定时与计数
定时器计数器的定时实验
定时器和计数器是数字逻辑电路中常见的功能模块，用于时间测量和事件计数。
以下是一个可能的定时器计数器的定时实验设计方案：
实验名称：定时器计数器的定时实验
实验目的：
1. 了解定时器和计数器在数字电路中的应用；
2. 学习定时器的工作原理和使用方法；
3. 掌握计数器的功能及其在事件计数中的应用。
实验内容：
1. 定时器实验：
-设计一个简单的定时器电路，利用集成电路或开发板上的定时器模块，实现不同时间间隔的脉冲输出。
-调节定时器参数，观察输出信号的频率和占空比的变化。
2. 计数器实验：
-将定时器的输出信号连接到计数器输入端，通过计数器实现对脉冲数量的计数。
-设置计数器的初始值和计数方式，观察计数器的计数过程及计数结果。
实验器材与设备：
1. 集成电路或开发板上的定时器和计数器模块
2. 连接线、电源等实验器材
3. 示波器或数码多用表等测试仪器
4. 相关的实验软件和工具
实验注意事项：
1. 理解定时器和计数器的工作原理，正确连接和设置实验电路。
2. 注意电路连接的准确性，确保信号传输正常。
3. 在实验过程中注意观察输出信号波形和计数结果，及时调整参数以获取所需实验数据。
预期结果：
通过该实验，学生可以深入了解定时器和计数器在数字电路中的应用，掌握定时器的工作原理和调节方法，以及理解计数器在事件计数中的作用。
学生将能够实际操作定时器计数器模块，设计并搭建相应的实验电路，观察实验结果并进行数据分析。
这样的定时器计数器的定时实验设计旨在帮助学生加深对数字逻辑电路中定时和计数功能的理解，培养其实验操作能力和问题解决能力。
PLC定时器与计数器的应用
定时器的计时精度决定了其控制精度，是PLC 实现精确控制的重要元件之一。
PLC计数器介绍
计数器是PLC中用于对输入脉冲进行计数的元件。
计数器可以用于各种应用，如控制步进电机、检 测生产线上的产品数量等。
紧急情况处理
在遇到交通事故或其他紧急情况 时，PLC定时器和计数器能够快速 响应，调整信号灯的控制逻辑， 保障救援车辆的优先通行权。
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计数器通常有预置值，当计数值达到预置值时， 计数器会触发相应的输出信号。
PLC定时器与பைடு நூலகம்数器的关系
定时器和计数器都是PLC中的 控制元件，但它们的应用场景
和功能不同。
定时器主要用于时间控制， 而计数器主要用于计数控制。
在某些应用中，可以将计数器 的计数值作为定时器的设定值， 从而实现基于计数的定时控制。
创建定时器和计数器
在编程软件中创建定时器和计数器， 并为其分配相应的输入和输出信号。
编写定时器和计数器程序
根据实际需求编写定时器和计数器的 程序，包括设置时间参数、计数逻辑 等。
调试与测试
对编写的程序进行调试和测试，确保 定时器和计数器能够按照预期工作。
定时器与计数器的编程实例
定时器实例
实现一个周期性自动启动的设备，如 每隔10秒启动一次的泵。
02
PLC定时器的应用
定时器类型与原理
01
02
03
接通延时型
在输入信号作用下，定时 器输出信号开始接通，直 到达到设定时间后，输出 信号才断开。
定时器 计数器的工作原理
定时器计数器的工作原理
定时器计数器是一种用来计量时间间隔的设备，它的工作原理是通过内部的振荡器或外部的时钟源来提供时间基准。
在每个时间单位（如毫秒、微秒等）经过时，计数器会自动加1。
当
计数器的值达到设定的阈值时，会触发一个中断信号或者产生一个输出信号，用于控制其他设备或执行特定的操作。
计数器通常由一个或多个寄存器组成。
其中一个寄存器用于存储当前的计数值，而其他的寄存器用于存储计数器的控制信息，如计数模式、计数方向、计数起始值等。
计数器可以根据需要进行初始化，即将计数值设定为初始值。
然后，在开始计数后，计数器会按照设定的模式和方向进行自动计数。
定时器计数器可以应用于各种领域，如计时、测量、脉冲生成等。
例如，在微处理器中，定时器计数器可以用来控制程序的执行速度，生成定时中断请求。
在工业控制系统中，定时器计数器可以用于监测过程的时间延迟，控制机器的工作周期。
在电子钟表或计时器中，定时器计数器用于显示时间，并触发相应的操作。
总而言之，定时器计数器能够通过内部振荡器或外部时钟源提供的时间基准，实现精确计量时间间隔的功能。
通过定义计数的起始值、模式和方向等参数，可以灵活地应用于不同的场景中，实现定时、测量和控制等功能。
第九讲 定时器&计数器
计数寄存器
单片机内部有两个16位的定时/计数器T0和T1。 每个定时/计数器占用两个特殊功能寄存器：
T0由TH0和TL0两个8位计数器组成，字节地址分别是
8CH和8AH。
T1由TH1和TL1两个8位计数器组成，字节地址分别是 8DH和8BH。 用于存放定时或计数的初值。当计数器工作时，其值 随计数脉冲做加1变化。
微机原理与接口技术
Microcontrollers
李光 王酉
教 授 PhD, DIC, MIET 博士 PhD, MIET
杭州 • 浙江大学 • 2009
第六章 定时器/计数器
§6-1 §6-2 §6-3
定时器/计数器概述 定时器/计数器 定时器/计数器的应用
§6-1
定时器/计数器概述
T0(P3.4)、T1(P3.5)的脉冲
每输入一个脉冲，计数器“+1 实际工作时，CPU在每个机器周期的S5P2采样外部输
