電子信息學(xué)院微機(jī)原理計(jì)數(shù)

1、第 7 章定時(shí)與計(jì)數(shù)技術(shù)定時(shí)計(jì)數(shù)控制接口 8253的引腳和六種工作方式 8253的編程 8253的應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)第7章：定時(shí)器和計(jì)數(shù)器定時(shí)控制在微機(jī)系統(tǒng)中具有極為重要的作用，計(jì)數(shù)是許多過程控制領(lǐng)域常用的功能它們都是由數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)電路構(gòu)成定時(shí)器由數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)電路構(gòu)成，通過記錄高精度晶振脈沖信號的個數(shù)，輸出準(zhǔn)確的時(shí)間間隔計(jì)數(shù)電路如果記錄外設(shè)提供的具有一定隨機(jī)性的脈沖信號時(shí)，它主要反映脈沖的個數(shù)（進(jìn)而獲知外設(shè)的某種狀態(tài)），常又稱為計(jì)數(shù)器定時(shí)與計(jì)數(shù)技術(shù) 1. 頻率計(jì)數(shù)器的工作原理：信號源 采樣信號 1S采集到的信號關(guān)系：周期= 1/頻率 即：T=1/F 或 F=1/T由于定時(shí)與計(jì)數(shù)有一定內(nèi)載

2、聯(lián)系，所以微機(jī)中一般只用一種方法(如計(jì)數(shù))，即可確定另一種方法。2. 微機(jī)中定時(shí)與計(jì)數(shù)方法：微機(jī)中的定時(shí)一般采用兩種方法：1). 軟件定時(shí)：如子程序TIME: MOV DX , 3FFH ;1023TIME1: MOV AX, 0FFFFH ;65535TIME2: DEC AX ;2T NOP ;2T JNZ TIME2 ;16T DEC DX ;延時(shí)時(shí)間： JNZ TIME1 ;20T655361024 RET ;1T =210ns2). 硬件定時(shí):采用定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片，如8253 。 第7章：8253/8254定時(shí)計(jì)數(shù)器3個獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器通道每個計(jì)數(shù)器有6種工作方式按二進(jìn)制或十進(jìn)制（

3、BCD碼）計(jì)數(shù)8254是8253的改進(jìn)型第7章：8253/8254的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳D7D0計(jì)數(shù)器0控制字寄存器計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2內(nèi)部數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線緩沖器讀寫控制邏輯RDWRA0A1CSCLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2第7章：1. 計(jì)數(shù)器預(yù)置寄存器GATECLKOUT減1計(jì)數(shù)器輸出鎖存器計(jì)數(shù)初值存于預(yù)置寄存器；在計(jì)數(shù)過程中，減法計(jì)數(shù)器的值不斷遞減，而預(yù)置寄存器中的預(yù)置不變。輸出鎖存器用于寫入鎖存命令時(shí)，鎖定當(dāng)前計(jì)數(shù)值第7章：計(jì)數(shù)器的3個引腳CLK時(shí)鐘輸入信號在計(jì)數(shù)過程中，此引腳上每輸入一個時(shí)鐘信號（下降沿），計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減1GATE門控輸入信號控制

4、計(jì)數(shù)器工作，可分成電平控制和上升沿控制兩種類型OUT計(jì)數(shù)器輸出信號當(dāng)一次計(jì)數(shù)過程結(jié)束（計(jì)數(shù)值減為0），OUT引腳上將產(chǎn)生一個輸出信號第7章：2. 與處理器接口D0 D7數(shù)據(jù)線A0 A1地址線CS*片選信號RD*讀信號WR*寫信號CS* A1 A0PC機(jī)I/O地址讀操作RD*寫操作WR*0 0 00 0 10 1 00 1 140H41H42H43H讀計(jì)數(shù)器0讀計(jì)數(shù)器1讀計(jì)數(shù)器2無操作寫計(jì)數(shù)器0寫計(jì)數(shù)器1寫計(jì)數(shù)器2寫控制字8253/8254的I/O地址0 1 0 0 00 1 0 0 10 1 0 1 00 1 0 1 10 0 1 0 00 0 1 0 10 0 1 1 0功 能對計(jì)數(shù)器0設(shè)置

5、計(jì)數(shù)初值CSRDA1A0WR對計(jì)數(shù)器1設(shè)置計(jì)數(shù)初值對計(jì)數(shù)器2設(shè)置計(jì)數(shù)初值設(shè)置控制字從計(jì)數(shù)器0讀出計(jì)數(shù)值從計(jì)數(shù)器1讀出計(jì)數(shù)值從計(jì)數(shù)器2讀出計(jì)數(shù)值第7章：8253/8254的編程8253加電后的工作方式不確定8253必須初始化編程，才能正常工作寫入控制字寫入計(jì)數(shù)初值讀取計(jì)數(shù)值D7D6D5D4D3D2D1D0第7章：1. 寫入方式控制字計(jì)數(shù)器讀寫格式工作方式數(shù)制D7D6D5D4D3D2D1D000 計(jì)數(shù)器001 計(jì)數(shù)器110 計(jì)數(shù)器2 11 非法00 計(jì)數(shù)器鎖存命令 01 只讀寫低字節(jié)10 只讀寫高字節(jié)11 先讀寫低字節(jié) 后讀寫高字節(jié)000 方式0001 方式1010 方式2011 方式3100 方

