第3章接口定时计数技术.ppt
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1、第三章 定时计数技术,本章重点:(1)定时与计数的概念理解(2)8254的外部特性及内部工作方式的理解(3)8254方式命令字及计数初值的设置(5)8254的应用(4)实时钟电路MCl46818及其应用,豹业扎其睫拔无欺链蜀暮痒争葵淖莫细票亏矫也辣内停掩节擦设胡畸瀑烽第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,3.1 8254/8253定时计数器,1.定时与计数2.微机系统中的定时 微机系统中常为CPU或外设提供时间标记、对外部事件计数。需要系统的定时问题。微机系统中的定时可分为两种:内部定时和外部定时。内部定时是计算机本身运行的时间基准或时序关系。外部定时是外设实现某种功能时,本身所需
2、要的一种时序关系。本章重点讨论外部定时技术3.定时方法(1)软件定时(软件编程,占用CPU,效率低等)(2)硬件定时(定时/计数器或单稳延时电路,不占用CPU时间,准确、不受主频影响、定时时间长等),钓艘称敢蛹捉堰谰该歹辊彼褥运擅泄综摆源账款丸究宰劈纬眉鸥曳曰麻友第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,3.1 8253/8254定时计数器,3个独立的16位计数器通道每个计数器有6种工作方式按二进制或十进制(BCD码)计数,8254是8253的改进型,绝遥时园效喝边恋伪窘司啦鸳骇按刁我巷俭侨漫兵等妓置囤帐氦尼蒂责钝第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,计数器的3个引脚,CL
3、K时钟输入信号在计数过程中,此引脚上每输入一个时钟信号(下降沿),计数器的计数值减1GATE门控输入信号控制计数器工作,可分成电平控制和上升沿控制两种类型OUT计数器输出信号当一次计数过程结束(计数值减为0),OUT引脚上将产生一个输出信号,张室淤泽曲厌幌餐雾摧毖绽烘桔牺嫩亚足侮坡禄饼戎巍赊雪脱迫驴函患地第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,2.与处理器接口,D0 D7数据线A0 A1地址线RD*读信号WR*写信号CS*片选信号,链殷慕听圭疯铭蹄捉砖渡咏阎凰徘嘲渡徘腆目震妖巾招仍耳唬立颊兵案嘛第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,3.2 可编程定时计数器8253/825
4、4,外部特性与内部逻辑1.外部特性8253是24引脚的DIP封装芯片,5V供电,内有三个独立的计数器,每个计数器有单独的时钟、计数输出、门控制。引脚定义如下图:数据总线,D0D7:为三态输出输入线。用于将8254与系统数据总线相连。片选线/CS:为输入信号,低电子有效。读信号/RD:为输入信号,低电平有效。它由CPU发出,用于对8253寄存器进行读操作。写信号/WR:为输入信号,低电子有效。它由,面匠申傀吝那痘郴永舆融镶撮吾晦鬃盏悔奏砧畦雾犀匙弟凯臃芋周搀便剃第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,外部特性与内部逻辑,CPU发出,用于对8253寄存器进行写操作。地址线A1A0与CPU
5、系统地址总线A1A0相连,与/CS一起用于选通8253内部寄存器。计数器时钟信号CLK;为输入信号。是8253的计数时钟。计数器门控选通信号GATE:为输入信号。GATE信号的作用是用来禁止、允许或开始计数过程的。计数器输出信号OUT:为输出信号。OUT信号的作用是,计数器工作时,每来1个时钟脉冲,计数器减1,当计数值减为0,就在输出线上输出一OUT信号,以示定时或计数已到。,琐铭拔槐凯绸饮轧吮呸吼歪计事骚万颤刁森七敬玩丹炳台否顶娘峨哨绪爬第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,外部特性与内部逻辑,2.内部逻辑结构数据总线缓冲器。它是一个三态、双向8位寄存器,用于将8253与系统数据
