《微机原理与应用教学资料》第八章

1,第八章可编程计数器/定时器8253及其应用,8-1概述8-18253结构和工作原理8-28253应用举例,电气学院学习部资料库,2,8.1概述,定时.计数定时软件定时不可编程的硬件定时可编程的硬件定时一、软件定时1、CPU循环执行一条或一系列指令例：CPU的时钟频率为5MHz,则1个时钟周期为T=s执行一条指令所需要的时间=0.2s所需时钟周期编一程序实现延时1ms时钟周期执行次数MOVCX,N；41NEXT:NOP；3NNOP；3NLOOPNEXT；循环时为17，不循环时为5,电气学院学习部资料库,3,T=0.2s要延时1ms所需要的总的时钟周期数=4+3N+3N+17（N-1）+5=23N-8=5000N=218=ODAH2、缺点：CPU利用率太低二、不可编程的硬件定时1、555芯片+外接电阻、电容2、缺点：定时不能由程序控制，定时精度不高,电气学院学习部资料库,4,三、可编程的硬件定时：8253芯片1、对8253设定计数初值启动工作时间到，自动形成输出信号向CPU提出中断请求,启动设备工作2、特点：提高了CPU的利用率，定时精度高四、计数：8253芯片计数脉冲信号由外部事件提供。,电气学院学习部资料库,5,8.28253的结构和工作原理,一.8253的编程结构图9-11.数据总线缓冲器接数据总线低8位，传送信息控制字输入计数初值计数值输出2.读/写控制电路CS：片选信号，接I/O端口译码电路74LS138输出RD、WR：读写信号，接CPU的RD、WR。A1、A0：端口选择信号，接8086CPU的A2、A1地址线若为8088CPU,8位数据线，则接系统的A1、A0（实验用电路）00：计数器001：18253需要4个端口地址10：211：控制器R,电气学院学习部资料库,6,例：8253的基地址为FOH（11110000B）则：计数器0：FOH；计数器1：F2H；计数器2：F4H；控制寄存器：F6H3.计数器023个计数器通道完全独立、结构完全相同。包括4个寄存器R2个输入信号CLK，GATE1个输出信号OUT控制字R：8位计数初值R：16位计数执行部件：16位，减法计数器计数输出R：16位，锁存执行部件的值16位R可分为高8位和低8位，必要时用作8位寄存器CLK：脉冲输入时钟脉冲（定时）要求2MHz，高于时须分频。计数脉冲，外部事件引起,电气学院学习部资料库,7,OUT：脉冲输出GATE：门控信号，决定是否允许计数二.工作原理倒计数法：预置一初值，GATE有效，将计数初值装入执行部件，然后开始递减计数。（CLK端每输入一个脉冲，计数值-1，当计数值=0，便从OUT引脚输出一个脉冲信号）定时：CLK输入脉冲频率一定（fCLK）定时时间=1/fCLK输入脉冲数（计数初值）计数初值=定时时间/TCLK例：若CLK脉冲频率fCLK=1MHz脉冲周期TCLK=1s若定时时间T=0.5ms则计数初值n=0.510-3/110-6=5002.计数CLK输入脉冲的间隔可以不相等,电气学院学习部资料库,8,三、控制字寄存器通道选择读/写操作位模式选择（6种工作方式）1:BCD码计数0:二进制计数3个通道共用1个控制字寄存器，D7、D6决定向哪一个通道写入控制字RL1、RL0：00-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BCD：初值范围为00009999H0000表示最大值104=10000二进制：0000FFFFH216=65536,电气学院学习部资料库,9,四、初始化编程步骤步骤：1、写入控制字A1A0=11初始化控制字寄存器，复位OUT，并使计数器清02、写入计数初值A1A0=00，01，10初值8位：一条输出指令16位：两条输出指令先送低8位初值后送高8位初值例：选择0#通道，工作方式3，计数初值2354H，BCD计数方式8253端口地址为40H46HD7D6D5D4D3D2D1D00011111通道0|先读写低8位，后读写高8位方式3BCD计数当D3=0，控制字=37H,电气学院学习部资料库,10,初始化程序：MOVAL，37HOUT46H，AL；设置控制字MOVAL，54H；写入计数初值，先低后高OUT40H，ALMOVAL，23HOUT40H，AL；读通道0计数结果，并送入CX寄存器MOVAL，07H；00000111=07HOUT46H，AL；设置控制字INAL，40HMOVCL，ALINAL，40HMOVCH，AL；将通道0计数结果CX,电气学院学习部资料库,11,五、8253的工作方式（6种）1.