《微机原理及接口技术》全套PPT电子课件教案-第十章 计数器和定时器电路8253.ppt

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 计数功能应用 定时功能应用 编程 8253编程和应用举例 工作方式 控制字 内部结构及功能 第一节8253工作原理 一 8253内部结构及功能1 内部结构 3个独立的16位减法计数器 d0 d7三态双向数据线csrdwra1a0功能 2 引脚 000读写计数器0001读写计数器1010读写计数器201011控制寄存器写控制字1 禁止工作 计数器 clk gate out 16位减法计数器计数初值由软件设置 可编程 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 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 二 8253控制字 1 选择计数器00 计数器001 计数器110 计数器211 非法 2 读 写操作00 计数器锁存01 只读写低8位10 只读写高8位11 先读写低8位后读写高8位 3 工作方式000 方式0001 方式1x10 方式2x11 方式3100 方式4101 方式5 4 计数方式0 二进制1 bcd码 1 方式0 计数结束产生中断 三 工作方式 说明 1 写入方式0控制字 out变低 2 赋初值后 wr的上升沿后的下一个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 赋初值4 计数结束 2 方式1 可编程单稳态 说明 41 1 写入控制字 out为高 赋初值后 并不计数 赋初值 开始计数 计数结束 2 gate脉冲启动计数 out 0 计数结束out 1 4 计数过程中 gate又来 重新计数 脉宽增加 3 out的宽度由计数初值决定 可编程单稳态 输出单脉冲 3 方式2 频率发生器 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 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 n 4 5 方式4 软件触发选通 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 赋初值3 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 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 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d3 d1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 0000h ffffhbcd码计数 0000h 9999h 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016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 42返回 4 举例例1 用通道0 方式1 bcd计数 计数值为5000 8253地址 f8h fbh 1 确定通道控制字 通道0 2 确定计数值低8位 0h 高8位 50h moval 33hout0fbh almoval 0hout0f8h almoval 50hout0f8h al 先低后高 方式1 bcd计数 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 通道0 2 只送高8位50h 低8位自动置0 moval 23hout0fbh almoval 50hout0f8h al 只送高8位 方式1 bcd计数 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 通道0 2 确定计数值低8位 88h 高8位 13h moval 32hout0fbh almoval 88hout0f8h almoval 13hout0f8h al返回 先低后高 方式1 二进制计数 二 8253定时功能应用例1 8253地址为40h 43h 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480 s的单脉冲 说明 1 计数器0 方式3 0011011036h 二进制计数 初值 1mhz 2khz 500 1f4h 计数器0 16位读写 方式3 2 计数器1 方式1 单稳态电路 0111001173h bcd码计数 计数器1 16位读写 方式1 初值 480 s 1 s 480 3 接口电路 1 地址译码a7a6a5a4a3a2a1a001000000计数器040h01计数器141h10计数器242h11控制口43h 2 计数器0方波发生器 输出2khz方波 3 计数器1单脉冲发生器 输出480 s宽单脉冲 4 程序 moval 36hout43h almoval 0f4hout40h almoval 01hout40h almoval 73hout43h almoval 80hout41h almoval 04hout41h al 送计数器0方式字 送初值低8位 送初值高8位 送计数器1方式字 送初值低8位 送初值高8位 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40h 43h 时钟频率为2mhz 说明 1 定时计数值 10秒 10秒 0 5 s 4 107一个计数器16位最大初值65536 需2个计数器级连 2 计数器0 方式2 频率发生器 初值取5000 输出2mhz 5000 400hz 2 5ms bcd计数 计数器0 只写高8位 方式2 0010010125h 3 计数器1 out0接clk1 方式3 方波发生器 初值 400hz 0 05hz 8000 0110011167h bcd计数 计数器1 只写高8位 方式1 5000 8000 4 107 4 接口电路 5 程序 moval 25hout43h almoval 50hout40h almoval 67hout43h almoval 80hout41h al返回43 送计数器0方式字 送初值高8位 送初值高8位 送计数器1方式字 对事件脉冲计数 如流水线上工件计数 三 8253计数功能应用 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 10110001b1h bcd计数 计数器1 16位 方式0 设计数初值 499 则计满500个 out变高moval 0b1hout43h almoval 99hout42h almoval 04hout42h al 送方式字 送初值高8位 读计数值低8位 锁存 送初值低8位 读计数值高8位 计数值的读取 在计数过程中读 可知已计几个工件 moval 81hout43h alinal 42hmovah alinal 42hxchgah al46 8254是8253的改进型 它的操作方式以及引脚与8253完全相同 改进 1 计数频率82546mhz8254 210mhz 第三节8254 写控制字 控制寄存器 8254控制字 1 选择计数器00 计数器001 计数器110 计数器211 非法 2 读 写操作00 计数器锁存01 只读写低8位10 只读写高8位11 先读写低8位后读写高8位 3 工作方式000 方式0001 方式1x10 方式2x11 方式31