河北科技大學(xué)微機(jī)原理 (10)

1、15.4 可編程定時/計(jì)數(shù)器8253掌握掌握:l引線功能及計(jì)數(shù)啟動方法引線功能及計(jì)數(shù)啟動方法l6種工作方式及其輸出波形種工作方式及其輸出波形l8253的使用的使用: 芯片與系統(tǒng)的連接芯片與系統(tǒng)的連接 芯片的初始化編程芯片的初始化編程2如何實(shí)現(xiàn)定時？l軟件方法：用一段程序?qū)崿F(xiàn)延時軟件方法：用一段程序?qū)崿F(xiàn)延時l硬件方法：定時硬件方法：定時/計(jì)數(shù)器電路計(jì)數(shù)器電路3一、外部引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)l8253概貌概貌3個個16位的定時位的定時/計(jì)數(shù)器（通道）計(jì)數(shù)器（通道）24引腳雙列直插式引腳雙列直插式最高計(jì)數(shù)頻率最高計(jì)數(shù)頻率2.6MHzTTL電平兼容電平兼容單電源單電源+5V供電供電4外部引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)DBD7

2、-D08253A1A0WRRDCS通道通道2通道通道1通道通道0CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK1GATE1OUT1A1A0IOWIOR片選信號片選信號5外部引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)連接系統(tǒng)端系統(tǒng)端的主要引線：lD7D0lCSlRDlWRlA1，A0 用于選擇四個編址部件之一用于選擇四個編址部件之一引線結(jié)構(gòu)引線結(jié)構(gòu)A1 A0 選選 擇擇0 0 計(jì)數(shù)通道計(jì)數(shù)通道00 1 計(jì)數(shù)通道計(jì)數(shù)通道11 0 計(jì)數(shù)通道計(jì)數(shù)通道21 1 控制寄存器控制寄存器6外部引線及內(nèi)部結(jié)構(gòu)計(jì)數(shù)通道計(jì)數(shù)通道的主要引線（每通道均相同）：（每通道均相同）：lCLKn 時鐘脈沖輸入，計(jì)數(shù)器的計(jì)時基準(zhǔn)。時鐘脈沖輸入，

3、計(jì)數(shù)器的計(jì)時基準(zhǔn)。lGATEn 門控信號輸入，控制計(jì)數(shù)器的啟停。門控信號輸入，控制計(jì)數(shù)器的啟停。lOUTn 計(jì)數(shù)器輸出信號，不同工作方式下計(jì)數(shù)器輸出信號，不同工作方式下 產(chǎn)生不同波形。產(chǎn)生不同波形。（n = 02） 78253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)編址部件0編址部件1編址部件2編址部件38二、計(jì)數(shù)啟動方式軟件啟動過程軟件啟動過程硬件啟動過程硬件啟動過程GATE端保持為高電平端保持為高電平寫入計(jì)數(shù)初值寫入計(jì)數(shù)初值后的第后的第2個個 CLK脈沖的下降沿開始計(jì)數(shù)脈沖的下降沿開始計(jì)數(shù)GATE端有一個上升沿端有一個上升沿對應(yīng)對應(yīng)CLK脈沖的下降沿開始計(jì)數(shù)脈沖的下降沿開始計(jì)數(shù)程序指令啟動程序指令啟動軟件啟動軟件啟動外

4、部電路信號啟動外部電路信號啟動硬件啟動硬件啟動9二、編程結(jié)構(gòu)l計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(3個個)包括包括l控制寄存器控制寄存器 存放控制命令字（只寫）存放控制命令字（只寫）l占用占用4個地址個地址 3個計(jì)數(shù)器，個計(jì)數(shù)器，1個控制寄存器個控制寄存器16位初值寄存器位初值寄存器16位計(jì)數(shù)寄存器位計(jì)數(shù)寄存器（減法計(jì)數(shù)器）（減法計(jì)數(shù)器）10控制字l用于確定各計(jì)數(shù)器的工作方式。用于確定各計(jì)數(shù)器的工作方式。11l 8253 的控制字格式數(shù)制選擇數(shù)制選擇SC1SC0M2RW1RW0 BCDM0M1D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0工作方式工作方式000 方式方式0101 方式方式500 計(jì)數(shù)器鎖存命令計(jì)數(shù)器

