结构图

 

工作模式：
       1、普通模式（定时器模式）。普通模式是最简单的工作模式。在此模式下，计数器TCNT0的值不停的累加，计数到最大值0XFF后，在下一个时钟来时产生计数溢出，计数值返回0X00并重新开始计数。当计数器TCNT0的值为0X00时，T/C0溢出标志位TOV0置位。如果T/C0举出中断得到使能，单片机会执行相应的中断程序，中断程序执行后，TOV0标志会硬件清0，在普通模式下，可以随时软件定入寄存器TCNT0。
       2、CTC模式（比较匹配时清0定时器模式）。在此模式下，输出比较寄存器OCR0用于保存匹配值，计数器TCNT0的值持续增加，当TCNT0的值等于OCR0时，二者产生匹配，随后计数器TCNT0自动清0，中断标志OCF0置位，如果此中断得到使能，即可执行相应的中断服务程序。
       如果引脚OC0的数据方向设定为输出，引脚上将产生电平变化，具体方式由控制寄存器TCCR0的COM01:COM00位设定，为了使OC0输出正确的波形，通常的做法是将引脚电平变化的方式设定为比较匹配时电平取反，这时其产生的波形频率可由下式计算：
       输出频率=系统时钟/[2*N*(1+OCR0值)]
       在上式中，N为预分频因子，其值为1，8，64，256或1024。
       3、快速PWM模式。快速PWM模式是基于单斜坡操作的，这有助于产生更高频率的PWM波形。在此模式下，计数器人BOTTOM开始计数到MAX，然后立即返回到BOTTOM重新开始计数。

      
快速PWM时序图

       快速PWM模式下的输出频率可由下式计算:
       PWM频率=系统时钟频率/(N*256)
       在上面公式中，N为预分频因子，其值为1、8、64、256或1024。另外，在快速PWM模式下，通过将OC0设定为比较匹配时电平取反,可以得到占空比为50%的PWM信号。
       4、相位修正PWM模式。相位修正PWM模式是基于双斜坡操作的。在此模式下，计数器TCNT0正向的从BOTTOM计数到MAX，然后再从MAX倒退计数到BOTTOM，其时序图如下：

时序图

       与快速PWM模式的单斜坡操作相比，双斜坡的相位修正PWM所获得的最大频率比快速PWM要小，但其波形对称性很好，非常适合电机的控制。相位修正PWM方式输出的频率可由下式计算：
       PWM频率=系统时钟频率/(N*510)

相关寄存器说明：
       1、TCCR0寄存器。该寄存器是T/C0的控制寄存器，包含了多少T/C0的工作模式和比较匹配单元输出模式控制位。

      BIT 7 FOC0:强制输出比较控制位。该位置1时将强制OC0引脚进入比较匹配状态，具体工作方式由COM01:COM00位设定。强制输出比较匹配状态不会引发中断，并且只有在非PWM模式下有效，在PWM模式下，不可将该位置1。
      BIT 6/3  WGM01:WGM00:波形发生模式设定位，用于设定T/C0的工作状态，如下表：  

T/C0波形产生模式

        BIT 5/4 COM01:COM00:OC0引脚比较匹配输出模式设定位。

 

比较匹配输出模式

      BIT 2/0 CS02:CS00:T/C0时钟选择位，用于选择T/C0的时钟源或设定预分频比。

T/C0时钟选择

       2、TCNT0寄存器。该寄存器是T/C0的数据寄存器，用于保存定时或计数数据，TCNT0寄存器可以随时读写。

数据寄存器

       3、OCR0寄存器。该寄存器是T/C0的输出比较器，用于保存匹配值，当其值与TCNT0的计数值产生匹配时，将产生输出比较中断，并且可以改变OC0引脚的电平状态。

目标数据寄存器

       4、TIMSK寄存器。该寄存器是T/C(定时/计数器)的中断屏蔽寄存器，该寄存器包含了多个中断控制位。

中断屏蔽寄存器

       BIT 7-2 :不作介绍。
       BIT 1 :OCIE0:T/C0输出比较匹配中断使用位。该位置1时，T/C0输出比较匹配OCF0中断使能。
       BIT 0:TOIE0:T/C0溢出中断使用能。该位置1时，T/C0溢出TOV0中断使能。
       5、TIFR寄存器。该寄存器是T/C(定时/计数）的中断标志寄存器，该寄存器包含了多个中断标志位。

中断标志寄存器

       BIT 7-2:不作介绍。
       BIT 1 OCF0:T/C0输出比较匹配标志位。当TCNT0与OCR0匹配时该位置1。当此中断服务程序被执行后，该位自动清0。另外软件对该位写1会清0此标志位。
       BIT 0 TOV0:T/C0溢出标志位。T/C0溢出时该标志位置1，当此中断程序被执行后，该位自动清0。软件对该位写1会清0此标志位。
T/C0的预分频器：

预分频器结构图

       1、SFIOR寄存器。该寄存器是特殊功能IO寄存器，包含了多个AD转换、模拟比较器等功能位。

       BIT 7-1：与T/C0无关，暂不介绍。
       BIT 0 PSR10：T/C0与T/C1的预分频器复位控制位。该位置1时T/C0和T/C1的预分频器复位，操作完成后该位硬件自动清0。
       由于T/C0和T/C1共用一个分频器，因此当预分频器复位后，对这两个定时器都会有影响，这一特性也可以用于同步两个定时器的运行。

编程实例：

普通模式定时执行显示程序