入引脚T0(T1)，若一个机器周期的采样值为高电平， 而下一个机器周期的采样值为低电平(即检测到一个下 降沿)，则计数器“+1”，完成一次计数操作。
>TM
>TM
6-2-2 定时器/计数器工作原理
§6-2 定时器/计数器
6-2-1 6-2-2 6-2-3 6-2-4
组成结构 工作原理 控制寄存器 工作方式
6-2-1 定时器/计数器组成结构
MCS51单片机内有2个独立的16位的可编 程定时器/计数器T0和T1 定时器/计数器T0、T1由以下几部分组成
计数器TH0、TL0和TH1、TL1 特殊功能寄存器TMOD、TCON 时钟分频器 内部总线 输入引脚T0、T1
第03章-定时计数技术
8
第3章 定时/计数技术
8253定时/计数器读写操作
CS RD WR A1 A0
操作
0 1 0 0 0 向计数器0写入计数初始值
0 1 0 0 1 向计数器1写入计数初始值
0 1 0 1 0 向计数器2写入计数初始值
0 1 0 1 1 向控制寄存器写入方式控制字
00
1 00
读计数器0当前计数的值
00
计数值
01 —读/写低8位 10 —读/写高8位 11 —先读/写低
8位，后读 /写高8位
工作方式选择
000 —方式0 001 —方式1 010 —方式2 011 —方式3 100 —方式4 101 —方式5
D0 BCD 数制 数制选择
0 二进制 1 十进制
十二进进制制时时00000000~H99~9F9F，FF最H大，值最为大0值00为0代00表00十H进代制表数651503060（0 (11----6150503060））
15
第3章 定时/计数技术
3、读出计数值 先向8253控制寄存器发一条读锁存命令，读/写方式选
择位为00H，可将计数器的计数值锁存到输出锁存器中，再 执行读出命令，便可得到锁存器的内容。 例：设8253端口地址为40H～43H， 试写出程序段，读出计
数器2的当前计数值，并存于CX中。
MOV AL , 10 00 011 0 B OUT 43H , AL IN AL , 42H MOV CL , AL IN AL , 42H MOV CH , AL
1 01
读计数器1当前计数的值
00
1 10
读计数器2当前计数的值
0 0 1 11
无操作三态
0
1
单片机的定时器模式
单片机的定时器模式
单片机的定时器模式有以下几种：
1. 定时/计数模式（T/C mode）：定时器用作定时器或者计数器，在设定时间或者计数到设定值后触发中断或者输出信号。
2. 输入捕获模式（Input Capture mode）：定时器用于测量输入信号的脉冲宽度或者周期，在每次捕获到输入信号时记录定时器的值。
3. 输出比较模式（Output Compare mode）：定时器用于与某个参考值进行比较，当定时器的值与参考值相等时，可以触发中断或者产生输出信号。
4. 脉冲宽度调制模式（PWM mode）：定时器通过改变输出信号的占空比来生成脉冲宽度可调的方波，用于控制电机速度、LED亮度等应用。
5. 脉冲计数模式（Pulse Count mode）：定时器用于计数输入信号的脉冲个数，在达到设定的脉冲数后触发中断或者产生输出信号。
这些定时器模式可以根据单片机的型号和品牌的不同而略有差异，具体的定时器模式可以参考单片机的技术手册或者开发工具的相关文档。
arm定时器计数方式
ARM处理器中的定时器通常有两种计数方式：定时计数模式（Timer Mode）和计时计数模式（Counter Mode）。
1.定时计数模式（Timer Mode）：在这种模式下，定时器会根据设定的初始值开始递减计
数，直到计数器归零为止。
当计数器达到零时，会触发一个中断或其他预设的操作。
然后，可以重新加载初始值，重复计数过程。
2.计时计数模式（Counter Mode）：在这种模式下，定时器将根据外部事件的触发来进行
计数，而不是使用内部时钟进行计数。
它可以记录事件的频率、脉冲数或时间间隔等。
计时计数模式通常用于测量外部信号的周期、脉宽、频率等。
需要注意的是，具体的定时器计算方式可能因不同的ARM处理器和定时器类型而有所差异。
ARM架构提供了一些通用的寄存器和控制位，可用于设置和配置定时器的计数模式、初始值、中断使能等。
在编程中，可以使用相关的编程接口和指令来配置和操作定时器的计数方式。
对于具体的ARM处理器和定时器，请参考相关的技术手册、参考资料或官方文档，以获取更详细的信息和具体的编程指导。
定时器和计数器的工作原理
定时器和计数器是电子设备中常用的两种工作原理。
它们都是通过一定的逻辑电路或芯片来实现特定功能的，为各种应用提供了灵活且准确的计时和计数功能。
定时器的工作原理定时器的工作原理主要是基于计数器和比较器。
它通常由一个计数器和一个比较器组成。
计数器从零开始计数，当计数到设定的值时，比较器发出一个信号，触发相应的动作。
具体来说，定时器的输入信号是时钟信号，这个信号可以是系统的时钟信号，也可以是外部的输入信号。
当定时器接收到输入信号后，计数器开始计数。
当计数到设定的值时，比较器将输入信号与预设值进行比较，如果相等，则发出一个触发信号。
触发信号可以控制输出门的开启或关闭，从而控制输出信号的电平。
当定时器触发时，输出信号的电平会从低电平变为高电平，或者从高电平变为低电平。
这个输出信号可以用于控制其他电路或设备的工作。
计数器的工作原理计数器的工作原理主要是基于触发器的翻转和组合逻辑电路。
它通常由多个触发器和组合逻辑电路组成。
具体来说，计数器的输入信号是时钟信号，这个信号可以是系统的时钟信号，也可以是外部的输入信号。