写入控制字，同时影响OUT端电平，为起始OUT端电平写入计数初值n，使WR变为低电平，在WR的上升沿时，将n计数初值R当GATE有效，再在下一个CLK时钟脉冲的下降沿，将n计数执行部件，开始减1计数（计数器随着时钟脉冲的输入而递减计数）1.方式0计数结束中断方式OUT输出端波形从写入计数初值到开始减1之间，有一个时钟脉冲的延迟。详见后,电气学院学习部资料库,12,8253CLK,WR,8253OUT,nTCLK,写入控制字,写入计数初值,计数结束,4,3,2,1,0,电气学院学习部资料库,13,方式1可编程单稳态输出可重触发GATE触发,方式2比率发生器相当n分频计数初值=定时时间/TCLK=fCLK/fOUT,电气学院学习部资料库,14,方式3方波发生器,方式4软件触发选通写入计数初值后开始计数负脉冲方式5硬件触发选通GATE上升沿触发计数负脉冲初始OUT、GATE、是否重装初值汇总表,电气学院学习部资料库,15,电气学院学习部资料库,16,8-3应用举例,先根据需要设计硬件电路，然后用OUT指令初始化82531.定时功能例需计算初值例1：P315要求：基地址为310H，fCLK=1MHz与8086连接：D7D0：接8086CPU的D7D0RD、WR：接CPU的RD、WRA1、A0：接8086的A2、A1A9A8A7A6A5A4A3A2A1A011000100(偶地址!）CS：接74LS138的译码输出Y4基址：310HCLK0、CLK1、CLK2：接fCLK=1MHz(TCLK=1s)的时钟脉冲,电气学院学习部资料库,17,通道0：方式3GATE0+5V若要OUT输出2kHz的方波，则n0=?no*Tclk=T256控制字：00110111B=37H通道1：方式1GATE1上升沿若要OUT：480s的脉冲，求n1=?256控制字：01110011B=73H通道2：方式5GATE2上升沿n2=26控制字：10011011B=9BH,电气学院学习部资料库,18,MOVDX,316H；送通道0控制字MOVAL,00110111BOUTDX,ALMOVDX,310H；送通道0计数初值MOVAL,00HOUTDX,ALMOVAL,05HOUTDX,ALMOVDX,316H；送通道1控制字MOVAL,01110011BOUTDX,ALMOVDX,312H；送通道1计数初值MOVAL,80HOUTDX,ALMOVAL,04HOUTDX,AL,电气学院学习部资料库,19,例2控制LED点亮或熄灭。点亮10秒后再让它熄灭10秒，并重复上述过程。设8253各端口地址为81H，83H，85H，87H，则8253的D0D7系统DB的D8D15fclk=2MHZ据题意TOUT=20sfout=1/20计数初值N=210620=410765536级联取N1=5000，N2=8000,A7A0,控制字00110101（35H，通道0）若二进制计数N1=1388HN2=1F40H控制字01110111（77H，通道1）,电气学院学习部资料库,20,2.计数功能例不需计算初值例2：用8253监视一个生产流水线，每通过50个工件，扬声器响5秒钟，频率2000周，端口地址为40H、42H、44H、46H硬件连接,电气学院学习部资料库,21,没有工件通过：Ua5V(H)有工件通过：Ua=0(L)通道0：方式2比率发生器计数方式，每通过50个工件申请一次中断通道1：方式3方波发生器通道GATE1由8255A的PA0控制，当GATE1为高电平，输出方波，扬声器响。在中断服务程序中控制GATE高电平的时间，软件延时控制字设置通道0：00010101n0=50通道1：01110111n1=2M/2000=1000256主程序：MOVAL，00010101BOUT46H，AL；送控制字MOVAL，50HOUT40H，AL；送通道0初值MOVAL，01110111B；送控制字OUT46H，AL,电气学院学习部资料库,22,STI；开中断LOP：HLT；等待中断，及中断返回时JMPLOP；断点中断服务程序：MOVAL，01H；GATE1=1启动计数OUT80H，AL；设8255A的PA通道地址为80H，将PA0置1MOVAL，00H；送初值,BCD计数，后缀OUT42H，AL；仍须加HMOVAL，10HOUT42H，ALCALLDLEAY5S；调用延时为5秒的子程序MOVAL，00H；GATE1=0停止计数，扬声器不OUT80H，AL；响IRET,电气学院学习部资料库,23,3.读计数值读现行计数值两个方法：