可编程计数器定时器讲稿.ppt
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1、可编程计数器定时器第一页,讲稿共四十五页哦28.1 8.1 概述概述一、定时信号一、定时信号 获得方法获得方法1、软件方法、软件方法2、硬件方法、硬件方法设计延迟子程序设计延迟子程序 使用计数器使用计数器/定时器定时器 二、二、软件软件定时定时1、特点、特点(2)延时时间用指令的执行时间延时时间用指令的执行时间 拼凑,拼凑,较麻烦较麻烦(3)延时子程序执行时,延时子程序执行时,CPU一一 直占用,降低直占用,降低CPU利用率利用率(1)节省硬件)节省硬件 2、适用场合:、适用场合:延时时间短,重复次数有限延时时间短,重复次数有限 第二页,讲稿共四十五页哦三、三、硬件硬件定时定时2、适用场合:、
2、适用场合:各种场合各种场合 2、计数时不占用、计数时不占用CPU1、编程简单、编程简单1、特点、特点8.2 82538.2 8253的编程结构和工作原理的编程结构和工作原理一、一、编程编程结构结构2、8位的控制寄存器位的控制寄存器1、3个计数器个计数器16位的计数初值寄存器位的计数初值寄存器16位的计数执行部件位的计数执行部件16位的输出锁存器位的输出锁存器第三页,讲稿共四十五页哦8253的编程结构的编程结构 1、8位的控制寄存器位的控制寄存器2、16位的位的CR3、16位的位的CE:减法:减法计数器计数器4、16位的位的OL:锁:锁存存CE的内容的内容注:注:CR、CE、OL都为都为16位寄
3、存器,也可作位寄存器,也可作8位寄存器用位寄存器用备注:一、编程结构:1、8位的控制寄存器2、16位的计数初值寄存器CR3、16位的计数执行部件CE4、16位的输出锁存器OL第四页,讲稿共四十五页哦工作过程:工作过程:1 1、初值、初值 CRCECRCE,CECE减减1 1计数,计数,OLOL跟随跟随CECE变变化,减到终值,化,减到终值,OUTOUT输输出一信号。出一信号。2 2、锁存命令到来,、锁存命令到来,OLOL锁存当前计数,当计锁存当前计数,当计数被读走,数被读走,OLOL又随又随CECE变化。变化。第五页,讲稿共四十五页哦6二、功能结构二、功能结构功功能能读取计数值读取计数值设置控
4、制字设置控制字设置初值设置初值00:计数器:计数器001:计数器:计数器110:计数器:计数器211:控制寄存器:控制寄存器第六页,讲稿共四十五页哦A1A0 功功 能能 0100 00100 10101 00101 10010 00010 10011 0 8253输入信号与各功能的对应关系输入信号与各功能的对应关系2)A1A0 11时,第一次写入的是控制字,时,第一次写入的是控制字,此后写入的是锁存命令。此后写入的是锁存命令。注注:1)CPU对控制字寄存器只能写,不能读。对控制字寄存器只能写,不能读。对计数器对计数器0设初值设初值对计数器对计数器1设初值设初值对计数器对计数器2设初值设初值设控
5、制字或发锁存命令设控制字或发锁存命令读计数器读计数器0的计数值的计数值读计数器读计数器1的计数值的计数值读计数器读计数器2的计数值的计数值第七页,讲稿共四十五页哦设置计数通道工设置计数通道工作方式作方式CLK:时钟输入时钟输入GATE:控制计数器工控制计数器工作的信号,在作的信号,在CLK的的上上升沿升沿被采样。被采样。OUT:输出信号输出信号第八页,讲稿共四十五页哦9三、控制寄存器的格式三、控制寄存器的格式SC1SC0RW1RW0M2M1M0BCD000:模式模式0001:模式模式110:模式模式211:模式模式3100:模式模式4101:模式模式5模式选择模式选择1:BCD计数计数0:二进
6、制计数二进制计数计数格计数格式选择式选择读写控制读写控制00:锁存计数器锁存计数器01:只读写低字节只读写低字节10:只读写高字节只读写高字节11:先读写低字节先读写低字节 再读写高字节再读写高字节计计数数器器选选择择00:选计数器选计数器001:选计数器选计数器1 10:选计数器选计数器2 11:无意义无意义第九页,讲稿共四十五页哦108.3 82538.3 8253的编程命令的编程命令一、编程要遵守的规则一、编程要遵守的规则1、设置初值前必须先写控制字;、设置初值前必须先写控制字;2、初值设置要符合控制字中的格式规定。、初值设置要符合控制字中的格式规定。3、输出锁存器的值必须先锁定,后读取