当计数器接收到输入信号后，触发器开始翻转。
在每个时钟周期内，触发器都会翻转一次。
当触发器翻转到一定的次数后，组合逻辑电路会输出一个触发信号。
触发信号可以控制输出门的开启或关闭，从而控制输出信号的电平。
当计数器触发时，输出信号的电平会从低电平变为高电平，或者从高电平变为低电平。
这个输出信号可以用于控制其他电路或设备的工作。
在计数器中，每个触发器的状态都会被传递到下一个触发器，从而实现连续的计数。
计数器的计数值可以通过改变组合逻辑电路的连接方式来实现不同的功能和计数值。
总的来说，定时器和计数器的工作原理都是基于特定的逻辑电路或芯片来实现特定的计时和计数功能。
它们的应用范围广泛，可以用于各种电子设备中，如定时开关、定时报警器、计数器等。
定时器与计数器
第7章定时器/计数器MCS-51单片机内部有两个16位可编程的定时器/计数器，即定时器T0和定时器T1（8052提供3个，这第三个称定时器T2）。
它们既可用作定时器方式，又可用作计数器方式。
7 . 1定时器/计数器结构定时器/计数器的基本部件是两个8位的计数器（其中TH1，TL1是T1的计数器，TH0，TL0是T0的计数器）拼装而成。
在作定时器使用时，输入的时钟脉冲是由晶体振荡器的输出经12分频后得到的，所以定时器也可看作是对计算机机器周期的计数器（因为每个机器周期包含12个振荡周期，故每一个机器周期定时器加1，可以把输入的时钟脉冲看成机器周期信号）。
故其频率为晶振频率的1/12。
如果晶振频率为12MH Z，则定时器每接收一个输入脉冲的时间为1us。
当它用作对外部事件计数时，接相应的外部输入引脚T0（P3.4）或T1(P3.5)。
在这种情况下，当检测到输入引脚上的电平由高跳变到低时，计数器就加1（它在每个机器周期的S5P2时采样外部输入，当采样值在这个机器周期为高，在下一个机器周期为低时，则计数器加1）。
加1操作发生在检测到这种跳变后的一个机器周期中的S3P1，因此需要两个机器周期来识别一个从“1”到“0”的跳变，故最高计数频率为晶振频率的1/24。
这就要求输入信号的电平要在跳变后至少应在一个机器周期内保持不变，以保证在给定的电平再次变化前至少被采样一次。
定时器/计数器有四种工作方式，其工作方式的选择及控制都由两个特殊功能寄存器（TMOD和TCON）的内容来决定。
用指令改变TMOD或TCON的内容后，则在下一条指令的第一个机器周期的S1P1时起作用。
1、定时器的方式寄存器TMOD图7-1 TMOD寄存器各位定义特殊功能寄存器TMOD为定时器的方式控制寄存器，寄存器中每位的定义如图7-1所示。
高4位用于定时器1，低4位用于定时器0。
其中M1，M0用来确定所选的工作方式，如表7-1所示。
①M1 M0 定时器/计数器四种工作方式选择，见表7-1所示。
plc定时器与计数器
（2）计数值
计数值的范围为0～999，如下图所示，计数器值有两种存储格 式：
一种是BCD码格式，则该字的0～11位是计数值的BCD码，用
格式 15
87
0
0 0 0 10 0 1 0 0 1 1 1
C#127表示BCD码127；
未用
1
2
7
另一种是二进制格式，只占用计数器字的0～9位，。
机M2起 动；按下停止按钮，M2立即停止，延时10s后，
M1停机。 起动按钮：I0.1; 停止按钮：I0.2 电动机M1：Q0.0； 电动机M2: Q0.1
例4：定时器扩展，在S7-300中，单个定时器的最大计时范围 是9990s
或2H-46M-30s，如果超过这个范围，可以采用两个（或多个）
第42页/共43页
= 输出地址 //输出地址 为1状态
第32页/共43页
STL等效程序
3. S_CU（加计数器）块图指令
第33页/共43页
4. S_CD（减计数器）块图指令
第34页/共43页
5. 计数器的线圈指令 除了前面介绍的块图形式的计数器指令以外，S7-300系统
还为用 户准备了LAD环境下的线圈形式的计数器。这些指令有计数器
L（装入指令）：把预置值装入累加器1 SP（为脉冲定时器指令）：启动定时器 R：复位Tn0 L Tn0：把Tn0的十六进制时间当前值装入累加器1 T 时间字单元1：把累加器1的内容传送到时间字单元1 LC Tn0：把Tn0的BCD时间当前值装入累加器1 T 时间字单元2：把累加器1的内容传送到时间字单元2 A Tn0：检查Tn0的信号状态 = 输出地址： Tn0的定时器位为1时，输出地址有输出。
圈表示 的形式，指令格式、示例及时序波形图见下图所示。各输入端及输
定时器和计数器
定时/计数器的工作方式
2、方式1 方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位，TH0
作为高8位，组成了16位加1计数器 。
计数个数与计数初值的关系为：X=216－N
定时/计数器的工作方式
3、方式2 方式2为自动重装初值的8位计数方式。
计数个数与计数初值的关系为：X=28－N 工作方式2特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。
定时/计数器的控制
51单片机定时/计数器的工作由两个特殊功能寄存 器控制。TMOD用于设置其工作方式；TCON用于控 制其启动和中断申请。
1、工作方式寄存器TMOD
工作方式寄存器TMOD用于设置定时/计数器的工 作方式，低四位用于T0，高四位用于T1。其格式如下 ：
