微机原理与接口技术第7章控制器接口ppt课件.ppt
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1、微机原理与接口技术,第 7 章 控制器接口,教案,7.3 定时/计数器,7.3.1 定时/计数器工作原理 7.3.2 可编程定时/计数器8253 7.3.3 8253应用例,计数器/定时器工作原理,计数器/定时器是一个具有可编程计数功能的专用芯片。 计数器/定时器的结构:,计数功能实现过程: 在预先设置好计数初值后, 可以对外部给的触发脉冲做减“1”计数, 当计数值减为“0”时, 输出一个“计数到”的信号。,定时/计数器的特点,触发计数减1功能的信号必须是触发脉冲信号。 计数器的触发脉冲信号可以是周期恒定, 也可以是周期随意, 仅当计数值减到“0”时, 输出一个计数结束信号。 定时器的触发脉冲
2、信号必须是周期恒定的时钟信号, 在计数值减到“0”时, 输出一个计数为“0”的信号;并把计数初值自动重新装入, 再继续重复做减“1”计数, 从而输出一个恒定的周期性信号。 定时/计数器的应用: 在多任务系统中产生定时中断信号, 实现多任务程序的分时切换; 在定时数据采集, 或者实时控制系统中, 产生精确的对外部事件的计数信号, 或定时控制信号; 常做一个可编程的波特率(时钟)发生器使用。,定时/计数器8253,Intel 8253是一个广泛用于微机控制的可编程定时/计数器。 8253有3个独立的16位计数器通道, 既可以做16位计数器, 也可以做8位计数器使用。 8253的每个计数器可以选择
3、2#, 或者10# (BCD码)计数。 8253的每个计数器都可以编程设定6种工作方式之一。 8253的计数器最高计数速率可达2.6MHz。,8253的内部结构,8253的引脚性能, D7D0:8位、双向、三态数据线, 直接和系统数据总线连接。 CS:片选信号, 低电平有效。 RD, WR:读信号, 写信号, 低电平时有效。 A1, A0:8253端口选择线。0010分别选择计数器02, 11选择控制端口。 CLK0CLK2:分别是计数器02的计数脉冲输入端, 做计数速率的控制。 GATE0GATE2:分别是计数器02门控输入端, 做计数允许/禁止的控制 。 OUT0OUT2:分别是计数器02
4、的输出端, 做计数器计数状态的输出。,8253操作的控制逻辑,8253的控制字,8253的初始化设置,8253计数器的初始化设置: 1. 设置控制字 2. 设置计数初值N 8253的计数器设置之后, 当检测到门控(GATE)信号有效时, 计数器按照其设置工作。 控制字“写”到控制端口 计数初值N “写”到对应的计数器端口,8253的计数初值,8253计数初值N的计算: N = CLK输入频率/OUT输出频率 设置计数初值N要符合控制字的计数器位数规定。 若用低位字节, 或高位字节计数, 8位计数初值一次写。 若用高、低位字节计数, 16位计数初值分两次写入, 先写低字节, 后写高字节。 计数初
5、值0是计数器所能容纳的最大计数值。 8位计数初值0, 若做2#计数值是256(100H), 若做10#(BCD码)计数值是100; 16位计数初值0, 若做2#计数值是65536(10000H), 若做10#(BCD码)计数值是10000 。,8253的读操作编程,读取计数器的当前值, 可以动态了解计数情况。 8253计数器的读操作有直接读和锁存读两种。 直接读操作:计数输出寄存器随减1计数寄存器一直在动态变化, 直接读得不到稳定值, 不太可靠(一般不用)。 锁存读操作:先用锁存命令(控制字D5D4为00)把计数值锁存到计数输出寄存器, 然后再读。当计数值读走后, 锁存功能自动失锁。 例如,
6、(8253端口地址40H43H) MOV AL, 40H ;计数器1的锁存命令 OUT 43H, AL IN AL, 41H ;读低8位计数值 MOV CL, AL IN AL, 41H ;读高8位计数值 MOV CH, AL ;CX中为读取的16位计数值,8253的工作方式,8253有六种工作方式: 方式0 计数结束产生中断 方式1 可重复触发的单稳态(脉冲)触发器 方式2 频率发生器(分频器) 方式3 方波频率发生器 方式4 软件触发选通信号发生器 方式5 硬件(GATE)触发的选通信号发生器 六种工作方式的主要区别: 输出波形不同; 启动计数的触发方式不同; 门控(GATE)信号对计数过
7、程的影响不同; 计数过程中, 修改计数初值对计数过程的影响不同。,8253方式0方式5 的输出波形 (正常计数的OUT状态),未定态 计数初态 计数态 结束态/计数态,每一种工作方式不仅与计数初值有关, 而且受CLK信号和GATE信号控制。CLK信号确定计数减1速率, GATE信号允许/禁止计数,或者启动计数。 写计数初值之后, 并不马上开始计数, 只有检测到GATE信号有效, 经过一个CLK周期, 把计数初值送到减1计数器, 才开始做减1操作。 OUT端随着工作方式的不同和当前计数状态的不同, 一定有电平输出变化。OUT的输出波形在写控制字之前为未定态, 在写了控制字之后到计数之前为计数初态
8、, 再之后有计数态、暂停态、结束态等。 对于给定的工作方式, 门控信号GATE的触发条件是有具体规定的, 或电平触发, 或边沿触发, 或两者均可。,8253六种方式的共同点,门控信号GATE的功能,8253六种方式的不同点,方式0和方式4 软件触发(写入计数初值)启动计数, 无自动重装计数值功能。它们的区别:方式0在计数过程中输出低电平, 计数结束时变为高电平, 并一直保持;方式4在计数过程中输出为高电平, 计数结束时输出一个宽度为一个TCLK的负脉冲, 以后又保持高电平。 方式1和方式5 硬件触发(GATE上升沿)启动计数。它们的区别:方式1在计数过程中输出一个宽度为计数初值乘以TCLK的单
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