华东理工大学微机原理历年真题第十章课件.ppt

1、第十章第十章 计数器和定时器电路计数器和定时器电路82538253z定时中断，定时检测，事件计数z方法：方法：z(1)软件定时z(2)不可编程硬件定时，如555接R，Cz(3)可编程硬件定时，如8253z8253工作原理工作原理z 内部结构及功能z 控制字z 工作方式z8253编程和应用举例编程和应用举例z 编程z 定时功能应用z 计数功能应用第一节第一节 82538253工作原理工作原理一、一、82538253内部结构及功能内部结构及功能 1.内部结构内部结构 CLK0D0D7 GATE0 OUT0 RD CLK1 WR GATE1 A1 OUT1 A0 CS CLK2 GATE2 OUT2

2、 3个独立的16位减法计数器数据总线缓冲读写控制逻辑控制字寄存器计数器0计数器1计数器2zD0D7 三态双向数据线zCS RD WR A1 A0 功能 0 0 0 读写计数器0 0 0 1 读写计数器1 0 1 0 读写计数器2 0 1 0 1 1 控制寄存器写控制字 1 禁止工作2.引脚引脚 CLK OUT GATEz(1)CLK:时钟脉冲输入，计数器对它计数。z(2)GATE:门控信号输入，高电平允许计数。z(3)OUT:输出端，计数到“0”时，有输出。z计数初值由软件设置，可编程。z16位减法计数器计数器z(1)计数:对事件脉冲(CLK入)计数，计满个数输出信号z(2)定时:CLK输入基

3、准时钟脉冲，设定计数初值，计到“0”时，定时到。返回3.功能功能z写控制字控制寄存器 (1)选择计数器 (2)读/写操作 (4)计数方式 0:二进制 00:计数器0 00:计数器锁存 1:BCD码 01:计数器1 01:只读写低8位 (3)工作方式 10:计数器2 10:只读写高8位 000：方式0 11:非法 11:先读写低8位 001：方式1 后读写高8位 10：方式2 11：方式3 100：方式4 101：方式5二、二、82538253控制字控制字SC1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BCDz1.1.方式方式00计数结束产生中断 WR CLK OUT 赋初值4 计数结束z说明

4、：说明：z(1)写入方式0控制字，OUT变低。z(2)赋初值后,WR的上升沿后下一个CLK脉冲下降沿，计数值送计数器，开始计数。z(3)计数结束OUT变高，向CPU提出中断。z(4)GATE=0，禁止计数；GATE=1，允许计数。43三、工作方式三、工作方式4 3 2 1 0z2.2.方式方式11可编程单稳态可编程单稳态 CLK GATE OUT 3 2 1 0 赋初值 开始计数 计数结束z说明：z(1)写入控制字，OUT为高，赋初值后,并不计数。z(2)GATE脉冲启动计数，OUT=0，计数结束OUT=1。z(3)OUT的宽度由计数初值决定，可编程单稳态，输出单脉冲。z(4)计数过程中，GA

5、TE又来，重新计数，脉宽增加。z3.3.方式方式22频率发生器频率发生器 CLK OUT N=3z说明：z(1)写入控制字，赋初值后,开始计数。z(2)OUT连续输出固定频率的负脉冲 频率=CLK频率/计数初值z(3)GATE 启动计数，GATE=1允许计数。z GATE 和0禁止计数。z4.4.方式方式33方波发生器方波发生器 CLK OUT N=4z说明：z(1)写入控制字，赋初值后,开始计数。z(2)OUT连续输出固定频率的方波 频率=CLK频率/计数初值z(3)计数值N为偶数，OUT一半高，一半低。计数值N为奇数，OUT高电平的宽度多一个周期。z(4)GATE的作用同方式2。z5.5.

