单片机定时器计数器工作原理

16位的定时器/计数器实质上是一个加1计数器，可实现定时和计数两种功能，其功能由软件控制和切换。定时器属硬件定时和计数，是单片机中效率高而且工作灵活的部件。

在定时器/计数器开始工作之前，CPU必须将一些命令（称为控制字）写入定时器/计数器。将控制字写入定时器/计数器的过程叫定时器/计数器的初始化。

在初始化程序中，要将工作方式控制字写入定时器方式寄存器（TMOD），工作状态控制字（或相关位）写入定时器控制寄存器（TCON），赋定时/计数初值给TH0（TH1）和TL0（TL1）。

1.定时器/计数器的定时功能

计数器的加1信号由振荡器的12分频信号产生，即每过一个机器周期计数器加1，直至计满溢出。(https://www.xing528.com)

定时器的定时时间与系统的时钟频率有关。因一个机器周期等于12个时钟周期，所以计数频率应为系统时钟频率的1/12。如果晶振频率为12MHz，则机器周期为1μs。通过改变定时器的定时初值，并适当选择定时器的长度（8位、13位或16位），可以调整定时时间。

2.定时器/计数器的计数功能

通过外部计数输入引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）对外部信号计数，外部脉冲的下降沿将触发计数。计数器在每个机器周期的S5P2期间采样引脚输入电平，若一个机器周期S5P2期间采样值为1，下一个机器周期S5P2期间采样值为0，则计数器加1，再下一个机器周期S3P1期间，新的计数值装入计数器。

因检测一个由1至0的跳变需要两个机器周期，故外部信号的最高计数频率为时钟频率的1/24。如果晶振频率为12MHz，则最高计数频率为0.5MHz。虽然对外部输入信号的占空比无特殊要求，但为了确保给定电平在变化前至少被采样一次，外部计数脉冲的高电平与低电平保持时间均需在一个机器周期以上。