最新微机原理第8章8253及其应用PPT课件.ppt
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1、微机原理第微机原理第8 8章章82538253及其应用及其应用第八章第八章 可编程计数器可编程计数器/定时器定时器8253及其应用及其应用了解了解82538253的功能的功能熟悉熟悉82538253的工作方式的工作方式掌握掌握82538253的编程方法的编程方法掌握每种工作方式下掌握每种工作方式下GATEGATE对对OUTOUT的影响的影响学会使用学会使用82538253计数和定时功能计数和定时功能(P304)8253的工作原理的工作原理一、一、8253A8253A的内部结构和引脚信号的内部结构和引脚信号1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212242423
2、232222212120201919181817171616151514141313D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0CLK0CLK0OUT0OUT0GATE0GATE0GNDGNDCLK1CLK1OUT1OUT1GATE1GATE1CLK2CLK2OUT2OUT2GATE2GATE2A1A1A0A0VCCVCCWRWRRDRDCSCS8253825382538253管脚图管脚图8253的的三三个个计计数数通通道道在在结结构构上上和和功功能能上上完完全全一一样样,每每个个通通道道均均有有两两个个输输入入引引脚脚CLK和和GATE,一一个个输输出出信信号号引脚引脚O
3、UT。8253是是24引引脚脚双双列列直直插插式式芯芯片片,它与它与CPU的接口引线如下:的接口引线如下:D7D0是是数数据据线线引引脚脚,RD和和WD分分别别是是读读写写控控制制引引脚脚,CS是是片片选选信信号号。A1,A0是是片片内内地地址址选择引脚。选择引脚。由由CPU输输入入的的控控制制信信号号CS、RD和和WR与与A1,A0组组合实现的功能见教材合实现的功能见教材P322表表8-1。8253的工作原理的工作原理一、一、8253A8253A的内部结构和引脚信号的内部结构和引脚信号8253输入信号组合的功能表输入信号组合的功能表CS RD WR A1 A0 功能功能 0 0 0 1 0
4、0 1 对计数器对计数器A1A0设置计数初设置计数初值值 1 0 0 1 0 1 1 设置控制字或给一个命令设置控制字或给一个命令 0 0 0 0 1 0 1 从计数器从计数器A1A0读出计数值读出计数值 1 0 8253的工作原理的工作原理一、一、8253A8253A的内部结构和引脚信号的内部结构和引脚信号8253作为定时器使用时,其定时时间计算公式为:作为定时器使用时,其定时时间计算公式为:例例:在在某某系系统统中中,8253的的CLK上上的的计计数数脉脉冲冲频频率率为为0.5MHz,8253计数器的初值是计数器的初值是n=500。定时时间定时时间=时钟脉冲周期时钟脉冲周期tclk 预置的
5、计数初值预置的计数初值n注注意意:8253外外部部输输入入引引脚脚CLKi上上的的时时钟钟脉脉冲冲频频率率不不能大于能大于2MHz。0.5MHz的时钟脉冲周期为的时钟脉冲周期为T=2 s,则,则定时时间定时时间=2 s 500=1ms8253的工作原理的工作原理一、一、8253A8253A的内部结构和引脚信号的内部结构和引脚信号在在对对8253进进行行编编程程时时,由由CPU向向它它写写控控制制字字,来来选选定定计计数数器器通通道道,并并规规定定所所选选计计数数器器的的工工作作方方式式。控控制字格式:制字格式:D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SC1 SC0 RW1 RW0 M2
6、 M1 M0 BCD 00:选择通道:选择通道001:选择通道:选择通道110:选择通道:选择通道211:无效:无效00:计数器锁存:计数器锁存01:读写低字节:读写低字节10:读写高字节:读写高字节11:先低,后高:先低,后高000:方式:方式0001:方式:方式1X10:方式:方式2X11:方式:方式3100:方式:方式4101:方式:方式51:BCD0:2进制进制BCD:00009999H;二进制:二进制:0000FFFFH;BCD:1200H=1200;二进制:二进制:1200H=4608微机原理与接口微机原理与接口计数初值为计数初值为0000时,如何计数?时,如何计数?初值写进去之后
