1由TH1和TL1组成。定时/计数器的控制是通过两个特殊功能寄存器来实现的，其中,TMOD是定时/计数器的工作方式寄存器.由它确定定时/计数器的工作方式和功能，TCON是定时/计数器的控制寄存器,用于管理T0和T1的启停,溢出和中断。

引用：单片机计数器工作原理及讲解-深圳宇凡微

单片机定时器计数器的结构以及和工作原理

定时器/计数器的结构

定时器/计数器的实质是加1计数器(16位)，由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时器/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T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。

定时器/计数器的工作原理

计数器输入的计数脉冲源

系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后产生;

T0或T1引脚输入的外部脉冲源。

计数过程

每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1(即FFFFH)时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求(定时器/计数器中断允许时)。如果定时器/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到;如果工作于计数模式，则表示计数值已满。

定时应用

用作定时器：此时设置为定时器模式，加1计数器是对内部机器周期计数(1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12)。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t 。

计数运用

用作计数器：此时设置为计数器模式，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。每来一个外部脉冲，计数器加1。但单片机对外部脉冲有基本要求：脉冲的高低电平持续时间都必须大于1个机器周期。

工作方式寄存器(TMOD)

GATE：门控位。

GATE=0时，只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时器/计数器工作;(即需要一个启动条件)

GATE=1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚也为高电平时，才能启动定时器/计数器工作，即需要两个启动条件。

C/T :定时/计数模式选择位。

C/T =0为定时模式; C/T =1为计数模式。

M1M0：工作方式设置位。

计数器工作方式选择

M1 M0 工 作 方 式 功 能 说 明

0 0 方式0 13位计数器

0 1 方式1 16位计数器

1 0 方式2 自动重装8位计数器

1 1 方式3 定时器0：分成两个8位

定时器1：停止计数

定时器/计数器的控制

控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控制定时器/计数器的启动和中断申请。其格式如下：

TF1(TCON.7)：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。TR1(TCON.6)：T1起/停控制位。1：启动 0：停止

TF0(TCON.5)：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。

TR0(TCON.4)：T0起/停控制位。1：启动 0：停止

定时器/计数器的工作方式

方式0

方式0为13位计数，由TL0的低5位(高3位未用)和TH0的8位组成TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。

方式1

方式1的计数位数是16位，由TL0(TL1)作为低8位、TH0(TH1)作为高8位，组成了16位加1计数器 。

方式2

方式2为自动重装初值的8位计数方式。

在方式2下，当计数器计满255(FFH)溢出时，CPU自动把TH 的值装入TL中，不需用户干预。因此特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。

方式3

方式3只适用于定时器/计数器T0，定时器T1方式3时相当于TR1=0，停止计数。

工作方式3将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。

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