5、鎖存命令10 只讀只讀/寫高八位寫高八位01 只讀只讀/寫低八位寫低八位11 先讀先讀/寫低八位寫低八位再讀再讀/寫高八位寫高八位00 選擇計(jì)數(shù)器選擇計(jì)數(shù)器001選擇計(jì)數(shù)器選擇計(jì)數(shù)器110 選擇計(jì)數(shù)器選擇計(jì)數(shù)器2讀讀/寫指示寫指示計(jì)數(shù)器選計(jì)數(shù)器選擇擇0 選擇二進(jìn)制計(jì)數(shù)選擇二進(jìn)制計(jì)數(shù)1 選擇十進(jìn)制計(jì)數(shù)選擇十進(jìn)制計(jì)數(shù)12關(guān)于的控制字說明：l 1、8253只有一個工作方式控制字，但是對每個計(jì)只有一個工作方式控制字，但是對每個計(jì)數(shù)器而言，它們的工作方式控制字內(nèi)容一定各不相數(shù)器而言，它們的工作方式控制字內(nèi)容一定各不相同（前兩位不同），所用各計(jì)數(shù)器的控制字需要分同（前兩位不同），所用各計(jì)數(shù)器的控制字需要分

6、別設(shè)置，先后不計(jì)。別設(shè)置，先后不計(jì)。l 2、8253的工作方式控制字的特殊形式可用于對的工作方式控制字的特殊形式可用于對計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值進(jìn)行鎖存。計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值進(jìn)行鎖存。l 3、在工作方式控制字被設(shè)置之后，隨后必須緊、在工作方式控制字被設(shè)置之后，隨后必須緊接著給計(jì)數(shù)器預(yù)設(shè)置計(jì)數(shù)初值，計(jì)數(shù)器方可開始工接著給計(jì)數(shù)器預(yù)設(shè)置計(jì)數(shù)初值，計(jì)數(shù)器方可開始工作。作。13定時/計(jì)數(shù)的工作過程 1. 設(shè)置設(shè)置8253的工作方式的工作方式 2. 設(shè)置計(jì)數(shù)初值到初值寄存器設(shè)置計(jì)數(shù)初值到初值寄存器 3. 第一個第一個CLK信號使初值寄存器的內(nèi)容置入信號使初值寄存器的內(nèi)容置入 計(jì)數(shù)寄存器計(jì)數(shù)寄存器 4. 以后每來一

7、個以后每來一個CLK信號，計(jì)數(shù)寄存器減信號，計(jì)數(shù)寄存器減1 5. 減到減到0時，時，OUT端輸出一特殊波形的信號端輸出一特殊波形的信號注：以上計(jì)數(shù)過程中還受到注：以上計(jì)數(shù)過程中還受到GATE信號的控制信號的控制14三、工作方式15工作方式方式方式0軟件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。軟件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。裝入控制字后裝入控制字后OUT端變低電平，端變低電平，計(jì)數(shù)結(jié)束計(jì)數(shù)結(jié)束OUT輸出高電平。輸出高電平。16方式方式0（計(jì)數(shù)結(jié)束中斷）（計(jì)數(shù)結(jié)束中斷）17工作方式l方式方式1 硬件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。硬件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。裝入控制字后裝入控制字后OUT端變高電平。端變高電平。計(jì)數(shù)開始計(jì)數(shù)開始OUT

8、端變?yōu)榈碗娖?，?jì)數(shù)端變?yōu)榈碗娖剑?jì)數(shù)結(jié)束后又變高。結(jié)束后又變高。18方式方式1（單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）（單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）19工作方式方式方式2軟、硬件啟動，軟、硬件啟動，自動重復(fù)計(jì)數(shù)自動重復(fù)計(jì)數(shù)。裝入控制字后裝入控制字后OUT端變高電平，計(jì)數(shù)端變高電平，計(jì)數(shù)到最后一個到最后一個CLK時時OUT輸出負(fù)脈沖，輸出負(fù)脈沖，并連續(xù)重復(fù)此過程。并連續(xù)重復(fù)此過程。20l方式方式2（頻率發(fā)生器）（頻率發(fā)生器）21方式方式3軟、硬件啟動，軟、硬件啟動，自動重復(fù)計(jì)數(shù)自動重復(fù)計(jì)數(shù)。裝入控制字后裝入控制字后OUT端變高電平，端變高電平，然后然后OUT連續(xù)輸出對稱方波：連續(xù)輸出對稱方波：工作方式22l方式方式3（方波發(fā)生器）（