7、,门控信号允许时,计数过程是:初值写进去之后,门控信号允许时,计数过程是:1、初值放入计数当前值寄存器、初值放入计数当前值寄存器2、CLK到来一个脉冲当前值寄存器减到来一个脉冲当前值寄存器减13、判断当前值是否为、判断当前值是否为0,如果不为,如果不为0,返回,返回2,否则当前,否则当前一次计数结束。一次计数结束。BCD:初值可以为初值可以为00009999H;当初值为当初值为0时,先减时,先减1得得9999H,到最后减为,到最后减为0,进行了,进行了10000次计数,所以初值次计数,所以初值0相当于相当于10000二进制:二进制:0000FFFFH;初值初值0000H相当于相当于65536C
8、LKCLK确定的情况下,一个定时器的最长定时时间确定的情况下,一个定时器的最长定时时间=?对应的计数初值是?对应的计数初值是?8253的工作原理的工作原理二、二、82538253的初始化步骤和门控信号的功能的初始化步骤和门控信号的功能1.初始化步骤:初始化步骤:(1)写入控制字;写入控制字;(2)按控制字要求写入计数初值。按控制字要求写入计数初值。计数初值计数初值N N=fCLK/fOUT=TOUT/TCLK例例(P309)(P309):82538253的地址为的地址为3F0H3F0H、3F2H3F2H、3F4H3F4H、3F6H3F6H要求要求82538253的计数器的计数器0 0工作于方式
9、工作于方式3 3,BCDBCD码计数,码计数,计数器初值计数器初值n=1234H,n=1234H,初始化程序为:初始化程序为:MOVMOV AL,37HAL,37HMOVMOV DX,3F6HDX,3F6HOUTOUT DX,ALDX,ALMOVMOV AL,34HAL,34HMOVMOV DX,3F0HDX,3F0HOUTOUT DX,ALDX,ALMOVMOV AL,12HAL,12HOUTOUT DX,ALDX,AL8253的工作原理的工作原理二、二、82538253的初始化步骤和门控信号的功能的初始化步骤和门控信号的功能2.门控信号控制功能:门控信号控制功能:(P310P310)门门控
10、控信信号号GATE的的控控制制功功能能如如教教材材P310表表8-2所所示,由表可知:示,由表可知:方式方式0 0,4 4时:门控信号为时:门控信号为电平触发电平触发 方式方式1 1,5 5时:门控信号为时:门控信号为上升沿触发上升沿触发 方式方式2 2,3 3时:门控信号为时:门控信号为电平或上升沿触发电平或上升沿触发三、三、82538253的工作方式的工作方式 (P310P310)工作方式决定以下内容:工作方式决定以下内容:1 1)门控信号的影响门控信号的影响 高电平允许高电平允许:当当GATE=0,即使出现即使出现CLK,也不也不计数计数 方式方式0,2,3,4上升沿允许上升沿允许(上升
11、沿触发)(上升沿触发)方式方式1,5,2,38253的工作原理的工作原理三、三、82538253的工作方式的工作方式写入控制字后,写入控制字后,OUT的状态的状态计数过程中,计数过程中,OUT的状态的状态计数终了,计数终了,OUT的状态的状态3 3)计数操作可否重复计数操作可否重复不可重复不可重复模式模式0,4自动重复自动重复模式模式2,3条件重复条件重复模式模式1,5工作方式决定以下内容:工作方式决定以下内容:2 2)OUT信号的状态信号的状态8253的工作原理的工作原理三、三、82538253的工作方式的工作方式1.方式方式0:计数结束中断方式计数结束中断方式特点:特点:CLKWRCWOU
12、TN=44321GATE0可作为可作为INTRINTR信号信号计数器只计数一遍;计数器只计数一遍;计数过程中,可由门控信号控制暂停计数计数过程中,可由门控信号控制暂停计数;在计数过程中可改变计数值。在计数过程中可改变计数值。写入新值后,计数器按新写入新值后,计数器按新值重新开始计数值重新开始计数8253的工作原理的工作原理三、三、82538253的工作方式的工作方式2.方式方式1:可编程单稳态输出方式可编程单稳态输出方式特点:特点:若计数值为若计数值为N,则输出脉冲宽度为则输出脉冲宽度为N*CLK;计数计数到到0,可由,可由GATE上升沿再次触发,输出一个上升沿再次触发,输出一个脉冲,不需重新
13、赋值;脉冲,不需重新赋值;若计数过程中,门控信号再次触发,计数器在触若计数过程中,门控信号再次触发,计数器在触发信号的下一个发信号的下一个CLKCLK重新开始计数重新开始计数;CLKWRCWOUTN=3321GATE3若计数过程中,若计数过程中,CPU改变计数值,但计数过程不受改变计数值,但计数过程不受影响,再次触发后,按新值重新计数。影响,再次触发后,按新值重新计数。8253的工作原理的工作原理三、三、82538253的工作方式的工作方式3.方式方式2:比率发生器(分频器)比率发生器(分频器)P312P312特点:特点:计数器能连续工作;计数器能连续工作;计数计数过程中,若过程中,若GATE
