《微機(jī)原理及接口技術(shù)》全套PPT電子課件教案-第十章 計(jì)數(shù)器和定時(shí)器電路8253.ppt

第十章計(jì)數(shù)器和定時(shí)器電路8253 定時(shí)中斷 定時(shí)檢測(cè) 事件計(jì)數(shù)方法 1 軟件定時(shí) 2 不可編程硬件定時(shí) 如555接r c 3 可編程硬件定時(shí) 如8253 8253工作原理 計(jì)數(shù)功能應(yīng)用 定時(shí)功能應(yīng)用 編程 8253編程和應(yīng)用舉例 工作方式 控制字 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能 第一節(jié)8253工作原理 一 8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)及功能1 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 3個(gè)獨(dú)立的16位減法計(jì)數(shù)器 d0 d7三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線csrdwra1a0功能 2 引腳 000讀寫(xiě)計(jì)數(shù)器0001讀寫(xiě)計(jì)數(shù)器1010讀寫(xiě)計(jì)數(shù)器201011控制寄存器寫(xiě)控制字1 禁止工作 計(jì)數(shù)器 clk gate out 16位減法計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)初值由軟件設(shè)置 可編程 1 clk 時(shí)鐘脈沖輸入 計(jì)數(shù)器對(duì)它計(jì)數(shù) 2 gate 門控信號(hào)輸入 高電平允許計(jì)數(shù) 3 out 輸出端 計(jì)數(shù)到 0 時(shí) 有輸出 1 計(jì)數(shù) 對(duì)事件脈沖 clk入 計(jì)數(shù) 計(jì)滿個(gè)數(shù)輸出信號(hào) 2 定時(shí) clk輸入基準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖 設(shè)定計(jì)數(shù)初值 計(jì)到 0 時(shí) 定時(shí)到 返回 3 功能 寫(xiě)控制字 控制寄存器 二 8253控制字 1 選擇計(jì)數(shù)器00 計(jì)數(shù)器001 計(jì)數(shù)器110 計(jì)數(shù)器211 非法 2 讀 寫(xiě)操作00 計(jì)數(shù)器鎖存01 只讀寫(xiě)低8位10 只讀寫(xiě)高8位11 先讀寫(xiě)低8位后讀寫(xiě)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 計(jì)數(shù)方式0 二進(jìn)制1 bcd碼 1 方式0 計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷 三 工作方式 說(shuō)明 1 寫(xiě)入方式0控制字 out變低 2 賦初值后 wr的上升沿后的下一個(gè)clk脈沖下降沿 計(jì)數(shù)值送計(jì)數(shù)器 開(kāi)始計(jì)數(shù) 3 計(jì)數(shù)結(jié)束out變高 向cpu提出中斷 4 gate 0 禁止計(jì)數(shù) gate 1 允許計(jì)數(shù) 賦初值4 計(jì)數(shù)結(jié)束 2 方式1 可編程單穩(wěn)態(tài) 說(shuō)明 41 1 寫(xiě)入控制字 out為高 賦初值后 并不計(jì)數(shù) 賦初值 開(kāi)始計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)結(jié)束 2 gate脈沖啟動(dòng)計(jì)數(shù) out 0 計(jì)數(shù)結(jié)束out 1 4 計(jì)數(shù)過(guò)程中 gate又來(lái) 重新計(jì)數(shù) 脈寬增加 3 out的寬度由計(jì)數(shù)初值決定 可編程單穩(wěn)態(tài) 輸出單脈沖 3 方式2 頻率發(fā)生器 說(shuō)明 1 寫(xiě)入控制字 賦初值后 開(kāi)始計(jì)數(shù) 2 out連續(xù)輸出固定頻率的負(fù)脈沖頻率 clk頻率 計(jì)數(shù)初值 3 gate啟動(dòng)計(jì)數(shù) gate 1允許計(jì)數(shù) gate和0禁止計(jì)數(shù) 4 方式3 方波發(fā)生器 說(shuō)明 1 寫(xiě)入控制字 賦初值后 