6、方式方式44软件触发选通软件触发选通 CLK WR OUT 赋初值3 3 2 1 0z说明：z(1)写入控制字，OUT=1，赋初值，WR的上升沿后下一个CLK脉冲下降沿，计数值送计数器，开始计数。z(2)计数至0，OUT输出一个负脉冲。z(3)GATE=0禁止计数，GATE=1允许计数。z6.6.方式方式55硬件触发选通硬件触发选通z CLK GATE OUT 3 2 1 0 z说明：z(1)写入控制字，OUT=1，赋初值，并不立即计数。z(2)GATE 启动计数，计到0，OUT输出一个负脉冲。z(3)计数过程中GATE来一个 重新计数。z(1)方式2、4、5的输出波形是相同的，都是宽度为一个

7、CLK周期的负脉冲。z 方式2是连续工作，方式4、5是单个。z 方式4由软件触发，方式5由门控触发启动。z(2)方式5、1都由门控触发启动，但输出波形不同。z 方式5为宽度是一个CLK周期的负脉冲。z 方式1为宽度是N个CLK周期的低有效脉冲。7.总结总结z(3)输出输出OUTz 方式0在写入控制字后输出为低，z 其它5种方式为高。z(4)计数值的设置计数值的设置z 方式0、2、3、4写入计数值后开始计数。z 方式1、5需外部触发启动，才开始计数。z(5)门控门控GATE的作用的作用 44方式0方式1方式2方式3 方式4方式50禁止计数无影响 禁止计数 禁止计数禁止计数无影响下降沿暂停计数无影

8、响 停止计数 停止计数停止计数无影响上升沿继续计数启动计数重装，启动计数启动计数无影响启动计数1允许计数无影响 允许计数 允许计数允许计数无影响z一、一、82538253编程编程z1.初始化编程内容初始化编程内容z (1)控制字控制寄存器(A1A0=11)z D7D6确定是哪个通道的控制字。z D5D4确定数据读写格式z D3D1确定工作方式z D0确定计数数制z (2)计数初值各计数器z 二进制计数:0000HFFFFHz BCD码计数:0000H9999H第二节第二节 8253编程和应用举例编程和应用举例z2.步骤步骤z(1)写入通道控制，各计数器无顺序。z(2)写入计数初值z 只写低8位

9、，则高8位自动置0z 只写高8位，则低8位自动置0z 16位分两次送，先低8位，后高8位。z 由控制字中的D5D4确定z3.读计数器计数值读计数器计数值z(1)计数器停止计数(如GATE变低，或外部逻辑使其停止计数)，进行读操作。z(2)计数过程中读，用RL1RL0=00，将计数器的计数值锁存，然后分两次读。z返回z4.举例举例z例例1:用通道0，方式1，BCD计数，计数值为5000。z(1)确定通道控制字z 33Hz 通道0 先低后高 方式 1 BCD计数z(2)确定计数值低8位=0H，高8位=50H。z MOVAL，33Hz OUT0FBH，ALz MOVAL，0Hz OUT0F8H，AL

10、z MOVAL，50Hz OUT 0F8H，AL0 0 1 1 0 0 1 1z例例2:用通道0，方式1，BCD计数，计数值为5000。z(1)确定通道控制字z 23Hz 通道0 只送高8位 方式 1 BCD计数z(2)只送高8位50H，低8位自动置0。z MOVAL，23Hz OUT0FBH，ALz MOVAL，50Hz OUT 0F8H，AL 返回0 0 1 0 0 0 1 1z例例3:用通道0，方式1，二进制计数，计数值为5000(1388H)。z(1)确定通道控制字z 32Hz 通道0 先低后高 方式 1 二进制计数z(2)确定计数值低8位=88H，高8位=13H。z MOVAL，32