GATE是门控位, GATE＝0时，用于控制定时器的启动是否受 外部中断源信号的影响。只要用软件使TCON中的TR0或TR1 为1，就可以启动定时/计数器工作；GATA＝1时，要用软件 使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚INT0/1也为高电平时， 才能启动定时/计数器工作。即此时定时器的启动条件，加上 了INT0/1引脚为高电平这一条件。
门控位GATE具有特殊的作用。当GATE=0时，经反相 后使或门输出为1，此时仅由TR0控制与门的开启，与门输出 1时，控制开关接通，计数开始；当GATE=1时，由外中断引 脚信号控制或门的输出，此时控制与门的开启由外中断引脚 信号和TR0共同控制。当TR0=1时，外中断引脚信号引脚的 高电平启动计数，外中断引脚信号引脚的低电平停止计数。 这种方式常用来测量外中断引脚上正脉冲的宽度。
可见，由溢出时计数器的值减去计数初值才是加 1计数器的计数值。
51单片机定时器结构
定时/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THx和TLx组成。TMOD是定时/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
第6章 计数器和定时
+1计数器
溢出
中断
控制 开关
计数原理——定时器 单片机内部脉冲每输入一个脉冲，计数器加1，当 加到计数器各位都为1时，再输入一个脉冲，计数 器各位全变为0，溢出，中断标志置1（SFR中 TCON的TF0、TF1），从而向CPU申请中断。 由预置计数值就可以算出从加1计数器启动到计满 溢出所需的时间，即定时时间。 8位28 = 256；13位213 = 8192；16位 216 = 65536
可编程定时/计数器。
6.1 定时/计数技术概述
在单片微机应用系统中，常常会需要定时或计数，通常采用以 下三种方法来实现： 1．硬件法 硬件定时功能完全由硬件电路完成，不占用 CPU 时间。但 当要求改变定时时间时，只能通过改变电路中的元件参数来实 现，很不灵活。 2．软件法 软件定时是执行一段循环程序来进行时间延时，优点是无 额外的硬件开销，时间比较精确。但牺牲了CPU的时间,所以软 件延时时间不宜长，而在实时控制等对响应时间敏感的场合也 不能使用。
8E
TF0
8D
TR0
8C
IE1
8B
IT1
8A
IE0
89
IT0
88
• 8位寄存器，可位寻址 • 低4位用于外部中断INT0、INT1控制 • 高4位用于T0、T1控制
3、定时/计数器控制寄存器TCON
TCON
位地址
TF1
8F
TR1
8E
TF0
8D
TR0
8C
IE1
8BIT18A NhomakorabeaIE0
89
IT0
88
• TR0(TCON.4)：T0的运行控制位 当GATE=0时，TR0=0则T0停止运行；TR0=1时 T0允许运行 • TF0(TCON.5)：T0溢出兼中断申请标志
第5章 定时计数器
图4-11 定时/计数器T0方式0的逻辑结构示意图
2. 方式1 当M1M0=01时，定时/计数器工作于方式1。方式1的计 数位数是16位，由TL0作为低8位，TH0作为高8位共同构 成。其余操作同方式0。
2．定时/计数器控制寄存器TCON TCON的低4位用于控制外部中断，高4位用于控 制定时/计数器的启动和中断申请。 TF0（或TF1）
当计数溢出时，TF0（或TF1）会自动由0变1， 告诉我们计数已满，我们可以通过查询TF0(或TF1) 位的状态来判断计时时间是否已到；
如果采用定时中断方式，则 由0变1时，能自动引发中断。 TF0（或TF1）
16位定时/计数器的计数容量是65536
假设计满一小时需要100，000，000 滴，这称为水钟的计数容量
（2）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， 计数器如何能作为定时 只要保证计数脉冲的间隔相等，则计数值就代表了 器使用呢？ 时间的流逝。 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。
TR0(或TR1) 由图4-11 可知，只有 当TR0(或TR1)为1时，开 关1才能闭合，计数脉冲才 能进入计数器，故TR0(或 TR1)称为运行控制位，可 用指令“SETB TR0(或 TR1)”来置位以启动定时/ 计数器运行；或用指令 “CLR TR0(或TR1)”来关 闭定时/计数器的工作，一 切全靠编程人员控制。
2．初始化程序：
MOV MOV MOV MOV TMOD，#06H TH0，#0F4H TL0，#0F4H IE ，#00H ；T0作计数器，工作于方式2 ；装入时间常数初值 ；自动重装时间常数 ；用查询方式确定计满12盒？ ；自动申请中断
定时器计数器工作原理
单片机原理及应用
教学目标
>> （1）了解定时器/计数器的作用； >> （2）掌握定时器/计数器工作原理
及定时、计数的参数计算。
1.定时器/计数器的作用
作用一 作用二
计数：计数是指对外部事件的个数进行统计,其实质就是对外 部输入脉冲的个数进行检测计数。
定时：该功能也是依托计数功能来完成,定时器脉冲由单片机 内部振荡器经12分频后产生的。
结论
水杯至溢出 共 接 157 滴 水；耗时 157S
2. 定时/计数原理
加法计数—定时器、计数器
计数脉冲信号
n位计数器存储单元
….
