語言與接口技術-第10章 可編程定時計數器芯片ppt課件

1、n10.1 定時/計數器的概念 n10.2 Intel 8253可編程定時/計數器 n10.3 Intel 8253控制字和任務方式n10.4 Intel 8253編程 開開 始始10.1 定時/計數器的概念 n實現定時和計數有兩種方法：硬件定時和軟件定時。1軟件定時 軟件定時是利用CPU每執(zhí)行一條指令都需求幾個固定的指令周期的原理，運用軟件編程的方式進展定時。 2硬件定時 1簡單硬件定時 經過數字電路來實現定時，通常是運用單穩(wěn)延時電路。 2可編程定時 目前在控制系統(tǒng)中，通常采用可編程定時/計數芯片來實現延時。 前往本章首頁前往本章首頁10.2 Intel 8253可編程定時/計數器 n10.

2、2.1 Intel 8253的內部構造 n10.2.2 Intel 8253的功能 前往本章首頁前往本章首頁10.2.1 Intel 8253的內部構造 n8253是一種24引腳的雙列直插式芯片，其中13條用于與CPU的銜接，另外9條分配給3個獨立的16位定時/計數器也稱為三個獨立通道用于與外設的銜接。如圖10-1所示。 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 RD WR A0 A1 CS Vcc 地 電源線 控制線 數據線 CLK0 GATE0 OUT0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2 GATE2 OUT2

3、計數器 0 號 計數器 1 號 計數器 2 號 9 11 10 15 14 13 18 16 17 8 7 6 5 4 3 2 1 22 23 19 2 21 24 12 圖10-1 8253的引腳配置1與CPU相連的信號線n1數據總線D0D7；2寫輸入信號；n3讀輸入信號；4片選信號n5片內存放器地址輸入信號A0、A1CSWRRDA0A1寄存器選擇和操作0000000010111100001X00001111XXXXX10000000011111111無操作三態(tài)從計數器1中讀出當前計數值從計數器0中讀出當前計數值向計數器1寫入初值設置控制字或者給一個命令從計數器1中讀出當前計數值未選中，三態(tài)

4、向計數器2寫入初值向計數器0寫入初值無操作三態(tài)INTERNALBUSDATA BUSBUFFER8DO-D7DO-D7READ/WRITELOGICCONTROLWORDREGISTERRDRDWRWRA0A0A1A1CSCSCOUNTER#0CLK0CLK0GATE0GATE0OUT0OUT0COUNTER# 1COUNTER# 2CLK2CLK2CLK1CLK1GATE2GATE2GATE1GATE1OUT2OUT2OUT1OUT12計數器與外設相連的信號線計數器與外設相連的信號線每個計數器均有三條信號線與外設相連，它們分別是：1計數輸入時鐘信號CLK 2計數器輸出信號OUT3選通訊號門控

5、輸入GATE前往本節(jié)前往本節(jié)10.2.2 Intel 8253的功能 n8253的主要功能有：n1每個計數器有六種任務方式；n2計數脈沖可以是系統(tǒng)脈沖，也可以是外部事件；n3計數時可以運用二進制，也可以運用BCD碼；n4觸發(fā)方式可以是軟件觸發(fā)，也可以是硬件觸發(fā)；n5最大計數范圍可達065535；n6一切的輸入輸出與TTL兼容。 13個獨立的16位計數器每個計數器內部都有一個8位的控制存放器、一個16位的計數初值存放器CR、一個16位的計數執(zhí)行部件CE和一個16位的輸出鎖存器OL組成。初始化時，首先向計數初值存放器CR寫入計數初值，然后送入計數執(zhí)行部件CE。 計數執(zhí)行部件CE實踐上是一個16位的

6、減1計數器，當減至0時，輸出端輸出相應信號表示計數終了。 輸出鎖存器OL用來鎖存計數執(zhí)行部件CE的內容，假設要獲取計數初值，那么從計數初值存放器中直接讀出。CR、CE和輸出鎖存器OL均為16位存放器,也可以用作8位存放器,這樣在8位數據總線的情況下8253依然可以運用。 8253邏輯構造如下圖，內部有六個模塊，分別是： 13個獨立的16位計數器2控制字存放器3讀/寫邏輯4數據總線緩沖器2控制字存放器此存放器用來保管來自CPU送入的控制字。控制字將決議計數器的任務方式、計數方式及輸出方式，也能決議應如何裝入計數器初值。8253的3個控制字存放器只占用一個地址號，根據控制字中最高二位來指定當前的控

7、制字是發(fā)給哪一個計數器的?？刂谱执娣牌髦荒軐懭耄荒茏x取。 3讀/寫邏輯讀/寫邏輯的義務是接納來自CPU的控制信號，完成對8253各計數存放器的讀/寫操作。 4數據總線緩沖器這是一個雙向、三態(tài)8位緩沖器，它用于8253和系統(tǒng)數據總線銜接。 前往本節(jié)前往本節(jié)10.3 Intel 8253控制字和任務方式n10.3.1 Intel 8253的控制字 n10.3.2 Intel 8253的任務方式 前往本章首頁前往本章首頁10.3.1 Intel 8253的控制字的控制字n18253的端口地址CSA1A0端口地址(符號) PC/XT使用的地址 擴展板使用的地址 功能 000COUNT0 40H304

8、H選中計數器0 001COUNT1 41H305H選中計數器1010COUNT2 42H306H選中計數器2 011COUNT3 43H307H選中控制寄存器 100器件未選中 28253的編程控制字1SC1SC0D7D6用于選擇計數器。2M2M0D3D1用于選擇計數器的任務方式。3RL1RL0D5D4用于控制計數器讀/寫的字節(jié)數1或2字節(jié)以及讀/寫高低字節(jié)的順序。4BCDD0用于指定計數器的碼制，是按二進制還是按BCD碼進展計數。38253的讀操作方法有兩種：1讀之前先停頓計數在讀數之前，先使計數器停頓任務，然后讀數，目前普通不會運用這種方法。2讀之前先送計數值鎖存命令這是常用的方法。在計數