6、式4101 方式50 二進(jìn)制1 十進(jìn)制控制字寫入控制字I/O地址（A1A011）第7章：2. 寫入計(jì)數(shù)值選擇二進(jìn)制時(shí)計(jì)數(shù)值范圍：0000HFFFFH0000H是最大值，代表65536選擇十進(jìn)制（BCD碼）計(jì)數(shù)值范圍：000099990000代表最大值10000計(jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)器各自的I/O地址-例如,選擇 2號計(jì)數(shù)器，工作在方式 2，計(jì)數(shù)初值為 533H（2個字節(jié)），采用二進(jìn)制計(jì)數(shù),其程序段為：TIMER EQU 040H ；0號計(jì)數(shù)器端口地址 MOV AL，10110100B ;2號計(jì)數(shù)器 的方式控制字 OUT TIMER3，AL;寫入控制寄存器 MOV AX，533H ；計(jì)數(shù)初值 OUT T

7、IMER2，AL ;先送低字節(jié) 到2號計(jì)數(shù)器 MOV AL, AH ；取高字節(jié) OUT TIMER2，AL；后送高字節(jié)第7章：3. 讀取計(jì)數(shù)值對8位數(shù)據(jù)線，讀取16位計(jì)數(shù)值需分兩次計(jì)數(shù)在不斷進(jìn)行，應(yīng)該將當(dāng)前計(jì)數(shù)值先行鎖存，然后讀?。合蚩刂谱諭/O地址：給8253寫入鎖存命令從計(jì)數(shù)器I/O地址：讀取鎖存的計(jì)數(shù)值讀取計(jì)數(shù)值，要注意讀寫格式和計(jì)數(shù)數(shù)制例如，要求讀出并檢查1號計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值是否是全“1”（假定計(jì)數(shù)值只有低8位）其程序段為：L: MOV AL，01000000B ;l號計(jì)數(shù)器的鎖存命令 OUT TIMER3，AL ；寫入控制寄存器 IN AL,TIMER1;讀 1號計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值

8、 CMP AL，0FFH ；比較 JNE L ；非全“l(fā)”，再讀 HLT ；是全“l(fā)”，暫停第7章：8253/8254的工作方式8253有6種工作方式，由方式控制字確定熟悉每種工作方式的特點(diǎn)才能根據(jù)實(shí)際應(yīng)用問題，選擇正確的工作方式每種工作方式的過程類似： 設(shè)定工作方式 設(shè)定計(jì)數(shù)初值 硬件啟動 計(jì)數(shù)初值進(jìn)入減1計(jì)數(shù)器 每輸入一個時(shí)鐘計(jì)數(shù)器減1的計(jì)數(shù)過程 計(jì)數(shù)過程結(jié)束第7章：方式0：計(jì)數(shù)結(jié)束中斷GATEOUTCLK 031244方式0WR設(shè)定工作方式設(shè)定計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)值送入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)過程計(jì)數(shù)結(jié)束8253工作方式： 第7章：方式1：可編程單穩(wěn)脈沖設(shè)定工作方式設(shè)定計(jì)數(shù)初值硬件啟動計(jì)數(shù)值送入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)過程

9、計(jì)數(shù)結(jié)束GATEOUTCLK 031244方式1WR第7章：方式2：頻率發(fā)生器（分頻器）03124GATEOUTCLK 4方式2031240312403124WR第7章：方式3：方波發(fā)生器03124GATEOUTCLK 4方式3031240312403124WR第7章：方式4：軟件觸發(fā)選通信號GATEOUTCLK031244方式42233310WR第7章：方式5：硬件觸發(fā)選通信號GATEOUTCLK031244方式522333110WR第7章：各種工作方式的輸出波形方式 0方式 1方式 2方式 3方式 4方式 50N0N0N0/N110NN/2 N/2 0/N0N0 1N0 1N0 1討論：計(jì)

10、數(shù)開始的時(shí)刻【例1】 使計(jì)數(shù)器T1工作在方式0進(jìn)行16位二進(jìn)制計(jì)數(shù)，其程序段為： MOV DX，307H ；控制口 MOV AL，01110000B ；方式字 OUT DX，AL MOV DX，305H ；T1數(shù)據(jù)口 MOV AL，BYTEL ；計(jì)數(shù)值低字節(jié) OUT DX，AL ； MOV AL，BYTEH ；計(jì)數(shù)值高字節(jié) OUT DX，AL ；7.3 8253的應(yīng)用舉例圖7-10 8253用于控制發(fā)聲第7章：控制揚(yáng)聲器發(fā)聲計(jì)數(shù)器2的輸出控制揚(yáng)聲器的發(fā)聲音調(diào)計(jì)數(shù)器2工作在方式3，輸出頻率為600HZ的方波，經(jīng)濾波后得到近似的正弦波，進(jìn)而推動揚(yáng)聲器發(fā)聲(8253口地址為40H43H)揚(yáng)聲器還受控

11、于并行接口（8255芯片口地址為60H63H）必須使PB0和PB1同時(shí)為高電平，揚(yáng)聲器才能發(fā)出預(yù)先設(shè)定頻率的聲音(長音3S,短音0.5S)第7章：發(fā)音頻率設(shè)置子程序1.19318106600HZ=1983；計(jì)數(shù)值SSP PROC NEAR MOV AL,10110110B;計(jì)數(shù)器2,初值為16位, 方式3,二進(jìn)制格式 OUT 43H,AL ；控制口地址 MOV AX, 1983 ; 計(jì)數(shù)初值 OUT 42H，AL ；發(fā)送低字節(jié) MOV AL， AH ； OUT 42H，AL ；發(fā)送高字節(jié) IN AL, 61H ；讀取 8255的PB口原輸出值 MOV AH, AL；將原輸出值保留于 AH中 OR AL， 03H ；使PB1 PB0均為1 OUT 61H,AL ;打開GATE2門， 輸出方波到揚(yáng)聲器 SUB CX, CX ;