最大计数值= 2n
2. 定时/计数原理
加法计数—定时器、计数器
若要求计数个数为N，则计数器初值X应设置为： X= 2n-N
….
初值X
2. 定时/计数原理
加法计数举例
t= N.T
51单片机的定时脉冲频率为系统晶振频率的12分频， 即一个机器周期。
谢谢观看！
单片机原理及应用
计数器是8位二进制存储空间，若要求计数个数为3，则计数器初值X应设置为：
X=28-3=256-
253
3=253=11111101B=0FDH
254
初值X
255 溢出
2. 定时/计数原理
加法计数定时时间
若要求计数个数为N，则 计数器初值X应设置为：
X= 2n-N
计数脉冲周期位T， 则定时时间大小t为：
注意：51单片机中的定时器和计数器是一个部件,定时器和计 数器本质上是一致的
2. 定时/计数原理
单片机 计数原理
加法计数 举例
水滴间隔 时间1S
单片机中的定时器和计数器
单片机中的定时器和计数器单片机作为一种嵌入式系统的核心部件，在各个领域都发挥着重要的作用。
其中，定时器和计数器作为单片机中常用的功能模块，被广泛应用于各种实际场景中。
本文将介绍单片机中的定时器和计数器的原理、使用方法以及在实际应用中的一些典型案例。
一、定时器的原理和使用方法定时器是单片机中常见的一个功能模块，它可以用来产生一定时间间隔的中断信号，以实现对时间的计量和控制。
定时器一般由一个计数器和一组控制寄存器组成。
具体来说，定时器根据计数器的累加值来判断时间是否到达设定的阈值，并在时间到达时产生中断信号。
在单片机中，定时器的使用方法如下：1. 设置定时器的工作模式：包括工作在定时模式还是计数模式，以及选择时钟源等。
2. 设置定时器的阈值：即需要计时的时间间隔。
3. 启动定时器：通过控制寄存器来启动定时器的运行。
4. 等待定时器中断：当定时器计数器的累加值达到设定的阈值时，会产生中断信号，可以通过中断服务函数来进行相应的处理。
二、计数器的原理和使用方法计数器是单片机中另一个常见的功能模块，它主要用于记录一个事件的发生次数。
计数器一般由一个计数寄存器和一组控制寄存器组成。
计数器可以通过外部信号的输入来触发计数，并且可以根据需要进行计数器的清零、暂停和启动操作。
在单片机中，计数器的使用方法如下：1. 设置计数器的工作模式：包括工作在计数上升沿触发模式还是计数下降沿触发模式，以及选择计数方向等。
2. 设置计数器的初始值：即计数器开始计数的初始值。
3. 启动计数器：通过控制寄存器来启动计数器的运行。
4. 根据需要进行清零、暂停和启动操作：可以通过控制寄存器来实现计数器的清零、暂停和启动操作。
三、定时器和计数器的应用案例1. 蜂鸣器定时器控制：通过定时器模块产生一定频率的方波信号，控制蜂鸣器的鸣叫时间和静默时间，实现声音的产生和控制。
2. LED呼吸灯控制：通过定时器模块和计数器模块配合使用，控制LED的亮度实现呼吸灯效果。
电路中的计数器与定时器数字电路中的常用元件
电路中的计数器与定时器数字电路中的常用元件在数字电路中，计数器与定时器是常用的元件，主要起到计数和计时的作用，广泛应用于各种电子设备中。
本文将对计数器与定时器的原理、分类、应用以及在数字电路中的设计等方面进行介绍和探讨。
一、计数器计数器是一种数字电路元件，主要用于计数，常用于各种计数器件，如时钟、计时器、频率计和计数器等。
在数字电路中，计数器是一种二进制计数器，其功能是将二进制数字逐次加1，利用这种自然的计数方式可以实现直观的计数功能。
计数器的原理计数器是由触发器和组合逻辑门构成的，触发器用于存储计数器的状态，组合逻辑门用于控制触发器的状态，根据不同的控制方式可以实现不同类型的计数器。
计数器的分类常见的计数器有以下几种：1. 同步计数器：同步计数器是由同步触发器和组合逻辑门构成的，每次计数都是同步进行的，在时钟的作用下实现计数。
同步计数器适用于需要精确计数的场合。
2. 异步计数器：异步计数器是由异步触发器和组合逻辑门构成的，计数不是同步进行的，其计数速度比同步计数器快。
异步计数器适用于计数速度较快的场合。
3. 可编程计数器：可编程计数器可以通过编程实现不同的计数值，具有较高的灵活性和可编程性。
计数器的应用计数器广泛应用于各种电子设备中，其中一些应用包括：1. 时钟：时钟是一种常见的计时器，可以通过计数器实现对时间的计算和显示。
2. 计时器：计时器通常用于精确定时和计时，如计时器、秒表、定时器等。
3. 频率计：频率计可以通过计数器实现对波形频率的计算和显示。
二、定时器定时器是一种数字电路元件，主要用于计时，广泛应用于各种电子设备中。
定时器的原理定时器同样由触发器和组合逻辑门构成，其中触发器用于存储状态，组合逻辑门可以控制触发器的状态，实现不同类型的定时器。
定时器的分类常见的定时器有以下几种：1. 单稳态定时器：单稳态定时器是由触发器和组合逻辑门构成的，在触发脉冲的作用下，输出一次脉冲并保持一段时间，常用于需要延时一段时间后输出脉冲的场合。
单片机定时计数器原理
单片机定时计数器原理
单片机定时计数器原理是通过利用单片机内部的定时/计数器
模块来实现定时功能。
具体原理如下：
1. 单片机内部定时/计数器模块：单片机内部集成了一个或多
个定时/计数器模块，该模块由寄存器、时钟源和控制电路组成。
2. 寄存器设置：通过对寄存器的设置，可以选择计数器的工作模式、时钟源和计数值。
3. 时钟源选择：单片机提供多种时钟源，如外部晶体振荡器、内部时钟振荡器等。
根据具体应用的需求，选择合适的时钟源。
4. 工作模式选择：单片机提供多种工作模式，如定时模式、计数模式等。
根据具体应用的需求，选择合适的工作模式。
5. 计数值设置：可以通过对寄存器的设置，来确定计数器的计数值。
计数值的大小决定了定时的时间长度。
6. 中断触发：当计数器达到设定的计数值时，会自动触发定时中断信号。
通过中断服务程序，可以实现相应的定时功能。
7. 中断处理：定时中断触发后，单片机会跳转到中断服务程序，执行相应的操作。
