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1、微机原理及接口技术第十章计数器和定时器电路8253z定时中断，定时检测，事件计数z方法：z(1)软件定时z(2)不可编程硬件定时，如555接R，Cz(3)可编程硬件定时z8253、8253-5、8254-5、8254，芯片组82801BA中的8254微机原理及接口技术z计数功能应用z定时功能应用z编程z8253编程和应用举例z工作方式z控制字z内部结构及功能z8253工作原理微机原理及接口技术第一节8253工作原理一、一、82538253主要功能主要功能z(1)三个独立的计数器。z(2)二进制计数或BCD码计数。z(3)计数频率达2MHz，8253-5和8254-5为5MHz，8254为8MH
2、z，8254-2为10MHz，82801BA芯片组中的8254为14.31818MHz。z(4)为6种方式，可程序设定改变。z(5)与TTL兼容。微机原理及接口技术二、二、82538253内部结构及功能内部结构及功能1.内部结构3个独立的16位减法计数器数据总线缓冲器，控制字，计数值读写控制，接读写信号、地址及片选，选择三个计数器和控制寄存器控制字寄存器，寄存CPU送的控制字，决定计数器工作方式微机原理及接口技术zD0D7三态双向数据线zCSRDWRA1A0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禁止工作微机原理及接口技术计数器CLKGA
3、TEOUTz16位减法计数器z计数初值由软件设置，可编程。z(1)CLK:时钟脉冲输入，计数器对它计数。z(2)GATE:门控信号输入，高电平允许计数。z(3)OUT:输出端，计数到“0”时，有输出。微机原理及接口技术z(1)计数：对事件脉冲(CLK入)计数，计满个数输出信号。z(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。3.功能返回45微机原理及接口技术z写控制字控制寄存器三、三、82538253控制字控制字(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
4、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码返回微机原理及接口技术z1.方式0计数结束产生中断四、工作方式四、工作方式z说明：z(1)写入方式0控制字，OUT变低。z(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。z(3)计数结束OUT变高，向CPU提出中断。z(4)GATE=0，禁止计数；GATE=1，允许计数。赋初值4计数结束微机原理及接口技术z2.方式1可编程单稳态z说明：z(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z(2)GATE脉
5、冲启动计数，OUT=0，计数结束OUT=1。z(4)计数过程中，GATE又来，重新计数，脉宽增加。z(3)OUT的宽度由计数初值决定，可编程单稳态，输出单脉冲。微机原理及接口技术z3.方式2频率发生器z说明：z(1)写入控制字，赋初值后开始计数。z(2)OUT连续输出固定频率的负脉冲频率=CLK频率计数初值z(3)GATE启动计数，GATE=1允许计数。GATE和0禁止计数。微机原理及接口技术z4.方式3方波发生器z说明：z(1)写入控制字，赋初值后开始计数。z(2)OUT连续输出固定频率的方波频率=CLK频率计数初值z(3)计数值N为偶数，OUT一半高，一半低。计数值N为奇数，OUT高电平宽
6、度多一个周期。z(4)GATE的作用同方式2。N=4微机原理及接口技术z5.方式4软件触发选通z说明：z(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3z(2)计数至0，OUT输出一个负脉冲。z(3)GATE=0禁止计数，GATE=1允许计数。微机原理及接口技术z6.方式5硬件触发选通z说明：z(1)写入控制字，OUT=1，赋初值，并不立即计数。z(2)GATE启动计数，计到0，OUT输出一个负脉冲。z(3)计数过程中GATE来一个重新计数。微机原理及接口技术z(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
7、。z方式2是连续工作，方式4、5是单个。z方式4由软件触发，方式5由门控触发启动。z(2)方式5、1都由门控触发启动，但输出波形不同。z方式5为宽度是一个CLK周期的负脉冲。z方式1为宽度是N个CLK周期的低有效脉冲。7.总结微机原理及接口技术z(3)输出OUTz方式0在写入控制字后输出为低，z其它5种方式为高。z(4)计数值的设置z方式0、2、3、4写入计数值后开始计数。z方式1、5需外部触发启动，才开始计数。微机原理及接口技术z(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
8、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46微机原理及接口技术zz一、一、82538253编程编程z1.初始化编程内容z(1)控制字控制寄存器(A1A0=11)zD7D6确定是哪个通道的控制字。zD5D4确定数据读写格式zD3D1确定工作方式zD0确定计数数制z(2)计数初值各计数器z二进制计数:0000HFFFFHzBCD码计数:0000H9999H第二节8253编程和应用举例微机原理及接口技术z2.步骤z(1)写入通道控制，各计数器无顺序。z(2)写入计数初值z只写低8位，则高8位自动置0z只写高8位，则低8位自动置0z16位分两次送
