第五章 输入输出接口芯片及接口芯片的应用-3.ppt

第五章 输入输出及接口芯片的应用-3 第四节、计数器/定时器8253 计数器/定时器的工作原理 计数器 / 定时器的几种工作模式 门脉冲控制时钟输入。当门脉冲来到时 , 时钟有效 ; 门脉冲结束时 , 时钟无效。 用门脉冲来重新启动计数。 用门脉冲停止计数。 单一计数。 循环计数。 编程结构： 计数器工作描述 初值寄存器——用于存放计数初值，注意： 可采用二进制或十进制（BCD码） 计数初值为0时，计数值最大（65536/10000） 计数初值为1时，计数值最小（1/1） 减法计数器——CLK引脚每收到一个脉冲，减法计数器将减1。注意，预置寄存器中的预置值不会改变。 输出锁存器——用于锁定当前的计数值，这样CPU在读取时，该值将不再变化 8253的工作原理 （1）计数器的3个引脚 CLK（时钟）——输入，在计数过程中，此引脚上每输入1个时钟信号（下降沿），计数器的计数值将减1 GATE（门控）——输入，控制计数器工作： 开启/关闭计数——高电平时允许计数通道工作 触发/重触发——上升沿产生触发或重触发 OUT（计数器输出）——输出，根据设置工作方式的不同， OUT引脚可输出单个或连续的波形信号。一般是在计数过程结束时（计数值归0），OUT引脚信号发生变化。 （2）数据总线缓冲器 8253内部实现与CPU数据总线连接的8位双向三态缓冲器: ① 往计数器设置记数初值； ② 从计数器读取计数值； ③ 往控制寄存器设置控制字 （3）读/写控制逻辑 读/写电路从系统控制总线接收输入信号，经过组合，产生对8253各部分的控制。具体为： A1、A0—用来对3个计数器和控制寄存器进行寻址。 -RD：读信号。当RD为低电平时有效，此时，表示CPU正在对8253的一个计数器进行读操作。 -WR：写信号。当WR为低电平时有效，此时，表示CPU正在对8253的几个计数器进行写操作。 -CS：片选信号。只有在CS为持续低电平的情况下，RD和WR才会受到确认，否则会被忽略。 （4）控制字寄存器 在8253的初始化编程时，由CPU写入控制字，以决定通道的工作方式，此寄存器只能写入，不能读出。 （2）. 8253的编程命令 编程必须严格遵守 ①对计数器设置初始值前必须先写控制字。 ②初始值设置时 , 要符合控制字中的格式规定 , 即只写低位字节还是只写高位字节 ,或者高低位字节都写 ,控制字中一旦规定 , 具体初始值设定时就要一致。 (2) .8253的编程命令 编程命令有两类 (1) 读出命令 读出命令用来读取计数器当前的值。 (2) 写入命令 写入命令有三个 , 即设置控制字命令 , 设置初始值命令和锁存命令 8253的工作方式 方式0 —— 计数结束产生中断(掌握) 方式1 —— 可编程单稳态触发器 方式2 —— 分频器（掌握） 方式3 —— 方波发生器（掌握） 方式4 —— 软件触发的选通信号发生器 方式5 —— 硬件触发的选通信号发生器 几条基本原则 (1)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OUT进入初始状态。初始状态对不同的模式来说不一定相同。 (2)计数初始值写入之后，要经过一个时钟周期上升沿和一个下降沿，计数执行部件才可以开始进行计数操作，因为第一个下降沿将计数寄存器的内容送减1计数器。 (3)通常，在每个时钟脉冲CLK的上升沿，采样门控信号GATE。门控信号的触发方式或者是电平触发，或者是边沿触发。其中0、2、3是电平触发方式。 (4)在时钟脉冲的下降沿，计数器作减1计数，0是计数器所能容纳的最大初始值。二进制相当于216，用BCD码计数时，相当于104 (2) 方式2 —— 分频器 当控制字写入控制字寄存器后，OUT输出为高。在写入计数值后，计数器将立即自动对输入脉冲 CLK 计数。在计数过程中，OUT一直保持为高，直到计数器减到 1 时，OUT变低，经过一个CLK后，OUT恢复为高，计数器重新开始工作。 特点： 1. 不用重新设置计数值，计数器能够连续工作，输出固定频率的脉冲。 特点： 2. 计数过程可由门控信号GATE控制。当GATE变低时，暂停计数； 在GATE变高后的下一个CLK脉冲使计数器恢复初值，重新开始计数。 特点： 3. 在计数过程中可以改变计数值，这对正在进行的计数过程没有影响， 但在计数到 1 输出变低后，下一个计数周期，计数器将按新的计数 值计数。所以改变计数值是下次有效的。 (3) 方式3 —— 方波发生器