第九章 计数器与定时器电路.ppt

第九章 计数器和定时器电路 应用场合 动态存储器的刷新定时 系统日历时钟的计时以及喇叭的声源 在计算机实时控制与处理系统中计算机主机需要每隔一定的时间就对处理对象进行采样，再对获得的数据进行处理，也要用到定时信号。 定时器和计数器 定时控制在微机系统中极为重要 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 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 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 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 第一节 8253的内部结构和工作原理 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 一、8253的内部结构和引脚 计数器结构示意图 计数器的3个引脚 CLK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1 GATE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 二、8253的控制字及初始化编程 在使用8253前必须对它进行初始化编程。 对8253的工作方式、计数方式、操作方式的确定和通道的选择都是由控制字来确定的。 不同计数器的控制字必须分别设置，但它的端口地址共用一个。 控制字只能写入，不能读出。 1.8253的控制字 2.8253的初始化编程 对8253编程常有2种操作：初始化写操作和读当前计数值操作。 （1）8253的初始化编程 设置控制字。需要用几个计数器，就要写几次控制字。控制字口地址都相同。写入控制字，还起到复位作用：使该计数器清零及OUT端变为规定的初始状态。 向已选定的计数器端口地址内写入计数初值，但要注意：必须按相应控制字中的要求、顺序写入，正确选定初值是二进制数还是BCD码数。 对3个计数器分别初始化编程并没有先后次序要求。但是，对任一计数器初始化时必须先写控制字，再写计数初值。 （2）读当前计数值 先锁存，再读操作。 当OL接到锁存指令时，OL立即锁存当前值不再跟随CE变化，而同时CE仍照常继续减1计数；然后CPU将锁定值用输入指令读走时，锁存器自动失锁，又跟随CE实时变化。这样就保证了在读出当前计数值的过程中不影响计数的进行。 具体编程为： a.先写锁存命令控制字 b.再读该计数器口地址。 三、8253的基本功能 1.计数器方式 CPU先写控制字，再写计数初值，当GATE启动条件存在时，计数器开始对由外部事件形成的CLK脉冲进行减1计数，当减到0时，在OUT端得到输出信号。 作为外部事件计数的CLK可以是均匀的、连续的，又可以是非均匀连续的，它只是脉冲数量问题，不是脉冲的时间间隔。 2.定时器方式 定时器和计数器一样就其内部操作而言，都是利用一个减法计数器来完成，所不同的是定时器方式时，CLK必须是连续的、均匀的、周期精确的时钟脉冲，并且计时时间等于计数值乘CLK脉冲周期。 第二节 8253的工作方式 几条基本规则 首先写控制字，所有的控制逻辑电路立即复位，OUT端进入初始状态。 再写计数初值，经过一个CLK脉冲周期（在GATE允许或触发条件下），计数器才开始计数。 在CLK脉冲的上升沿对GATE信号进行采样，以检测是何种触发方式（电平触发/边沿触发）。 在CLK脉冲的下降沿，计数器作减1计数。 0是最大初值。当选用二进制时，0相当于216；当选用BCD码时，0相当于104。 一、方式0－可编程阶跃信号发生器 例子 编程使计数器1的OUT端产生一个阶跃信号输出。 MOV DX,307H；控制字口地址 MOV AL；控制字 OUT DX,AL；写计数器1的控制字 MOV DX,305H；计数器1的口地址 MOV AL,BYTEL；计数初值的低8位 OUT DX,AL MOV AL,BYTEH；计数初值的高8位 OUT DX,AL 二、方式1－可编程单稳态输出方式 例子 编程使计数器2的OUT端产生一个单稳态脉冲信号。 MOV DX,307H；控制字口地址 MOV AL；控制字 OUT DX,AL；写计数器2的控制字 MOV DX,306H；计数器2的口地址 MOV AL,BYTEL；计数初值的低8位 OUT DX,AL MOV AL,BYTEH；计数初值的高8位 OUT DX,AL 三、方式2－可编程频率发生器/分频器 例子 编程使计数器0的OUT端产生对