9、，先低8位，后高8位。z由控制字中的D5D4确定微机原理及接口技术z3.读计数器计数值z(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。z(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。微机原理及接口技术z4.举例z例1:用通道0，方式1，BCD计数，计数值为5000。8253地址:F8HFBHz(1)确定通道控制字通道0z(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1BCD计数微机原理及接口技术z例2:用通道0
10、，方式1，BCD计数，计数值为5000。z(1)确定通道控制字通道0z(2)只送高8位50H，低8位自动置0。zMOVAL，23HzOUT0FBH，ALzMOVAL，50HzOUT0F8H，AL只送高8位方式1BCD计数微机原理及接口技术z例3:用通道0，方式1，二进制计数，计数值为5000(1388H)。z(1)确定通道控制字通道0z(2)确定计数值低8位=88H，高8位=13H。zMOVAL，32HzOUT0FBH，ALzMOVAL，88HzOUT0F8H，ALzMOVAL，13HzOUT0F8H，AL先低后高方式1二进制计数返回47微机原理及接口技术zz二、二、82538253定时功能应
11、用定时功能应用z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。z说明:(1)计数器0，方式30011011036H二进制计数初值=1MHz2KHz=500(1F4H)计数器016位读写方式3微机原理及接口技术z(2)计数器1，方式1，单稳态电路0111001173HBCD码计数计数器116位读写方式1初值=480s1s=480微机原理及接口技术(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2K
12、Hz方波。(3)计数器1单脉冲发生器，输出480s宽单脉冲。微机原理及接口技术(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位微机原理及接口技术z例2:控制发光二极管的亮暗。z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。z说明:z(1)定时计数值=(10秒+10秒)0.5s=4107一个计数器1
13、6位最大初值65536，需2个计数器级连。微机原理及接口技术z(2)计数器0，方式2(频率发生器)，初值取5000，输出2MHz5000=400Hz(2.5ms)BCD计数计数器0只写高8位方式20010010125Hz(3)计数器1，OUT0接CLK1，方式3(方波发生器)。初值=400Hz0.05Hz=80000110011167HBCD计数计数器1只写高8位方式350008000=4107微机原理及接口技术(4)接口电路微机原理及接口技术(5)程序:MOVAL，25HOUT43H，ALMOVAL，50HOUT40H，ALMOVAL，67HOUT43H，ALMOVAL，80HOUT41H，
14、AL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方式字返回微机原理及接口技术z对事件脉冲计数，如流水线上工件计数三、三、82538253计数功能应用计数功能应用说明:z(1)无工件，光照导通，CLK2低电平。z(2)有工件，无光照截止，CLK2高电平。z(3)计数器2工作于方式0，对工件事件脉冲计数。10110001B1HBCD计数计数器216位方式0微机原理及接口技术z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
15、z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，AL48微机原理及接口技术z芯片组82801BA中集成了8254，它的操作方式以及引脚与8253完全相同。第三节8254微机原理及接口技术z写控制字控制寄存器1.8254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3100：方式4101：方式5(4)计数方式
16、0:二进制1:BCD码微机原理及接口技术z2.多了一个读回命令0：锁存所选择的计数器的计数值0：锁存所选择的计数器的状态1：选择计数器21：选择计数器11：选择计数器0微机原理及接口技术z3.每个计数器有一个状态字可由读回命令令其锁存，然后由CPU读取。状态字格式：440：输出OUT=低1：输出OUT=高0：计数值已写入计数单元1：没有D5D0即为写入此通道的控制字微机原理及接口技术z芯片组集成了8254，地址为40H43H。4.8254在微机系统中的应用DQQRPCLKRESET端口61H的D0+5VIORIOWTCCSA1A0RDWRCSA1A0D7D0GATE0GATE1CLK0CLK1CLK2GATE2DRQSPCLK+5VDACK0OUT0OUT1OUT2功放端口62H的D5端口61H的D1扬声器DREQ0IR08254(1)计数器0系统计时器，产生日时钟信号。CLK0=1.1931816MHzOUT0=18.2Hz方式3(方波)1.1931816MHz18.2Hz=65536每秒产生18.2次输出信号，接825