開(kāi)始計(jì)數(shù) 2 out連續(xù)輸出固定頻率的方波頻率 clk頻率 計(jì)數(shù)初值 3 計(jì)數(shù)值n為偶數(shù) out一半高 一半低 計(jì)數(shù)值n為奇數(shù) out高電平的寬度多一個(gè)周期 4 gate的作用同方式2 n 4 5 方式4 軟件觸發(fā)選通 說(shuō)明 1 寫(xiě)入控制字 out 1 賦初值 wr的上升沿后下一個(gè)clk脈沖下降沿 計(jì)數(shù)值送計(jì)數(shù)器 開(kāi)始計(jì)數(shù) 賦初值3 2 計(jì)數(shù)至0 out輸出一個(gè)負(fù)脈沖 3 gate 0禁止計(jì)數(shù) gate 1允許計(jì)數(shù) 6 方式5 硬件觸發(fā)選通 說(shuō)明 1 寫(xiě)入控制字 out 1 賦初值 并不立即計(jì)數(shù) 2 gate啟動(dòng)計(jì)數(shù) 計(jì)到0 out輸出一個(gè)負(fù)脈沖 3 計(jì)數(shù)過(guò)程中g(shù)ate來(lái)一個(gè)重新計(jì)數(shù) 1 方式2 4 5的輸出波形是相同的 都是寬度為一個(gè)clk周期的負(fù)脈沖 方式2是連續(xù)工作 方式4 5是單個(gè) 方式4由軟件觸發(fā) 方式5由門控觸發(fā)啟動(dòng) 2 方式5 1都由門控觸發(fā)啟動(dòng) 但輸出波形不同 方式5為寬度是一個(gè)clk周期的負(fù)脈沖 方式1為寬度是n個(gè)clk周期的低有效脈沖 7 總結(jié) 3 輸出out方式0在寫(xiě)入控制字后輸出為低 其它5種方式為高 4 計(jì)數(shù)值的設(shè)置方式0 2 3 4寫(xiě)入計(jì)數(shù)值后開(kāi)始計(jì)數(shù) 方式1 5需外部觸發(fā)啟動(dòng) 才開(kāi)始計(jì)數(shù) 5 門控gate的作用 一 8253編程1 初始化編程內(nèi)容 1 控制字 控制寄存器 a1a0 11 d7d6確定是哪個(gè)通道的控制字 d5d4確定數(shù)據(jù)讀寫(xiě)格式d3 d1確定工作方式d0確定計(jì)數(shù)數(shù)制 2 計(jì)數(shù)初值 各計(jì)數(shù)器二進(jìn)制計(jì)數(shù) 0000h ffffhbcd碼計(jì)數(shù) 0000h 9999h 第二節(jié)8253編程和應(yīng)用舉例 2 步驟 1 寫(xiě)入通道控制 各計(jì)數(shù)器無(wú)順序 2 寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值只寫(xiě)低8位 則高8位自動(dòng)置0只寫(xiě)高8位 則低8位自動(dòng)置016位分兩次送 先低8位 后高8位 由控制字中的d5d4確定 3 讀計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值 1 計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù) 如gate變低 或外部邏輯使其停止計(jì)數(shù) 進(jìn)行讀操作 2 計(jì)數(shù)過(guò)程中讀 用rl1rl0 00 將計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值鎖存 然后分兩次讀 42返回 4 舉例例1 用通道0 方式1 bcd計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)值為5000 8253地址 f8h fbh 1 確定通道控制字 通道0 2 確定計(jì)數(shù)值低8位 0h 高8位 50h moval 33hout0fbh almoval 0hout0f8h almoval 50hout0f8h al 先低后高 方式1 bcd計(jì)數(shù) 例2 用通道0 方式1 bcd計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)值為5000 1 確定通道控制字 通道0 2 只送高8位50h 低8位自動(dòng)置0 moval 23hout0fbh almoval 50hout0f8h al 只送高8位 方式1 bcd計(jì)數(shù) 例3 用通道0 方式1 二進(jìn)制計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)值為5000 1388h 1 確定通道控制字 通道0 2 確定計(jì)數(shù)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 二進(jìn)制計(jì)數(shù) 