微機接口718253課件

《微型計算機原理與接口技術》第5版第7章

可編程計數(shù)器/定時器

8253/8254及其應用本章主要內(nèi)容:

§7.18253的工作原理§7.28253/8254的應用舉例可編程計數(shù)器/定時器利用硬件電路和中斷來控制定時，定時時間由軟件確定，精確、靈活；還能對外部事件計數(shù)。8253是一種典型的可編程計數(shù)器/定時器，也稱可編程間隔定時器(ProgrammableIntervalTimer)內(nèi)部具有3個相互獨立的16位計數(shù)器通道；通過編程，每個通道可按6種不同的方式工作；可按二進制或BCD碼計數(shù)，最高計數(shù)頻率2MHz；采用倒計數(shù)方式，預先置入初值再進行減1計數(shù)。還可用于可編程方波頻率產(chǎn)生器、分頻器、程控單脈沖發(fā)生器等多種場合。7.1.18253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號與CPU的接口8位數(shù)據(jù)線：D0~D7尋址控制線：A0、A1、讀寫控制線：、各通道與外設的接口時鐘輸入：CLK門控輸入：GATE波形輸出：OUT8253引腳信號8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含以下幾部分：數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫控制邏輯計數(shù)器或計數(shù)通道03控制字寄存器從圖中也可看到各部件相應的引腳信號。1.數(shù)據(jù)總線緩沖器是8253與數(shù)據(jù)總線連接時的接口電路，由8位雙向三態(tài)緩沖器構(gòu)成。CPU用IN、OUT指令對8253進行讀寫的信息，都經(jīng)D7~D0傳送，包括:對8253初始化編程時，CPU向它寫入的控制字；CPU向某一計數(shù)器寫入的計數(shù)初值；CPU從計數(shù)器讀出的計數(shù)值。輸入信號組合形成的控制功能=0時，才能工作=0時，可向3個計數(shù)器和控制口寫入數(shù)據(jù)=0時，可從3個計數(shù)器讀出數(shù)據(jù)，但不能讀控制口。

和都為0時為非法操作。3.計數(shù)器0~28253有3個相同而獨立的計數(shù)器/定時器通道，每通道都含1個8位控制字寄存器、1個16位計數(shù)初值寄存器、1個16位計數(shù)執(zhí)行部件、1個16位輸出鎖存器。執(zhí)行部件是1個16位減法計數(shù)器，從寄存器初值開始減1計數(shù)。輸出鎖存器隨時記錄計數(shù)器的值，必要時可從中讀出瞬時值。初值寄存器、執(zhí)行部件、輸出鎖存器都是16位，也可分成高8位和低8位，作8位寄存器用。寫入計數(shù)初值后，在門控信號控制下，對CLK腳上的脈沖進行減1計數(shù)。計數(shù)結(jié)束時，從OUT引腳輸出脈沖信號。定時時間=時鐘脈沖周期tc×預置的計數(shù)初值n例如：設計數(shù)脈沖頻率為0.5MHz，即脈沖周期tc=2μs，若計數(shù)初值n=500，則計數(shù)器進行減1計數(shù)，減到0時，定時時間為：

T=2μs×500=1ms。7.1.18253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號7.1.2初始化編程和門控信號功能7.1.38253的工作方式7.1.2初始化編程和門控信號功能

1.8253的初始化編程步驟1）先寫入控制字

控制字用來選定計數(shù)通道，規(guī)定工作方式和計數(shù)格式。2）后寫入計數(shù)初值n寫入8/16位計數(shù)初值。16位要執(zhí)行2條OUT指令，先送低8位，后送高8位。

二進制計數(shù)時，n=0000-FFFFH，0表示65536，BCD計數(shù)時，n=0000-9999H，0表示10000。例7.1

設8253的3個計數(shù)器口地址為3F0H、3F2H和3F4H，控制字寄存器地址為3F6H，要求通道0工作于方式3，采用BCD計數(shù)，計數(shù)初值n=1234H，試編寫初始化程序。MOVAL，00110111B；控制字:選擇通道0，先讀/寫

；低字節(jié)，方式3，BCD計數(shù)MOVDX，3F6H ；指向控制口OUTDX，AL

；寫入控制字MOVAL，34H

；計數(shù)值低字節(jié)MOVDX，3F0H ；指向計數(shù)器0端口OUTDX，AL

；先寫入低字節(jié)MOVAL，12H

；計數(shù)值高字節(jié)OUTDX，AL

；后寫入高字節(jié)7.1.18253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號7.1.2初始化編程和門控信號功能7.1.38253的工作方式7.1.38253的工作方式方式0：計數(shù)結(jié)束中斷，輸出一個正跳變方式1：可編程單穩(wěn)輸出，輸出一個寬度可調(diào)的負脈沖方式2：比率發(fā)生器，輸出序列負脈沖方式3：方波發(fā)生器，方式2，3均可n分頻方式4：軟件觸發(fā)選通，寫入n開始計數(shù)方式5：硬件(GATE上升沿)觸發(fā)選通各工作方式的共同點寫入控制字后，進入選中的工作方式，輸出端OUT進入初始態(tài)：方式0輸出低電平，其余均輸出高電平。寫入計數(shù)初值后在GATE控制下計數(shù)。如允許計數(shù)，要經(jīng)過1個時鐘脈沖的上升沿，到下降沿時計數(shù)器執(zhí)行部件才開始減1計數(shù)。下面討論中，黃色部分為要求掌握的基本工作原理。計數(shù)過程中，有的允許改變計數(shù)初值，有的允許GATE多次觸發(fā)計數(shù)，有的重新裝入初值從頭開始計數(shù)，各不相同。這些內(nèi)容用綠色表示，大致了解即可。方式1—可編程單穩(wěn)輸出寫入控制字置為方式1，OUT變低。裝入計數(shù)初值，GATE產(chǎn)生時，才啟動計數(shù)。計數(shù)器減為0時，

OUT由低變高，產(chǎn)生1個負脈沖。允許當前計數(shù)未完時，由GATE多次觸發(fā)計數(shù)，OUT輸出會保持N個CLK脈寬的低電平。下個GATE到來時將初值n重裝入，從n開始計數(shù)。方式2—比率發(fā)生器GATE=1，寫入計數(shù)初值n后減1計數(shù)，減到1時OUT輸出1個與CLK脈沖等寬的負脈沖，然后自動裝入n，重新開始計數(shù)。這樣，每隔n個時鐘脈沖就會輸出1個負脈沖，對時鐘脈沖進行n分頻。計數(shù)過程中裝入新初值n’后，下次計數(shù)時按n’計數(shù)。GATE變低停止計數(shù)，由低變高后重裝入初值計數(shù)。方式3—方波發(fā)生器類似于方式2，對時鐘脈沖進行n分頻，但輸出方波。若初值為偶數(shù)，每次減2，減到0時OUT=0；又從初值起減2，減到0時OUT=1，不斷循環(huán)進行，輸出一系列對稱方波。若初值為奇數(shù)，先減1，后每次減2，減到0時OUT=0；又從初值起先減3，后每次減2，減到0時OUT=1，循環(huán)進行，輸出不完全對稱方波。計數(shù)過程中GATE變低，停止計數(shù)。