如更新显示屏、控制外部设备等。
通过以上原理，单片机定时计数器可以实现各种定时任务，如
延时、定时触发事件等。
通过合理设置寄存器的值和选择合适的工作模式，可以满足不同应用场景的需求。
第07章 定时与计数
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第07章 定时与计数
⑥－清0溢出标志（TF0）。将Timer溢出标志TF0清0，以便下 次检测标志位的操作得以正常进行（步骤④）。 ⑦－重新装载计数初始值。如果需要再次使用Timer进行同样 的定时操作，则指令“JMP LOAD”带回到步骤②重新 装载计数初始值并重新开始新一轮的计数过程。因为程序11-2 在不断变换P1.0口状态（指令“CPL P1.0”）并进行 5000µs的延时，于是就形成了频率100Hz的方波信号。
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第07章 定时与计数
7.3.2模式1的设置
②－往Timer寄存器（TL0和TH0）载入计数初始值。两条MOV 指令使TL0和TH0中分别装载78H和0ECH，即计数的初始值为 EC78H。如果启动Timer后，从EC78H到Timer溢出需要经过 1388H个机器周期（10000H-EC78H=1388H），也就是5000 个机器周期。如果晶振频率为12MHz，机器周期为1µs。于是 完成一次Timer计时需要5000µs。
第07章 定时与计数
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第07章 定时与计数
秒表计时
秒表通常有6位数字，前两位数 字代表分钟，中间两位代表秒 钟，最后两位则是更小的计时 单位——1/100秒。当计时启动 后，1/100秒位的两位数字在1 秒内飞快的由00增加到99。秒 表内部的电路需要有较高的精 度才能准确地以1/100秒为间隔 更新显示数字。虽说如此，这 个任务对于单片机来说却是小 菜一碟。
TCON寄存器中，TFx是溢 出标志位，当Timer寄存器 计数达最大值之后再增加1 时产生溢出，TFx位被硬件 置1。于是可通过指令 “JBC TFx, rel”或“JB TFx, rel”来判断TFx位是 否为1，从而判断定时/计数 是否完成。另外，TCON寄 存器的TRx位控制Timer启 动或关闭。
PLC的定时器与计数器
在使用计数器时，需要考虑到输入信号的频率和稳 定性，以确保计数的准确性。
03
在使用计数器时，需要注意避免计数器溢出或下溢 的情况发生，以免影响程序的正常运行。
05
PLC定时器与计数器的比 较
工作原理的比较
定时器
PLC的定时器是用于产生固定时间间隔的 计时器，其工作原理是通过预设的时间 值来控制输出信号的接通或断开。定时 器通常用于实现时间控制和延时操作。
计数器
计数器的应用场景主要涉及事件计数 和测量操作，如统计生产线上产品的 数量、测量物体的移动距离等。
使用难度的比较
定时器
定时器的使用相对较为简单，一般只需要设置时间值和选择适当的定时器即可 实现所需功能。
计数器
计数器的使用相对较为复杂，需要了解输入信号的频率、计数值的设定以及计 数方向的调整等。
PLC的定时器与计数 器
contents
目录
• PLC定时器介绍 • PLC计数器介绍 • PLC定时器的使用 • PLC计数器的使用 • PLC定时器与计数器的比较 • PLC定时器与计数器的案例分析
01
PLC定时器介绍
定时器的工作原理
01
定时器是PLC内部或外部的电路，用于在预定的时间间隔后产生 输出信号或脉冲。
故障诊断和生产数据统计等功能，提高生产效率和产品质量。
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按照工作方式分类
可以分为递增计数器和递减计数器。
计数器的应用场景
自动化生产线控制
用于统计生产线上物料或产品的数量，实现 自动化控制。
交通信号灯控制
用于控制交通信号灯的时长和切换，保障交 通秩序。
电梯控制系统
计数初值和定时初值的计算公式
计数初值和定时初值的计算公式一、引言在各种计算机硬件和软件应用中，计数初值（Co un tI ni ti alV a lu e）和定时初值（Ti me rI n it ia lV al ue）的计算公式是非常重要的。
计数初值和定时初值的准确计算对于实现准确的计时、频率和定时器等功能有着至关重要的作用。
本文将介绍计数初值和定时初值的计算公式及其相关原理与应用。
二、计数初值和定时初值的定义计数初值通常是指一个计数器在启动或重新启动之前被预设的初始数值。
定时初值则是指一个定时器在启动或重新启动之前被预设的初始计时数值。
两者在实际应用中往往紧密相连，因为定时器通常是由计数器实现的。
三、计数和定时初值的计算公式计数初值和定时初值的计算公式因不同硬件和应用而异，以下是一些常见的计算公式：1.定时器计数单位和预分频因子：-计时单位：$$T_{un i t}=\fr ac{1}{{f_{cl oc k}}}$$-预分频因子：$$N=\f ra c{{f_{cl oc k}}}{{f_{t im er}}}$$这里，$$f_{cl oc k}$$表示时钟频率，$$f_{t im er}$$表示所需的定时频率。
2.计时周期和计数初值：-计时周期：$$T_{cy c le}=T_{u ni t}\ti m es N$$-计数初值：$$\t ext{Co un t}=\te xt{MA X}-T_{c yc le}$$这里，$$\te xt{M AX}$$是计数器的最大计数值。
3.定时初值：-定时初值：$$\t ext{Ti me r}=\te xt{MA X}-\t ex t{Co un t}$$这里，$$\te xt{T im e r}$$是定时器的初值。