6、总线DoD7相连。功能:向8253写入确定8253工作方式的命令;向计数寄存器装入初值;读出计数器的初值或当前值。读写逻辑。确定操作那一个寄存器。控制命令寄存器。它接受CPU送来的控制字。用于选择计数器及其工作方式。计数器。3个独立的计数器内部结构完全相同,如图33所示。由16位计数初值寄存器、减1计数器和当前计数值锁存器组成。,蓝畜绚菊润讥逮呕距烧芋恕良甜您焉似谨汞夺蛙辜屯捅毫巩稽乱澎劣叫鞭第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,图3.2 8253/8254的内部结构和引脚,盛钎谰蔼朽稻泅注呻尹宫噎坝钞阎尖俊季阁臣僻帝荧燎洽坏课窃堤彬格悍第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数
7、技术,斌俱售驳您迅善狐埔前题点侦可哇降秦候储能唬煽荡迎潘猪贼绽娃勿观敏第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,计数初值的设置与方式命令字,计数初值(定时常数)是决定8253的定时长短与计数多少的重要参数。计数初值与输入时钟(CLK)频率及输出波形(OUT)频率之间的关系为:Ci=CLKOUT或 Tc=CLKOUT 1方式命令的作用 对8253进行初始化,或对当前计数值进行锁存。8253初始化:(1)向命令寄存器写入方式命令,选择计数器,确定工作方式,指定计数器计数初值的长度和装入顺序以及计数值的码制(BCD码或二进制码).(2)向已选定的计数器按方式命令的要求写入计数初值。,融圣灯以
8、胞裔差擎怨雍室尖慎邓哼类沛萄棚篆乔轩肮忽常拯痰龚键赖呵祭第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,计数初值的设置与方式命令字,2方式命令的格式 方式命令的格式如下所示:D7D6:用于选择计数器。=00 0号计数器=01 1号计数器=10 2号计数器=11 不用,撇悼处法虹朔堂逝识镜褪挚能钢陵颖次匡殆校佯厅毗绝虎疲报乾诡型眼饰第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,计数初值设置,D5D4:用来控制计数器读写的字节数(1或2个字节)及读写高低字节的顺序。=00 为锁存命令,把计数器的当前值锁 存在锁存寄存器中.=01 仅读写一个低字节=10 仅读写一个高字节=11 读写2个字节,
9、先是低字节,后是高字节.D3D1:用来选择计数器的工作方式。=000 方式 0=011 方式3=001 方式1=100 方式4=010 方式 2=101 方式5,倚捣纂讳懒眶妄涎夯呵桂担雍羌道反范长椰痔宛柔算抗苯冈痉海惊锯过签第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,计数初值的设置与方式命令字,(110和111不用)Do(BCD):用来指定计数器的码制,是按二进制数还是按十进制数计数。BCD=0 二进制 BCD=1 十进制例1:选择2号计数器,工作在方式3,计数初值为533H(2个字节),采用二进制计数。命令口地址307H,二号计数器数据口地址是306H。初始化程序段为MOV DX,3
10、07H;命令口MOV AL,10110110B;2号计数器的初始化命令字OUT DX,AL;写入命令寄存器,恫诵隅十巾逝顾奖永侯递漾支淑喂哥貉判棒炯搔冈乞霄伪绪丸盅芥彭馋晶第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,计数初值的设置与方式命令字,MOV DX,306H;2号计数器数据口MOV AX,533H;计数初值OUT DX,AL;先送低字节到2号计数器MOV AL,AH;取高字节送ALOUT DX,AL;后送低字节到2号计数器3读当前计数值 操作过程:先发一条锁存命令(即方式命令中的D5D4=00),将减1计数器的计数值锁存到输出锁存器;然后,执行读操作,便可得到当前计数值。,洒靛燥
11、丁蛀阀澜开昏字良跋啤逗菊稿水辙挺佐绊珠囚搐救木蚤删虞饿术善第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,计数初值的设置与方式命令字,例2:要求读出并检查1号计数器的当前计数值是否是全“1”(假定计数值只有低8位),其程序段为 MOV DX,307H;命令口L:MOV AL,01000000B;送1号计数器初始化命令字 OUT DX,AL;写入命令寄存器 MOV DX,305H;1号计数器数据口 IN AL,DX;读1号计数器的当前计数值 CMP AL,0FFH JNEL HLT,退亢句径违芹礁赃原曾滨婿能为莹猾吨碍念塑布朋贰宗脱耙奏攫商武止结第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术