9、方波發(fā)生器）23工作方式方式方式4軟件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。軟件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。裝入控制字后輸出端變高電平，裝入控制字后輸出端變高電平，計(jì)數(shù)結(jié)束輸出一個計(jì)數(shù)結(jié)束輸出一個CLK寬度的負(fù)脈沖寬度的負(fù)脈沖24l方式方式4（軟件觸發(fā)選通）（軟件觸發(fā)選通）25工作方式l方式方式5 硬件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。硬件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)。OUT端波形與方式端波形與方式4相同相同26l方式方式5（硬件觸發(fā)選通）（硬件觸發(fā)選通）278253的6種工作方式的輸出波形由軟件觸發(fā)計(jì)數(shù)由軟件觸發(fā)計(jì)數(shù) (送新的計(jì)數(shù)值送新的計(jì)數(shù)值) 方式方式0、方式、方式4由硬件觸發(fā)計(jì)數(shù)由硬件觸發(fā)計(jì)數(shù) (由由GATE觸發(fā)觸發(fā)) 方式方

10、式1、方式、方式5分頻計(jì)數(shù)器輸出分頻計(jì)數(shù)器輸出(產(chǎn)生序列脈沖產(chǎn)生序列脈沖) 方式方式2、方式、方式3方式2OUT4 3 2 1 0(4) 3 2 1 0方式0方式1方式3方式5方式4OUT4 3 2 1 0OUT(n=4)4 3 2 1 04 2 4 2 4 2 4 2OUT4 3 2 1 0OUTOUT4 3 2 1 0軟件觸發(fā)產(chǎn)生選通脈沖硬件觸發(fā)產(chǎn)生選通脈沖方波發(fā)生器可編程單穩(wěn)態(tài)方式計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷序列脈沖發(fā)生器28四、8253的應(yīng)用l與系統(tǒng)的連接與系統(tǒng)的連接l設(shè)置工作方式設(shè)置工作方式l置計(jì)數(shù)初值置計(jì)數(shù)初值編程編程29與系統(tǒng)的連接示意圖CLKGATEOUTD0D7WRRDA1A0CSDBI

11、OWIORA1A0譯碼器譯碼器高位地址高位地址A15-A28253共三組共三組30初始化程序流程寫控制字寫控制字寫計(jì)數(shù)值低寫計(jì)數(shù)值低8位位寫計(jì)數(shù)值高寫計(jì)數(shù)值高8位位*非必須非必須寫入順序：寫入順序： 可按計(jì)數(shù)器分別寫可按計(jì)數(shù)器分別寫入控制字和初值。入控制字和初值。 也可先寫所有計(jì)數(shù)也可先寫所有計(jì)數(shù)器控制字，再寫入器控制字，再寫入它們的初值它們的初值318253應(yīng)用舉例l采用采用8253作定時作定時/計(jì)數(shù)器，其接口地址為計(jì)數(shù)器，其接口地址為40H43H。l輸入輸入8253的時鐘頻率為的時鐘頻率為1.19MHz。l計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0: 每秒每秒18.2次輸出信號。次輸出信號。l計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1: 每每1

12、5微秒輸出信號。微秒輸出信號。l計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器2: 產(chǎn)生連續(xù)方波信號產(chǎn)生連續(xù)方波信號 。328253應(yīng)用舉例（續(xù)）l確定計(jì)數(shù)初值：確定計(jì)數(shù)初值： 計(jì)數(shù)初值與輸入時鐘（計(jì)數(shù)初值與輸入時鐘（CLK）頻率及頻率及輸出波形（輸出波形（OUT）頻率之間的關(guān)系為：頻率之間的關(guān)系為： Ci=CLK/OUT CNT0： 1.19MHz / 118.2Hz = 65385 CNT1： 1.19MHz*15 = 18 CNT2： 1.19MHz/1kHz= 119033l確定控制字：確定控制字： CNT0：方式方式3，16位計(jì)數(shù)值位計(jì)數(shù)值 00 11 011 0 CNT1：方式方式2，低，低8位計(jì)數(shù)值位計(jì)數(shù)值 01 01 010 0 CNT2：方式方式3， 1