《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

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,D0D7 三态双向数据线CS RD WR A1 A0 功能,2. 引脚,0 0 0 读写计数器00 0 1 读写计数器10 1 0 读写计数器20 1 0 1 1 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0 01: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: 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。 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: F8HFBH (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，33H OUT0FBH，AL MOVAL，0H OUT0F8H，AL MOVAL，50H OUT 0F8H，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，23H OUT0FBH，AL MOVAL，50H OUT 0F8H，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，32H OUT0FBH，AL MOVAL，88H OUT0F8H，AL MOVAL，13H OUT 0F8H，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3,0 0 1 1 0 1 1 0 36H,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,0 1 1 1 0 0 1 1 73H,BCD码计数,计数器1,16位读写,方式1,初值=480s/1s=480,(3) 接口电路,(1) 地址译码A7A6A5A4A3A2A1A00 1 0 0 0 0 0 0 计数器0 40H 0 1 计数器1 41H 1 0 计数器2 42H 1 1 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: MOV AL， 36H OUT 43H，AL MOV AL，0F4H OUT 40H，AL MOV AL，01H OUT 40H，AL MOV AL，73H OUT 43H，AL MOV AL，80H OUT 41H，AL MOV AL，04H OUT 41H，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。,(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2,0 0 1 0 0 1 0 1 25H,(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,BCD计数,计数器1,只写高8位,方式1,5000 8000= 4107,(4) 接口电路,(5) 程序: MOV AL， 25H OUT 43H，AL MOV AL，50H OUT 40H，AL MOV AL，67H OUT 43H，AL MOV AL，80H OUT 41H，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。 1 0 1 1 0 0 0 1 B1H,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 MOV AL， 0B1H OUT 43H，AL MOV AL，99H OUT 42H，AL MOV AL，04H OUT 42H，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。 MOV AL，81H OUT 43H，AL IN AL，42H MOV AH，AL IN AL，42H XCHG AH，AL 46,8254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 8254 6MHz 8254-2 10MHz,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0 01: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1x