四、计数初值和定时初值的应用举例1.脉冲宽度调制（PW M）技术中，计数初值和定时初值的计算公式用于控制占空比的精确输出。
2.实时操作系统中，计数初值和定时初值的计算公式用于实现任务调度和时间精确控制。
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微型计算机原理及应用
5.2 定时/计数器芯片Intel8253
Intel8253是8086微机系统常用的定时/计数器芯片，它具 有定时与计数两大功能。 一、8253的一般性能概述 1．每个8253芯片有3个独立的16位计数器通道； 2．每个计数器通道都可以按照二进制或二—十进制(BCD码) 计数； 3．每个计数器的计数速率可以高达2MHz； 4．每个通道有6种工作方式，可以由程序设定和改变； 5．所有的输入、输出电平都与TTL兼容。
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其中： D0：数制选择控制。为1时，表明采用BCD码进行定 时/计数；否则，采用二进制进行定时/计数。 D3~D1：工作方式选择控制。000，0；001，1；X10， 2；X11，3；100，4；101，5； D5、D4：读写格式。00，计数锁存命令；01，读/写 高8位命令；10，读/写低8位命令；11，先读/写低8 位，再读写高8位命令。 D7、D6：通道选择控制。00 0通道；01，1通道；10， 2通道；11，非法
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注： 如果8253与8位数据总线的微机相连，若8253 的端口基地址为40H，则通道0，1，2和控制字寄存 器端口的地址分别为40H，41H，42H和43H。 如果系统采用的是8086CPU，为了方便起见，常 将这些芯片的数据线D7~D0接到系统数据总线的低 8位，这样，CPU就要求芯片内部的各个端口都使 用偶地址。若8253的基地址为F0H（11110000B）， A2A1=00即为通道0的地址；A2A1=01选择通道1， 其地址为F2H（11110010B）；A2A1=10选择通道2， 其地址为F4H（11110100B）；因A2A1=11选中控 制字寄存器，其地址为F6H（11110110B）。
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微型计算机原理及应用
2、定时与计数的实现方法 (1) 硬件法 专门设计一套电路用以实现定时与计数，特点是需要花费一 定硬设备，而且当电路制成之后，定时值及计数范围不能改 变。 (2) 软件法 利用一段延时子程序来实现定时操作，特点，无需太多的硬 设备，控制比较方便，但在定时期间，CPU不能从事其它工 作，降低了机器的利用率。 (3) 软、硬件结合法 即设计一种专门的具有可编程特性的芯片，来控制定时和计 数的操作，而这些芯片，具有中断控制能力，定时、计数到 时能产生中断请求信号，因而定时期间不影响CPU的正常工 作。
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微型计算机原理及应用
例2：对计数器0初始化。工作与方式1，按二进制计数，计数值为5080H。 确定控制字： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 计数值低8位为80H， 0 0 1 1 0 0 1 0 高8位为50H。设端口 地址为2A0H~2A3H 二进制计数 先写低8位 方式1 计数器0 再写高8位 则初始化程序为： MOV DX,2A3H ；控制端口地址为2A3H MOV AL,32H ；00110010B OUT DX,AL ；送方式控制字到控制寄存器 MOV DX,2A0H ；计数器0端口地址为2A0H MOV AL,80H OUT DX,AL ；先写低8位计数值到计数器 MOV AL,50H OUT DX,AL ；再写高8位计数值到计数器0
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微型计算机原理及应用
5.1.2 端口的概念 要构成一个实际的微机系统，除了微处理器之外， 还有各种扩展部件和输入/输出接口电路，这些扩展 部件和接口电路都是以集成电路芯片的形式出现， 为了提供CPU与它们直接进行操作的“通道”，每 个部件或接口内部都包含一组寄存器，这些寄存器 通常称为端口，每个端口都有一个地址，称为“端 口地址”。 端口通常分为三类： 数据端口； 状态端口； 控制端口；
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例1 设8253的端口地址为：F8H～FBH，若用通道0工 作在方式1，按二——十进制计数，计数值为5080H， 进行初始化编程。 控制字为：00110011B=33H 初始化程序： MOV AL，33H OUT 0FBH，AL MOV AL，80H OUT 0F8H，AL MOV AL，50H OUT 0F8H，AL
2. 方式1： 可编程单稳脉冲
① ② ④ ⑤ ⑥
④ ⑥ ② ⑤ ① 计 ③ 数 计 设 计 设 值 硬 数 定 数 定 送 件 结 计 过 工 入 启 束 数 程 作 计 动 初 数方 值 器式
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CW=12H LSB=4
WR CLK GATE ③ 4 3 2 1 0
OUT
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第五章 定时与计数
2014-6-16
微型计算机原理及应用
微型计算机原理及应用
本章内容分两节： 5.1 概述 5.2 可编程定时/计数器芯片Intel8253
