定時計數控制接口.ppt

第8章 定时计数控制接口 微机原理及接口技术 第 9 章 9.1 定时器和计数器 定时控制在微机系统中具有极为重要的作用，计数是许多过程控制领域常用的功能 它们都是由数字电路中的计数电路构成 定时器由数字电路中的计数电路构成，通过记录高精度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间隔 计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性的脉冲信号时，它主要反映脉冲的个数（进而获知外设的某种状态），常又称为计数器 9.2 定时功能的实现方法 软件延时 利用微处理器执行一个延时程序段实现 例如： MOV CX , ××××H HERE: LOOP HERE 不用硬件，但占用CPU时间、定时精度不高，随系统时钟频率改变 优点:不需要专门的硬件设备。 缺点: 浪费了宝贵的CPU资源 不可编程的硬件定时 采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间 定时电路简单、定时时间可以在一定范围改变 可编程的硬件定时 软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路 具有多种工作方式、能够输出多种控制信号 9.3 8253/8254 的主要功能 (1)具有三个独立的16位计数通道； (2)每个计数通道可按二进制或十进制（BCD码）计数; (3)每个计数通道的计数速率可达2MHz； (4)每个计数通道有6种工作方式； (5)全部输入输出都与TTL电平兼容。 9.4 8253/8254的内部结构和引脚 9.4.1 计数器 9.4.2 计数器的3个引脚 9.4.3 与处理器接口 9.5 8253/8254的工作方式 8253有6种工作方式，由方式控制字确定 熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用问题，选择正确的工作方式 每种工作方式的过程类似： ⑴ 设定工作方式 ⑵ 设定计数初值 〔 ⑶ 硬件启动 〕 ⑷ 计数初值进入减1计数器 ⑸ 每输入一个时钟计数器减1的计数过程 ⑹ 计数过程结束 方式0：计数结束中断(计数到零产生中断请求) 方式0的主要特点是： 计数器只计一遍而不能自动重复工作。 当减1计数到零时，并不自动恢复计数初值重新开始计数，且OUT输出保持为高电平。 只有CPU再次写入一个新的计数值(即使计数值相同也需再次写入)，OUT才变为低电平，计数器按新写入的计数值重新开始计数。 或者CPU重新对8253设置方式0控制字，它的OUT输出也可以立即变为低电平，并等再次写入计数初值后重新开始计数。 (2) CPU向CR寄存器写入计数初值后的第一个CLK脉冲（即图中用斜线标出的那个脉冲），将CR的内容送入CE，从此之后计数器才开始减1计数。 这第一个CLK脉冲不包括在减1计数过程中。 如果设置计数初值为N，则输出OUT是在N+1个CLK脉冲之后才变为高电平。 (3) 在计数过程中，可由GATE信号控制暂停计数。 当GATE变低时，计数暂停； 当GATE变高后又接着计数。 其工作波形如图9.1所示。 方式1：可编程单稳脉冲 在方式1，当CPU输出控制字后(WR的上升沿)，OUT输出变为高电平(若原为高电平，则保持为高电平)； 在CPU写入计数初值后，计数器并不开始计数，直至门控信号GATE上升沿(即门控触发信号)出现，并在其下一个CLK脉冲的下降沿，CR的内容送入CE，同时使OUT输出变为低电平，然后开始对随后的CLK脉冲进行减1计数。 在计数过程中，OUT一直维持为低电平，直至减1计数到0时，OUT输出变为高电平。 即由于GATE上升沿的触发，使OUT输出端产生一个宽度为N个CLK周期的负脉冲。 此后，若再次由GATE上升沿触发，则输出再次产生一个同样宽度的负脉冲。 方式1的主要特点是： 若设置计数初值为N，则输出负脉冲的宽度为N个CLK脉冲周期。 (2) 当计数到零时，可再次由GATE上升沿触发，输出同样宽度的负脉冲，而不必重新写入计数初值。 (3) 在计数过程中(输出负脉冲期间)，可由GATE上升沿再触发。并使计数器从计数初值开始重新作减1计数，减至0时，OUT输出变为高电平。 其效果是使输出负脉冲的宽度比原来加宽了。 (4) 在计数过程中，CPU可改变计数初值，这时计数过程不受影响，计数到零后输出变高。 当再次触发时，计数器才按新输入的计数值计数。 即改变计数值是下次有效的。 方式2——分频器 在方式2，当CPU输出控制字后，OUT输出为高。在写入计数初值后，计数器将自动对输入时钟CLK计数。 在计数过程中OUT输出为高，直至计数器减到1(注意，不是减到0)时，OUT输出变低，经过一个CLK周期，输出恢复为高，且计数器将自动重新开始计数。 这种方式可作脉冲速率发生器或用来产生实时时钟中断信号。 方式2的时序图如图9.3所示。