[研究生入学考试]华东理工大学微机原理历年真题第十章

第十章 计数器和定时器电路8253,定时中断，定时检测，事件计数方法：(1)软件定时(2)不可编程硬件定时，如555接R，C(3)可编程硬件定时，如8253,8253工作原理 内部结构及功能 控制字 工作方式8253编程和应用举例 编程 定时功能应用 计数功能应用,第一节 8253工作原理,一、8253内部结构及功能 1.内部结构 CLK0D0D7 GATE0 OUT0 RD CLK1 WR GATE1 A1 OUT1 A0 CS CLK2 GATE2 OUT2 3个独立的16位减法计数器,数据总线缓冲,读写控制逻辑,控制字寄存器,计数器0,计数器1,计数器2,D0D7 三态双向数据线CS RD WR A1 A0 功能 0 0 0 读写计数器0 0 0 1 读写计数器1 0 1 0 读写计数器2 0 1 0 1 1 控制寄存器写控制字 1 禁止工作,2. 引脚,CLK OUT GATE(1)CLK: 时钟脉冲输入，计数器对它计数。(2)GATE: 门控信号输入，高电平允许计数。(3)OUT: 输出端，计数到“0”时，有输出。计数初值由软件设置，可编程。16位减法计数器,计数器,(1)计数:对事件脉冲(CLK入)计数，计满个数输出信号(2)定时:CLK输入基准时钟脉冲，设定计数初值，计到“0”时，定时到。 返回,3. 功能,写控制字控制寄存器 (1)选择计数器 (2)读/写操作 (4)计数方式 0:二进制 00:计数器0 00:计数器锁存 1:BCD码 01:计数器1 01:只读写低8位 (3)工作方式 10:计数器2 10:只读写高8位 000：方式0 11:非法 11:先读写低8位 001：方式1 后读写高8位 10：方式2 11：方式3 100：方式4 101：方式5,二、8253控制字,SC1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BCD,1.方式0计数结束产生中断 WR CLK OUT 赋初值4 计数结束说明：(1)写入方式0控制字，OUT变低。(2)赋初值后,WR的上升沿后下一个CLK脉冲下降沿，计数值送计数器，开始计数。(3)计数结束OUT变高，向CPU提出中断。(4)GATE=0，禁止计数；GATE=1，允许计数。 43,三、工作方式,4 3 2 1 0,2.方式1可编程单稳态 CLK GATE OUT 3 2 1 0 赋初值 开始计数 计数结束说明：(1)写入控制字，OUT为高，赋初值后,并不计数。(2)GATE脉冲启动计数，OUT=0，计数结束OUT=1。(3)OUT的宽度由计数初值决定，可编程单稳态，输出单脉冲。(4)计数过程中，GATE又来，重新计数，脉宽增加。,3.方式2频率发生器 CLK OUT N=3说明：(1)写入控制字，赋初值后,开始计数。(2)OUT连续输出固定频率的负脉冲 频率=CLK频率/计数初值(3)GATE 启动计数，GATE=1允许计数。 GATE 和0禁止计数。,4.方式3方波发生器 CLK OUT N=4说明：(1)写入控制字，赋初值后,开始计数。(2)OUT连续输出固定频率的方波 频率=CLK频率/计数初值(3)计数值N为偶数，OUT一半高，一半低。 计数值N为奇数，OUT高电平的宽度多一个周期。(4)GATE的作用同方式2。,5.方式4软件触发选通 CLK WR OUT 赋初值3 3 2 1 0说明：(1)写入控制字，OUT=1，赋初值， WR的上升沿后下一个CLK脉冲下降沿，计数值送计数器，开始计数。(2)计数至0，OUT输出一个负脉冲。(3)GATE=0禁止计数，GATE=1允许计数。,6.方式5硬件触发选通 CLK GATE OUT 3 2 1 0 说明：(1)写入控制字，OUT=1，赋初值，并不立即计数。(2)GATE 启动计数，计到0，OUT输出一个负脉冲。(3)计数过程中GATE来一个 重新计数。,(1)方式2、4、5的输出波形是相同的，都是宽度为一个CLK周期的负脉冲。 方式2是连续工作，方式4、5是单个。 方式4由软件触发，方式5由门控触发启动。(2)方式5 、1都由门控触发启动，但输出波形不同。 方式5为宽度是一个CLK周期的负脉冲。 方式1为宽度是N个CLK周期的低有效脉冲。,7. 总结,(3) 输出OUT 方式0在写入控制字后输出为低， 其它5种方式为高。(4)计数值的设置 方式0、2、3、4写入计数值后开始计数。 方式1、5需外部触发启动，才开始计数。,(5) 门控GATE的作用 44,一、8253编程1. 初始化编程内容 (1)控制字控制寄存器(A1A0=11) D7D6确定是哪个通道的控制字。 D5D4确定数据读写格式 D3D1确定工作方式 D0确定计数数制 (2) 计数初值各计数器 二进制计数: 0000HFFFFH BCD码计数: 0000H9999H,第二节 8253编程和应用举例,2.步骤 (1)写入通道控制，各计数器无顺序。 (2)写入计数初值 只写低8位，则高8位自动置0 只写高8位，则低8位自动置0 16位分两次送，先低8位，后高8位。 由控制字中的D5D4确定,3. 读计数器计数值(1)计数器停止计数(如GATE变低，或外部逻辑使其停止计数)，进行读操作。(2)计数过程中读，用RL1RL0=00，将计数器的计数值锁存，然后分两次读。返回,4. 举例例1:用通道0，方式1，BCD计数，计数值为5000。(1)确定通道控制字 33H 通道0 先低后高 方式 1 BCD计数(2)确定计数值低8位=0H，高8位=50H。 MOVAL，33H OUT0FBH，AL MOVAL，0H OUT0F8H，AL MOVAL，50H OUT 0F8H，AL,0 0 1 1 0 0 1 1,例2:用通道0，方式1，BCD计数，计数值为5000。(1)确定通道控制字 23H 通道0 只送高8位 方式 1 BCD计数(2)只送高8位50H，低8位自动置0。 MOVAL，23H OUT0FBH，AL MOVAL，50H OUT 0F8H，AL 返回,0 0 1 0 0 0 1 1,例3:用通道0，方式1，二进制计数，计数值为5000(1388H)。(1)确定通道控制字 32H 通道0 先低后高 方式 1 二进制计数(2)确定计数值低8位=88H，高8位=13H。 MOVAL，32H OUT0FBH，AL MOVAL，88H OUT0F8H，AL MOVAL，13H OUT 0F8H，AL,0 0 1 1 0 0 1 0,二、8253定时功能应用例1.8253地址为40H43H，时钟频率为1MHz，计数器0输出频率为2KHz的方波，计数器1产生宽度为480s的单脉冲。说明:(1)计数器0，方式3 CLK0 OUT0 1MHz 2KHz 0 0 1 1 0 1 1 0 36H 计数器0 16位读写 方式3 二进制计数 初值=1MHz/2KHz=500(1F4H),计数器0,(2)计数器1，方式1，单稳态电路 CLK1 OUT1 1s 480s 0 1 1 1 0 0 1 1 73H 计数器1 16位读写 方式1 BCD码计数 初值=480s/1s=480,计数器1,(3)接口电路 1MHz A1 +5V A0 2KHz方波 RD WR D0D7 480s宽 单脉冲 45,CLK0CS CLK18253A1 GATE0A0 OUT0RD WR GATE1D0D7 OUT1,G1 G2A G2B C y0B A,IO/M,A6,A7A5,A4A3A2,(4)程序: MOV AL， 36H ;送计数器0方式字 OUT 43H，AL MOV AL，0F4H ;送初值低8位 OUT 40H，AL MOV AL，01H ;送初值高8位 OUT 40H，AL MOV AL，73H ;送计数器1方式字 OUT 43H，AL MOV AL，80H ;送初值低8位 OUT 41H，AL MOV AL，04H ;送初值高8位 OUT 41H，AL,例2:控制发光二极管的亮暗。 要求发光二极管亮10秒钟，暗10秒钟，8253地址为40H43H，时钟频率为2MHz。说明:(1)定时计数值=(10秒+10秒)/0.5s=4107 一个计数器16位最大初值65536，需2个计数器级连。 0.5s 2.5ms 20s 计数器0 计数器1,5000,8000,(2)计数器0，方式2(频率发生器)，初值取5000，输出 2MHz/5000=400Hz (2.5ms) 0 0 1 0 0 1 0 1 25H 计数器0 只写高8位 方式2 BCD计数(3)计数器1，OUT0接CLK1，方式3(方波发生器)。 初值=400Hz/0.05Hz=8000 0 1 1 0 0 1 1 1 67H 计数器1 只写高8位 方式1 BCD计数 5000 8000= 4107,(4)接口电路 +5V 2 MHz,GATE0 GATE18253 CLK0 OUT0 CLK1 OUT1,(5)程序: MOV AL， 25H ;送计数器0方式字 OUT 43H，AL MOV AL，50H ;送初值高8位 OUT 40H，AL MOV AL，67H ;送计数器1方式字 OUT 43H，AL MOV AL，80H ;送初值高8位 OUT 41H，AL 返回,对事件脉冲计数，如流水线上工件计数 +5V +5V +5V 工件 IRi(8259)说明:(1)无工件，光照导通，CLK2低电平。(2)有工件，无光照截止，CLK2高电平。(3)计数器2工作于方式0，对工件事件脉冲计数。 1 0 1 1 0 0 0 1 B1H 计数器2 16位 方式0 BCD计数,三、8253计数功能应用,GATE2CLK2 8253 OUT2,设计数初值=499，则计满500个，OUT变高 MOV AL， 0B1H ;送方式字 OUT 43H，AL MOV AL，99H ;送初值低8位 OUT 42H，AL MOV AL，04H ;送初值高8位 OUT 42H，AL计数值的