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5.1.1 定时计数问题的提出 1、定时与计数 在微机系统或智能化仪器仪表的工作过程中， 经常需要使系统处于定时工作状态，或者对外部过 程进行计数。定时或计数的工作实质均体现为对脉 冲信号的计数，如果计数的对象是标准的内部时钟 信号，由于其周期恒定，故计数值就恒定地对应于 一定的时间，这一过程即为定时，如果计数的对象 是与外部过程相对应的脉冲信号（周期可以不相 等），则此时即为计数。
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微型计算机原理及应用
一、8253的内部结构
D0~D7
数据总线 缓冲器
计数器0
RD
CLK0 GATE0 OUT0
读/写逻辑
计数器1
CLK1 GATE1 OUT1
控制字 寄存器
计数器2
CLK2 GATE2 OUT2
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二、8253内部结构 8253的内部结构如图所示，它主要包括以下几个主 要部分： 1．数据总线缓冲器 实现8253与CPU数据总线连接的8位双向三态缓冲 器，用以传送CPU向8253的控制信息、数据信息以 及CPU从8253读取的状态信息，包括某时刻的实时 计数值。 2．读/写控制逻辑 控制8253的片选及对内部相关寄存器的读/写操作， 它接收CPU发来的地址信号以实现片选、内部通道 选择以及对读/写操作进行控制。
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微型计算机原理及应用
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微型计算机原理及应用
5．A1、A0：地址信号输入引脚，用以选择8253芯片的通 道及控制字寄存器。 6．VCC及GND：+5V电源及接地引脚 7．CLKi：i=0,1,2,第i个通道的计数脉冲输入引脚，8253规 定，加在CLK引脚的输入时钟信号的频率不得高于 2.6MHZ，即时钟周期不能小于380ns。 8．GATEi：i=0,1,2,第i个通道的门控信号输入引脚，门控 信号的作用与通道的工作方式有关。 9．OUTi：i=0,1,2,第i个通道的定时/计数到信号输出引脚， 输出信号的形式由通道的工作方式确定，此输出信号可用 于触发其它电路工作，或作为向CPU发出的中断请求信号。
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五、8253在系统中的典型连接 8253在系统中的连接如图所示。
Intel 8086
Intel8253在系统中的连接
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微型计算机原理及应用
六、8253的工作方式 8253共有6种工作方式，各方式下的工作状态是不同的，输出的波形也 不同，其中比较灵活的是门控信号的作用。由此组成了8253丰富的工作 方式、波形，下面我们逐个介绍： 1．几条基本原则 (1) 控制字写入计数器时，所有的控制逻辑电路立即复位，输出端OUT进入 初始状态。初始状态对不同的模式来说不一定相同。 (2) 计数初始值写入之后，要经过一个时钟周期上升沿和一个下降沿，计数 执行部件才可以开始进行计数操作，因为第一个下降沿将计数寄存器的 内容送减1计数器。 (3) 通常，在每个时钟脉冲CLK的上升沿，采样门控信号GATE。不同的工 作方式下，门控信号的触发方式是有具体规定的，即或者是电平触发， 或者是边沿触发，在有的模式中，两种触发方式都是允许的。其中0、2、 3、4是电平触发方式，1、2、3、5是上升沿触发。 (4) 在时钟脉冲的下降沿，计数器作减1计数，0是计数器所能容纳的最大初 始值。二进制相当于216，用BCD码计数时，相当于104
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微型计算机原理及应用
3．控制字寄存器 在8253的初始化编程时，由CPU写入控制字，以决 定通道的工作方式，此寄存器只能写入，不能读出。 4．计数通道0#、1#、2#： 这是三个独立的，结构相同的计数器/定时器通道， 每一个通道包含一个16位的计数寄存器，用以存放 计数初始值，一个16位的减法计数器和一个16位的 锁存器，锁存器在计数器工作的过程中，跟随计数 值的变化，在接收到CPU发来的读计数值命令时， 用以锁存计数值，供CPU读取，读取完毕之后，输 出锁存器又跟随减1计数器变化。
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计数器的内部结构 预置寄存器 CLK 减1计数器 GATE 输出锁存器
OUT
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微型计算机原理及应用
三、8253的外部引脚 8253芯片是具有24个引脚的双列直插式集成电路芯 片，其引脚分布如图8－2所示。8253芯片的24个引 脚分为两组，一组面向CPU，另一组面向外部设备， 各个引脚及其所传送信号的情况，介绍如下： 1．D7~D0：双向、三态数据线引脚，与系统的数据 线连接，传送控制、数据及状态信息。 2．RD：来自于CPU的读控制信号输入引脚，低电平 有效。 3．WR：来自于CPU的写控制信号输入引脚，低电平 有效。 4．CS：芯片选择信号输入引脚，低电平有效。
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微型计算机原理及应用
二、8253的工作方式：共6种
1. 方式0：计数结束中断
①
CW=10H
② ③
CW=4
④
⑤
WR
CLK GATE
4 3 2 1 OUT