7、。、输出锁存器的值必须先锁定,后读取。1 1、写入命令、写入命令2 2、读出命令、读出命令二、编程命令二、编程命令:读取计数值:读取计数值设置控制字设置控制字设置初始值设置初始值锁存命令:配合读出命令锁存命令:配合读出命令 第十页,讲稿共四十五页哦例例1:设设8253的端口地址为的端口地址为0120H0126H,对计数器,对计数器1编程,使编程,使其工作于方式其工作于方式2,计数初值为,计数初值为2000H,计数按二进制格式。编写,计数按二进制格式。编写初始化程序。初始化程序。MOV AL,74H MOV AL,74H MOV DX,MOV DX,0126H0126HOUT DX,AL OUT
8、 DX,AL;设控制字设控制字MOV DX,MOV DX,0122H0122HMOV AL,0MOV AL,0OUT DX,AL OUT DX,AL ;先写低先写低8 8位初值位初值MOV AL,20HMOV AL,20HOUT DX,AL OUT DX,AL ;再写高再写高8 8位初值位初值0 1 1 1 1 0 0SC1SC0RW1RW0M2M1M0BCD第十一页,讲稿共四十五页哦例例2:设设8253的端口地址为的端口地址为40H46H,对计数器,对计数器0编程,编程,使其工作于方式使其工作于方式3,计数初值为,计数初值为1234H,计数按二,计数按二 进制格式。编写程序将计数值读到进制格
9、式。编写程序将计数值读到BX寄存器。寄存器。MOV AL,36H MOV AL,36H;0000111111110B0BOUT OUT 46H46H,AL,AL;设控制字设控制字MOV AL,34HMOV AL,34HOUT OUT 40H40H,AL,AL;先写低先写低8 8位初值位初值MOV AL,12HMOV AL,12HOUT OUT 40H40H,AL,AL;再写高再写高8 8位初值位初值MOV AL,00H MOV AL,00H;00;0000 00 HHOUT OUT 46H46H,AL,AL;锁存命令锁存命令IN AL,IN AL,40H40HMOV BL,AL MOV BL,
10、AL;先读低先读低8 8位计数值位计数值IN AL,IN AL,40H40HMOV BH,AL MOV BH,AL;再读高再读高8 8位计数值位计数值第十二页,讲稿共四十五页哦13一、各种方式遵守的基本规则一、各种方式遵守的基本规则1 1、控制字写入计数器时,所有的控制逻辑电路立即复位,控制字写入计数器时,所有的控制逻辑电路立即复位,输出端输出端OUT进入初始状态。进入初始状态。2 2、初值写入初值写入CR后,要经过一个时钟脉冲的上升沿和下降后,要经过一个时钟脉冲的上升沿和下降 沿,初值送入沿,初值送入CE,CE从下一个时钟开始进行计数。从下一个时钟开始进行计数。3 3、在在CLK的的上升沿上
11、升沿对对GATE进行采样。进行采样。4 4、在在CLK的的下降沿下降沿计数器进行计数。计数器进行计数。8.4 8253的工作方式的工作方式第十三页,讲稿共四十五页哦14二、二、8253工作方式工作方式1 1、方式方式0计数结束产生中断计数结束产生中断 特点:特点:1 1)计数过程)计数过程 OUTOUT起始电平:起始电平:低低电电平。平。如如GATE=1GATE=1,计数到,计数到0 0,OUTOUT变高,一直保持到新的变高,一直保持到新的 计数计数值写入。值写入。OUTOUT在初值写入后经过在初值写入后经过N N1 1个时钟变为高电平。个时钟变为高电平。第十四页,讲稿共四十五页哦3 3)门控
12、信号的影响)门控信号的影响 GATEGATE1 1时,时,CECE获得初值后开始计数;获得初值后开始计数;软启动:软启动:通过写入初值控制计数器的启动。通过写入初值控制计数器的启动。2 2)启动计数方式)启动计数方式 计数过程中计数过程中GATEGATE变低,计数暂停,变低,计数暂停,OUTOUT的状态不变,的状态不变,GATEGATE变变高后继续计数。高后继续计数。第十五页,讲稿共四十五页哦4 4)GATEGATE1 1时,写入新的初值对计数过程的影响时,写入新的初值对计数过程的影响8 8位计数初值:位计数初值:写入新的计数初值后,计数器将按新初值重新开写入新的计数初值后,计数器将按新初值重