二 8253定時(shí)功能應(yīng)用例1 8253地址為40h 43h 時(shí)鐘頻率為1mhz 計(jì)數(shù)器0輸出頻率為2khz的方波 計(jì)數(shù)器1產(chǎn)生寬度為480 s的單脈沖 說(shuō)明 1 計(jì)數(shù)器0 方式3 0011011036h 二進(jìn)制計(jì)數(shù) 初值 1mhz 2khz 500 1f4h 計(jì)數(shù)器0 16位讀寫(xiě) 方式3 2 計(jì)數(shù)器1 方式1 單穩(wěn)態(tài)電路 0111001173h bcd碼計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)器1 16位讀寫(xiě) 方式1 初值 480 s 1 s 480 3 接口電路 1 地址譯碼a7a6a5a4a3a2a1a001000000計(jì)數(shù)器040h01計(jì)數(shù)器141h10計(jì)數(shù)器242h11控制口43h 2 計(jì)數(shù)器0方波發(fā)生器 輸出2khz方波 3 計(jì)數(shù)器1單脈沖發(fā)生器 輸出480 s寬單脈沖 4 程序 moval 36hout43h almoval 0f4hout40h almoval 01hout40h almoval 73hout43h almoval 80hout41h almoval 04hout41h al 送計(jì)數(shù)器0方式字 送初值低8位 送初值高8位 送計(jì)數(shù)器1方式字 送初值低8位 送初值高8位 例2 控制發(fā)光二極管的亮暗 要求發(fā)光二極管亮10秒鐘 暗10秒鐘 8253地址為40h 43h 時(shí)鐘頻率為2mhz 說(shuō)明 1 定時(shí)計(jì)數(shù)值 10秒 10秒 0 5 s 4 107一個(gè)計(jì)數(shù)器16位最大初值65536 需2個(gè)計(jì)數(shù)器級(jí)連 2 計(jì)數(shù)器0 方式2 頻率發(fā)生器 初值取5000 輸出2mhz 5000 400hz 2 5ms bcd計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)器0 只寫(xiě)高8位 方式2 0010010125h 3 計(jì)數(shù)器1 out0接clk1 方式3 方波發(fā)生器 初值 400hz 0 05hz 8000 0110011167h bcd計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)器1 只寫(xiě)高8位 方式1 5000 8000 4 107 4 接口電路 5 程序 moval 25hout43h almoval 50hout40h almoval 67hout43h almoval 80hout41h al返回43 送計(jì)數(shù)器0方式字 送初值高8位 送初值高8位 送計(jì)數(shù)器1方式字 對(duì)事件脈沖計(jì)數(shù) 如流水線上工件計(jì)數(shù) 三 8253計(jì)數(shù)功能應(yīng)用 說(shuō)明 1 無(wú)工件 光照導(dǎo)通 clk2低電平 2 有工件 無(wú)光照截止 clk2高電平 3 計(jì)數(shù)器2工作于方式0 對(duì)工件事件脈沖計(jì)數(shù) 10110001b1h bcd計(jì)數(shù) 計(jì)數(shù)器1 16位 方式0 設(shè)計(jì)數(shù)初值 499 則計(jì)滿500個(gè) out變高moval 0b1hout43h almoval 99hout42h almoval 04hout42h al 送方式字 送初值高8位 讀計(jì)數(shù)值低8位 鎖存 送初值低8位 讀計(jì)數(shù)值高8位 計(jì)數(shù)值的讀取 在計(jì)數(shù)過(guò)程中讀 可知已計(jì)幾個(gè)工件 moval 81hout43h alinal 42hmovah alinal 42hxchgah al46 8254是8253的改進(jìn)型 它的操作方式以及引腳與8253完全相同 改進(jìn) 1 計(jì)數(shù)頻率82546mhz8254 210mhz 第三節(jié)8254 寫(xiě)控制字 控制寄存器 8254控制字 1 選擇計(jì)數(shù)器00 計(jì)數(shù)器001 計(jì)數(shù)器110 計(jì)數(shù)器211 非法 2 讀 寫(xiě)操作00 計(jì)數(shù)器鎖存01 只讀寫(xiě)低8位10 只讀寫(xiě)高8位11 先讀寫(xiě)低8位后讀寫(xiě)高8位 3 工作方式000 方式0001 方式1x10 方式2x11 方式31