14、变低,计数器暂停工作,变低,计数器暂停工作,GATE变变高后,计数器重新取出初值,开始计数;高后,计数器重新取出初值,开始计数;计数过程中,计数过程中,若写入新的初值,对当前的计数过程若写入新的初值,对当前的计数过程无影响,但下一个计数过程,以新的初值开始计数;无影响,但下一个计数过程,以新的初值开始计数;CLKWRCWOUTN=44321GATE43218253的工作原理的工作原理三、三、82538253的工作方式的工作方式4.方式方式3:方:方波发生器(波发生器(P312P312)特点:特点:同同 方式方式2的三个特点,不同的是:的三个特点,不同的是:初值为偶数时,每来一个脉冲,计数值减初
15、值为偶数时,每来一个脉冲,计数值减2 2初值为奇数时,初值为奇数时,第一个第一个CLKCLK使计数器减使计数器减“1”1”,其后每一,其后每一个个CLKCLK使计数器减使计数器减“2”2”,到,到“0”0”后,改变输出状态,同后,改变输出状态,同时重新装入计数值。时重新装入计数值。接着第一个接着第一个CLKCLK使计数值减使计数值减“3”3”,以后每个以后每个CLKCLK使计数值减使计数值减“2”2”,直到计数值为,直到计数值为“0”0”,重,重复上述过程。复上述过程。CLKWRCWOUTN=44242GATE42428253的工作原理的工作原理三、三、82538253的工作方式的工作方式5.
16、方式方式4:软件触发选通软件触发选通(P313P313)N值写入后,如值写入后,如Gate为高,则下一个为高,则下一个CLK开始开始计数,相当于软件启动;计数,相当于软件启动;GATE=“1”,允许计数,允许计数,GATE=“0”,禁止计数,因禁止计数,因此,要做到软件启动,必须使此,要做到软件启动,必须使GATE=“1”;CLKWRCW特点:特点:OUTN=44321GATE0写一次初值,只计一次;计到写一次初值,只计一次;计到0时,产生低电平维时,产生低电平维持一个周期后变高持一个周期后变高计数过程中改变计数值,按新值重新计数到计数过程中改变计数值,按新值重新计数到0;8253的工作原理的
17、工作原理三、三、82538253的工作方式的工作方式6.方式方式5:硬件触发选通硬件触发选通(P314P314)N值写入后,值写入后,计数器并不计数计数器并不计数,当当GATE的上升沿出现的上升沿出现时时,取出初值开始计数;取出初值开始计数;计数过程中改变计数值,计数过程中改变计数值,若没有若没有GATE的触发的触发,不影不影响计数过程响计数过程,当计数到当计数到“0”后后,若有若有GATE触发触发,则按新则按新的计数值计数的计数值计数.CLKWRCW特点:特点:OUTN=54321GATE0555微机原理与接口微机原理与接口8253的工作原理的工作原理三、三、82538253的工作方式的工作
18、方式6种工作方式主要区别种工作方式主要区别:OUT输出波形不同。输出波形不同。启动计数器的触发方式不同。启动计数器的触发方式不同。计数过程中门控信号计数过程中门控信号GATE对计数操作的影对计数操作的影响不同。响不同。有的工作方式具备有的工作方式具备“初值自动重装初值自动重装”的功能。的功能。初值自动重装的功能是:当计数值减到规定初值自动重装的功能是:当计数值减到规定的数值(通常为的数值(通常为0)后,计数初值将会自动地)后,计数初值将会自动地重新装入计数器。重新装入计数器。8253的工作原理的工作原理三、三、82538253的工作方式的工作方式6 6种工作方式小结:种工作方式小结:方式方式0
19、 0:计数初值计数初值N写入写入CR后,当后,当GATE为高电平时为高电平时,经经过过N个时钟脉冲之后个时钟脉冲之后OUT由由0到到1跳变跳变每写一次初值仅仅计数一次每写一次初值仅仅计数一次每写一次初值仅仅计数一次每写一次初值仅仅计数一次方式方式1 1:计数初值计数初值N写入写入CR后,由后,由GATE上升沿触发上升沿触发,OUT输出一个负的单脉冲输出一个负的单脉冲 单脉冲宽度单脉冲宽度单脉冲宽度单脉冲宽度T=N T=N T TCLKCLK不必每次都写初值。不必每次都写初值。不必每次都写初值。不必每次都写初值。方式方式2 2:计数初值计数初值N写入写入CR后后,当当GATE为高电平时为高电平时
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