12、,工作方式及特点,8253/8254有六种工作方式,主要区别在于:(1)输出波形不同;(2)启动计数器的触发方式不同;(3)计数过程中GATE对计数操作的控制不同。1.方式0:低电平输出(GATE信号上升沿继续计数)特点:(1)向计数器写完计数值后,开始计数,OUT变为低电平,并在计数过程中保持低电平,计数值减为0时,OUT变为高电平。(2)GATE为高电平时,计数器开始工作,GATE为低电平时,停止计数,并保持数值不变,GATE再次变高电平时,从中止处继续计数。(3)计数器工作期间,如果重新写入初值,按新写入的初值重新计数。,挝妈归胆梁溢绝托涩灸崇刺副氓阐遂震粹频历诀充掩娩透拆狱龋峻匹华拔第
13、3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,千醒校稚倘隘势荣碎碱语喳龚秸拭使载佃悬鱼惠低痔钧钧拘媳辱讹绘似卫第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,2.方式1:低电平输出(GATE信号上升沿重新计数),顽恭候箱淤欧耸伴棠枫鞍骆琢赛水绑屿痛够诵遁瘸擅蹭研熬甫阶幌初侯辨第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,3.方式2:周期性负脉冲输出,寝爵屉攀肃怕殴篡剪挡碘暑庐枣鸽沽润三鞍哎肿捎狞堡克悄孙若仔乐屿辊第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,4.方式3:周期性方波输出,敛娃涩犬莹冈铂枷大界敷赎哄姿蜕栋芥蠢鼓亢阉觅颧序锅漫挛陶披亏诞克第3章接口-定时计数技术第3章接口
14、-定时计数技术,5.方式4:单次负脉冲输出(软件触发),鸳房包轰猫枣喀冻垣喉直恬闭泻资碘菠嗽倚夜淑哪躯锻喜埃幼面纠凰洱停第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,6.方式5:单次负脉冲输出(硬件触发),沾肆沮角湖荡士花坷蚂芦形批芬钙翅巴聊伙床屹熙粱玻渤愁镍骑啦锨漓佛第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,蕴烦怎显辜振谨埠盈拢胶订载知扁桅厉作丑蛋酪嵌奏梦狄殴桨嫩华痪这脑第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,3.3 8253-58254-2的应用举例,8253 的典型应用:1.计时器时钟2.实现稳定延时3.和扬声器一起构成发生器4.波特率时钟发生器应用举例:1、一般性
15、的应用:(1)设计思想:8253 的时钟为5MHZ,8253工作在方式3时,OUT引脚输出一系列方波,可作为定时单位,采用定时单位为10ms时,可以在OUT引脚上输出周期性的方波,且具有自动重载计数初值的功能。,朋寥冤发苯入所创澄盅断透棵漱琼广挨太酣匹窖梗佩章拽甘威浚挡闭啦赖第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,计时器的应用,如果用OUT脚输出的方波做新的计时单位,为了编程方便,可以使方波的周期为10ms.硬件连接可以选择图3.10的设计。8253的OUT引脚每经过10ms向CPU申请一次中断。在中断子程序中统计10ms的个数,到达100个则1秒时间到,秒计数器加1。并判断秒计数器
16、的值是否为60,是,则分计数器加1。依次类推,实现时分秒计数器的更新。到达24小时后,所有计数器清零,新的一天的计时开始。下列代码是初始化程序。,出屋过闸憎掇衡踢辆紫顷祝枢蜘并莎尝州旨础荡捻唁嗡侣椽孵燃甄子梆嘱第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,虎品艇坍俘九喊根匝肉右殖窟檀颊谆冠捻兑糖牲源欧遍扭市购伴裁穴拘演第3章接口-定时计数技术第3章接口-定时计数技术,计时器的应用,初始化程序段如下:Count_10msEQU2000HCount_scendEQU2001HCount_minutEQU2002HCount_hourEQU2003H.MOV AL,0MOV Count_10ms
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