13、新开始计数;始计数;1616位计数初值:位计数初值:写入第一个字节后,计数器停止,写入第二个字写入第一个字节后,计数器停止,写入第二个字节后,计数器按新初值开始计数。节后,计数器按新初值开始计数。第十六页,讲稿共四十五页哦5 5)GATEGATE0 0时,写入新的初值对计数过程的影响时,写入新的初值对计数过程的影响初值初值CRCR,下一时钟周期初值从,下一时钟周期初值从CRCECRCE,不计数;,不计数;GATEGATE变高,开始计数。再经过变高,开始计数。再经过N N个时钟个时钟OUTOUT变为高电平。变为高电平。GATEGATE信号可作为启动定时的同步信号。信号可作为启动定时的同步信号。第
14、十七页,讲稿共四十五页哦6 6)应用应用主要用于事件计数,主要用于事件计数,OUT输出可作为中断请求信号。输出可作为中断请求信号。例:例:用用82538253A A监视一个生产流水线,统计流水线上经过的工件数监视一个生产流水线,统计流水线上经过的工件数量。工件从光源与光敏电阻之间通过时,在晶体管的发射极上会量。工件从光源与光敏电阻之间通过时,在晶体管的发射极上会产生一个脉冲,此脉冲作为产生一个脉冲,此脉冲作为82538253A A计数通道计数通道0 0的计数脉冲。的计数脉冲。注:注:入射光强,光敏电阻阻值减小,入射光弱,光敏电阻阻值增大入射光强,光敏电阻阻值减小,入射光弱,光敏电阻阻值增大 第
15、十八页,讲稿共四十五页哦设设8253A的地址为的地址为40H46H。计数器。计数器0的初值为的初值为0000H。主程序:主程序:MOV AL,30H ;00110000B OUT 46H,AL ;设控制字设控制字 MOV AL,00H OUT 40H,AL MOV AL,00H OUT 40H,AL ;设初值设初值读数子程序:读数子程序:ROUNT:MOV AL,0 ;0000B OUT 46H,AL ;锁存命令锁存命令 IN AL,40H MOV BL,AL IN AL,40H ;读计数值读计数值 MOV BH,AL NEG BX第十九页,讲稿共四十五页哦202 2、方式方式1可重复触发的单
16、稳态触发器可重复触发的单稳态触发器特点:特点:1 1)计数过程)计数过程 OUTOUT起始电平:起始电平:高电平。高电平。GATE GATE上升沿上升沿到来,下一时钟脉冲到来,下一时钟脉冲OUTOUT变低,开始计数。变低,开始计数。计数过程中,计数过程中,OUTOUT维持低电平,计到维持低电平,计到0 0,OUTOUT变变高高。OUTOUT输出宽度为输出宽度为N N个个CLKCLK周期的单拍负脉冲。若再输出一单拍负脉周期的单拍负脉冲。若再输出一单拍负脉冲,须再次用冲,须再次用GATEGATE上升沿触发。上升沿触发。初值写入后,经一时钟初值写入后,经一时钟周期送周期送CECE。(。(不计数不计数
17、)第二十页,讲稿共四十五页哦3 3)门控信号的影响)门控信号的影响 计数过程中,又有计数过程中,又有GATEGATE上升沿上升沿触发,则触发,则OUTOUT仍为低,计数仍为低,计数器重新计数,计到器重新计数,计到0 0,OUTOUT变高。变高。硬件启动:硬件启动:GATEGATE上升沿触发计数。上升沿触发计数。2 2)启动计数方式)启动计数方式第二十一页,讲稿共四十五页哦4 4)写入新的初值对计数过程的影响写入新的初值对计数过程的影响 计数过程中写入新初值,计数过程不受影响,要等计数过程中写入新初值,计数过程不受影响,要等GATEGATE再次触发后,才按新的初值重新开始计数。再次触发后,才按新
18、的初值重新开始计数。第二十二页,讲稿共四十五页哦233 3、方式方式2分频器分频器特点:特点:1 1)计数过程)计数过程 OUTOUT起始电平:起始电平:高电平。高电平。计数到计数到1 1,OUTOUT变低,经过一个变低,经过一个CLKCLK周期,周期,OUTOUT恢复为高恢复为高;若若GATEGATE仍为高,计数器又开始重新计数。仍为高,计数器又开始重新计数。如初值为如初值为N N,则,则N N个时钟周期为一个输出周期,个时钟周期为一个输出周期,N-1N-1个个正正脉冲,脉冲,1 1个个负负脉冲。脉冲。写入初值后,如写入初值后,如GATE=1GATE=1,计计数器开始计数;数器开始计数;时钟
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