9、過程中，CPU讀取計數值時，讀取的高低字節(jié)能夠不是同一時辰的值，為了防止CPU讀到這種無效值，CPU進展計數值讀取時必需鎖存。 當CPU向8253寫入一個適宜的控制值即RL1RL0=00時，OLH和OLL鎖存CE中的當前計數值，然后跟隨計數執(zhí)行部件CE變化，直到允許鎖存供CPU讀取當前計數值時才停頓。CPU讀取之后又跟隨CE變化。 前往本節(jié)前往本節(jié)10.3.2 Intel 8253的任務方式 n8253作為一個可編程的芯片，可以用6種方式任務，但不論運用哪種方式任務，都要遵守下面幾條根本規(guī)那么： 1控制字寫入計數器時，一切的控制邏輯電路立刻復位，輸出端OUT進入初始形狀高電平或低電平；2初始值

10、寫入之后，要經過一個時鐘的上升沿和下降沿，計數執(zhí)行部件才開場計數；3通常，在時鐘脈沖CLK的上升沿，選通訊號GATE被采樣。 4在時鐘脈沖的下降沿，計數器進展減1計數。0是計數器所能包容的最大初始值模16時，二進制的0相當于216；模10000時，BCD碼的0相當于10000。 (MODE 0) CLOCKWRn#OUTPUT(中斷中斷43210n=4WRm#OUTPUT(中斷中斷GATE m=4543210方式方式0 0：減：減1 1計數到計數到0 0時發(fā)中斷懇求時發(fā)中斷懇求 WRn#GATE(TRIGGER)43210OUTPUT34210 (MODE 1) CLOCKGATE(TRIGG

11、ER)OUTPUT234方式方式1 1：可編程單脈沖輸出：可編程單脈沖輸出WRn#4321 0(3)OUTPUTGATE(RESET)OUTPUT(MODE 2) CLOCKn=4n=3 0(4)3212100(3)3210(3)210(3)210方式方式2 2：周期性時間間隔計時器頻率發(fā)生器：周期性時間間隔計時器頻率發(fā)生器 422 1 0(4)OUTPUT n=4GATE(RESET)OUTPUT n=4n=4n=3 0(4)2103210(4)21 331(MODE 3) CLOCKOUTPUT n=53210(5)43210(5)430(5)430方式方式3 3：方波發(fā)生器：方波發(fā)生器(

12、MODE 4) CLOCKWRn#WRn#n=4n=4OUTPUTOUTPUTn=4n=40 01 12 23 34 44 44 43 32 21 10 0LOADnLOADn GATEGATEOUTPUTOUTPUT方式方式4 4：軟件觸發(fā)選通：軟件觸發(fā)選通(MODE 5) CLOCKOUTPUT(n=4)OUTPUT(n=4)0 01 12 23 34 44 43 32 21 10 0GATEGATE GATEGATEOUTPUTOUTPUT4 43 3方式方式5 5：硬件觸發(fā)選通：硬件觸發(fā)選通前往本節(jié)前往本節(jié)10.4 Intel 8253編程 8253的控制存放器和3個計數器具有獨立的編

13、程地址，并且根據控制字的內容可以確定所要操作的存放器，因此8253的編程比較靈敏。在編程時，只需兩條規(guī)定必需嚴厲遵守：1對計數器設置初值之前必需先寫好控制字；2設置初始值時，要符合控制字的格式。編程的命令有兩類，一類是讀出命令，用于讀取計數器當前的值；一類是寫入命令，用于設置控制字、初始值和鎖存。 前往本章首頁前往本章首頁1，8253初始化編程寫入控制字。端口地址為8253端口始地址3，由D7和D6位的組合區(qū)分運用哪一個計數器。寫入計數初值。根據控制字中讀寫指示位D5RW1，D4RW0的編碼決議，假設規(guī)定只寫低8位，那么高8位自動置0；假設規(guī)定寫16位，那么先寫低8位，后寫高8位。例1：置計數

14、器0在任務方式3,按二進制計數,計數初值200H。解：確定方式控制字為36H，實現程序如下：MOVAL，36HMOVDX，CtrlPortOUTDX, AL ;方式方式控制字為36H送端口MOVDX, Port0MOVAL, 00H;計數初值的低8位OUTDX,ALMOVAL,02H;計數初值的高8位OUTDX,AL2，8253初始化編程舉例SC1 SC0 RW1 RW0 M2 M1 M0 BCD000011113，8253編程運用舉例例2：在一個實踐的數據采集系統(tǒng)中，要求每5秒采一個數，現場的主時鐘的振蕩頻率為2.5MHz。解：假設外部時鐘為2.5MHz，那么計數次數(計數初值)為5/(1/2.5*106)=1.25*107一個計數器最大的計數次數為65536，所以必需采用二次計數器。用計數器0的輸出OUT0 接計數器1的輸入時鐘CLK1。假設計數器0的計數初值為50000；那么OUT0的輸出脈沖頻率為著(2.5*106)/(5*104)=50Hz。即周期為0.02s。為了每5秒產生一個脈沖輸出，計數器1為分頻器(方式2)，計數次數為5s/0.02=250經以上分析，總結如下：計數器0:方式3,輸出50Hz脈沖, 控制字36H , 計數初值C350H計數器1:方式2,分頻, 控制字54H ,計數初