《微机原理及接口技术》全套电子课件教案- 计数器和定时器电路8253

1、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82538253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 控制存放器写控制字1 禁止工作计数器CLKGATEOUT 16位减法计数器

2、 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. 功能写控制字控制存放器二、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2x1

3、1：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

4、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=45.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

5、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

6、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的作用方式0方式1方式2方式3方式4方式50禁止计数无影响禁止计数禁止计数禁止计数无影响下降沿暂停计数无影响停止计数停止计数停止计数无影响上升沿继续计数启动计数重装，启动计数启动计数无影响启动计数1允许计数无影响允许计数允许计数允许计数无影响一、8253编程1. 初始化编程内容 (1) 控制字控制存放器(A1A0=11) D7D6确定是哪个通道的控制字。 D5D4确定数据读写格式 D3

7、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，那么高8位自动置0 只写高8位，那么低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

8、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 1BCD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 1BCD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

9、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30 0 1 1 0 1 1 0 36H二进制计数初值=1MHz/2KHz=500(1F4H)计数器016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 73HBCD码计

10、数计数器116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

11、，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20 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=40

12、0Hz/0.05Hz=80000 1 1 0 0 1 1 1 67HBCD计数计数器1只写高8位方式15000 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

13、脉冲计数。 1 0 1 1 0 0 0 1 B1HBCD计数计数器116位方式0设计数初值=499，那么计满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写控制字控制存放器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