河北科技大學(xué)微機(jī)原理 (10)

1、15.4 可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253掌握掌握:l引線功能及計(jì)數(shù)啟動(dòng)方法引線功能及計(jì)數(shù)啟動(dòng)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(shí)？l軟件方法：用一段程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí)軟件方法：用一段程序?qū)崿F(xiàn)延時(shí)l硬件方法：定時(shí)硬件方法：定時(shí)/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(gè)個(gè)16位的定時(shí)位的定時(shí)/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(hào)片選信號(hào)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(gè)編址部件之一用于選擇四個(gè)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(shí)鐘脈沖輸入，計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)基準(zhǔn)。時(shí)鐘脈沖輸入，

3、計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)基準(zhǔn)。lGATEn 門控信號(hào)輸入，控制計(jì)數(shù)器的啟停。門控信號(hào)輸入，控制計(jì)數(shù)器的啟停。lOUTn 計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)，不同工作方式下計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)，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(dòng)方式軟件啟動(dòng)過程軟件啟動(dòng)過程硬件啟動(dòng)過程硬件啟動(dòng)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(gè)個(gè) 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(gè)上升沿端有一個(gè)上升沿對(duì)應(yīng)對(duì)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(dòng)程序指令啟動(dòng)軟件啟動(dòng)軟件啟動(dòng)外

4、部電路信號(hào)啟動(dòng)外部電路信號(hào)啟動(dòng)硬件啟動(dòng)硬件啟動(dòng)9二、編程結(jié)構(gòu)l計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器(3個(gè)個(gè))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(gè)地址個(gè)地址 3個(gè)計(jì)數(shù)器，個(gè)計(jì)數(shù)器，1個(gè)控制寄存器個(gè)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(shuō)明：l 1、8253只有一個(gè)工作方式控制字，但是對(duì)每個(gè)計(jì)只有一個(gè)工作方式控制字，但是對(duì)每個(gè)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(duì)的工作方式控制字的特殊形式可用于對(duì)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(shí)/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(gè)第一個(gè)CLK信號(hào)使初值寄存器的內(nèi)容置入信號(hào)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(lái)一

7、個(gè)以后每來(lái)一個(gè)CLK信號(hào)，計(jì)數(shù)寄存器減信號(hào)，計(jì)數(shù)寄存器減1 5. 減到減到0時(shí)，時(shí)，OUT端輸出一特殊波形的信號(hào)端輸出一特殊波形的信號(hào)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(hào)的控制信號(hào)的控制14三、工作方式15工作方式方式方式0軟件啟動(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。軟件啟動(dòng)，不自動(dòng)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(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。硬件啟動(dòng)，不自動(dòng)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(dòng)，軟、硬件啟動(dòng)，自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)自動(dòng)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(gè)到最后一個(gè)CLK時(shí)時(shí)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(dòng)，軟、硬件啟動(dòng)，自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)自動(dòng)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(duì)稱方波：連續(xù)輸出對(duì)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(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。軟件啟動(dòng)，不自動(dòng)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(gè)計(jì)數(shù)結(jié)束輸出一個(gè)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(dòng)，不自動(dòng)重復(fù)計(jì)數(shù)。硬件啟動(dòng)，不自動(dòng)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(shí)作定時(shí)/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(shí)鐘頻率為的時(shí)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(hào)。次輸出信號(hào)。l計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1: 每每1

12、5微秒輸出信號(hào)。微秒輸出信號(hào)。l計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器2: 產(chǎn)生連續(xù)方波信號(hào)產(chǎn)生連續(xù)方波信號(hào) 。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(shí)鐘（計(jì)數(shù)初值與輸入時(shí)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