11、Hz OUT0FBH，ALz MOVAL，88Hz OUT0F8H，ALz MOVAL，13Hz OUT 0F8H，AL0 0 1 1 0 0 1 0z二、二、82538253定时功能应用定时功能应用z例例1.8253地址为40H43H，时钟频率为1MHz，计数器0输出频率为2KHz的方波，计数器1产生宽度为480s的单脉冲。z说明说明:(1)计数器0，方式3 CLK0 OUT0 1MHz 2KHz 0 0 1 1 0 1 1 0 36H 计数器0 16位读写 方式3 二进制计数 初值=1MHz/2KHz=500(1F4H)计数器0z(2)计数器1，方式1，单稳态电路 CLK1 OUT1 1s

12、 480s 0 1 1 1 0 0 1 1 73H 计数器1 16位读写 方式1 BCD码计数 初值=480s/1s=480计数器1(3)接口电路 1MHz A1 +5V A0 2KHz方波 RD WR D0D7 480s宽 单脉冲 45 CLK0CS CLK18253A1 GATE0A0 OUT0RD WR GATE1D0D7 OUT1G1 G2A G2B C y0B A IO/MA6A7A5A4A3A2(4)程序程序:MOV AL，36H ;送计数器0方式字 OUT 43H，AL MOV AL，0F4H ;送初值低8位 OUT 40H，AL MOV AL，01H ;送初值高8位 OUT 4

13、0H，AL MOV AL，73H ;送计数器1方式字 OUT 43H，AL MOV AL，80H ;送初值低8位 OUT 41H，AL MOV AL，04H ;送初值高8位 OUT 41H，ALz例例2:控制发光二极管的亮暗。z 要求发光二极管亮10秒钟，暗10秒钟，8253地址为40H43H，时钟频率为2MHz。说明说明:z(1)定时计数值定时计数值=(10秒+10秒)/0.5s=4107 一个计数器16位最大初值65536，需2个计数器级连。0.5s 2.5ms 20s 计数器0 计数器150008000z(2)计数器计数器0，方式2(频率发生器)，初值取5000，输出 2MHz/5000

14、=400Hz(2.5ms)0 0 1 0 0 1 0 1 25H 计数器0 只写高8位 方式2 BCD计数z(3)计数器计数器1，OUT0接CLK1，方式3(方波发生器)。初值=400Hz/0.05Hz=8000 0 1 1 0 0 1 1 1 67H 计数器1 只写高8位 方式1 BCD计数 5000 8000=4107(4)接口电路接口电路 +5V 2 MHz GATE0 GATE18253 CLK0 OUT0 CLK1 OUT1(5)程序程序:MOV AL，25H ;送计数器0方式字 OUT 43H，AL MOV AL，50H ;送初值高8位 OUT 40H，AL MOV AL，67H

15、;送计数器1方式字 OUT 43H，AL MOV AL，80H ;送初值高8位 OUT 41H，AL 返回z 对事件脉冲计数，如流水线上工件计数 +5V +5V +5V 工件 IRi(8259)说明说明:z(1)无工件，光照导通，CLK2低电平。z(2)有工件，无光照截止，CLK2高电平。z(3)计数器2工作于方式0，对工件事件脉冲计数。1 0 1 1 0 0 0 1 B1H 计数器2 16位 方式0 BCD计数三、三、82538253计数功能应用计数功能应用 GATE2CLK2 8253 OUT2z设计数初值=499，则计满500个，OUT变高 MOV AL，0B1H ;送方式字 OUT 43H，AL MOV AL，99H ;送初值低8位 OUT 42H，AL MOV AL，04H ;送初值高8位 OUT 42H，ALz计数值的读取，在计数过程中读，可知已计几个工件。MOV AL，81H ;锁存 OUT 43H，AL IN AL，42H ;读计数值低8位 MOV AH，AL IN AL，42H ;读计数值高8位 XCHG AH，AL 46作业：设8253地址为60H63H，CLK0=2MHz，要求OUT0输出1KHz的方波，计数器1用OUT0作为输入计数脉冲，计数值=500，计数到0，向CPU发中断请求，试画出硬件连接图，并编写8253初始化程序。