第4章 定時(shí)計(jì)數(shù)技術(shù)

2023/2/3微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)1第4章定時(shí)/計(jì)數(shù)技術(shù)本章主要內(nèi)容

微機(jī)系統(tǒng)中的定時(shí)系統(tǒng)

外部定時(shí)方法及硬件定時(shí)器計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值計(jì)算及裝入定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用2023/2/314.1定時(shí)/計(jì)數(shù)技術(shù)1.定時(shí)例如:

①一天24小時(shí)的計(jì)時(shí)(稱為日時(shí)鐘)。②在監(jiān)測系統(tǒng)中，對(duì)被測點(diǎn)的定時(shí)取樣。③在讀鍵盤時(shí)，為去抖，一般延遲一段時(shí)間，再讀。④在步進(jìn)電機(jī)速度控制程序中，利用時(shí)間間隔來控制步進(jìn)電機(jī)的

轉(zhuǎn)速。2.計(jì)數(shù)例如:①對(duì)零件和產(chǎn)品的計(jì)數(shù)；②對(duì)大橋和高速公路上車流量的統(tǒng)計(jì)，等等。22023/2/34.2微機(jī)系統(tǒng)中的定時(shí)系統(tǒng)

微機(jī)中的定時(shí)分為內(nèi)部定時(shí)和外部定時(shí)兩個(gè)定時(shí)系統(tǒng)1.內(nèi)部定時(shí)

內(nèi)部定時(shí)產(chǎn)生運(yùn)算器、控制器等CPU內(nèi)部的控制時(shí)序，如取指周期、讀/寫周期、中斷周期等，主要用于CPU內(nèi)部指令執(zhí)行過程的定時(shí)。2.外部定時(shí)

外部定時(shí)是外設(shè)在實(shí)現(xiàn)某種功能時(shí)所需要的一種時(shí)序關(guān)系。例如，打印機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)Centronics，就規(guī)定了打印機(jī)與CPU之間傳輸信息應(yīng)遵守的工作時(shí)序。

內(nèi)部定時(shí)和外部定時(shí)是彼此獨(dú)立的兩個(gè)定時(shí)系統(tǒng)，各按自身的規(guī)律進(jìn)行定時(shí)操作。內(nèi)部定時(shí)是由CPU硬件決定的，固定不變。在實(shí)際應(yīng)用中，外部定時(shí)與用戶的關(guān)系比內(nèi)部定時(shí)更密切。32023/2/34.3外部定時(shí)方法及硬件定時(shí)器4.3.1定時(shí)方法

1.軟件定時(shí)

軟件定時(shí)是運(yùn)用軟件編程，循環(huán)執(zhí)行一段程序而產(chǎn)生的等待延時(shí)。

優(yōu)點(diǎn)：不需增加硬設(shè)備，只需編制相應(yīng)的延時(shí)程序以備調(diào)用。

缺點(diǎn)：CPU執(zhí)行延時(shí)待時(shí)間增加了CPU的時(shí)間開銷，延時(shí)時(shí)間越長，

這種等待開銷越大，而且延時(shí)與主機(jī)的工作頻率有關(guān)，定時(shí)程序的通用性很差。

2.硬件定時(shí)

硬件定時(shí)是采用可編程的定時(shí)/計(jì)數(shù)器或單穩(wěn)延時(shí)電路產(chǎn)生定時(shí)或延時(shí)。

優(yōu)點(diǎn)：不占用CPU的時(shí)間，定時(shí)時(shí)間長，使用靈活；定時(shí)準(zhǔn)確，定時(shí)時(shí)間不受主機(jī)頻率影響，定時(shí)程序具有通

用性，故得到廣泛應(yīng)用。

缺點(diǎn)：設(shè)置定時(shí)電路，增加額外硬件開銷。

42023/2/34.3.2定時(shí)器

硬件定時(shí)器有不可編程定時(shí)器和可編程定時(shí)器兩種。1.不可編程定時(shí)器

不可編程定時(shí)器的定時(shí)間隔和定時(shí)范圍固定，采用中小規(guī)模集成電路器件構(gòu)成的定時(shí)電路。常見的定時(shí)器件有單穩(wěn)觸發(fā)器和555、556定時(shí)器等，利用其外接電阻、電容的組合，可實(shí)現(xiàn)一定范圍的定時(shí)。

2.可編程定時(shí)器

可編程定時(shí)器的定時(shí)間隔和定時(shí)范圍可由程序進(jìn)行設(shè)定和改變，使用方便靈活?？删幊潭〞r(shí)電路一般都是采用可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器外圍支持芯片，如Intel82C54A來實(shí)現(xiàn)的。52023/2/34.4實(shí)現(xiàn)外部定時(shí)/計(jì)數(shù)的解決方案

采用可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器82C54A實(shí)現(xiàn)外部定時(shí)的方案。82C54A是微處理器處理實(shí)時(shí)事件的重要支持芯片，在實(shí)時(shí)時(shí)鐘、事件計(jì)數(shù)以及速度控制等方面都非常有用。4.4.1定時(shí)/計(jì)數(shù)器82C54A的外部特性1.外部特性82C54A的外部引腳如圖4.1所示。62023/2/3圖4.18253引腳82C54A的引腳可分為面向CPU和面向I/O設(shè)備兩側(cè)

1）面向CPU的信號(hào)線①數(shù)據(jù)總線D0～D7：為三態(tài)輸出/輸入線。用于將8253與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。②片選線CS：為輸入信號(hào)，低電平有效。③讀信號(hào)RD：為輸入信號(hào)，低電平有效。④寫信號(hào)WR：為輸入信號(hào)，低電平有效。地址線A1A0:這兩根線接到系統(tǒng)地址總路線的A1A上。

2）面向I/O設(shè)備的信號(hào)線⑥計(jì)數(shù)器時(shí)鐘信號(hào)CLK：CLK為輸入信號(hào)。⑦計(jì)數(shù)器門控選通信號(hào)GATE(0-2)：為輸入信號(hào)。⑧計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)OUT(0-2)；為輸出信號(hào)。72023/2/3

4.4.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器82C54A的工作方式

為了滿足不同的應(yīng)用要求，82C54A設(shè)置了6種工作方式，其中，2方式和3方式比較常用，應(yīng)重點(diǎn)掌握。1.

0方式：事件計(jì)數(shù)器方式，其波形如圖4.2所示。82023/2/3圖4.2方式00方式特點(diǎn)：

0方式的典型應(yīng)用是做事件計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器的大小就是計(jì)數(shù)初值，改變計(jì)數(shù)初值就可以改變計(jì)數(shù)器的大小。

0方式當(dāng)寫入計(jì)數(shù)初值后，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，OUT信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，并維持低電平至減法計(jì)數(shù)器的內(nèi)容減到0時(shí)，停止工作，OUT信號(hào)變?yōu)楦唠娖?，并維持高電平到再次寫入新的計(jì)數(shù)值，可見，0方式輸出單次波。

0方式的計(jì)數(shù)過程由寫信號(hào)軟啟動(dòng)，寫入計(jì)數(shù)初值后開始計(jì)數(shù)，不需外加啟動(dòng)信號(hào)；計(jì)數(shù)結(jié)束，自動(dòng)停止，不需外加停止信號(hào)。92023/2/32.

1方式：可重觸發(fā)單穩(wěn)觸發(fā)器方式1方式波形如圖4.3所示。102023/2/3圖4.3方式一輸出波形1方式特點(diǎn)：

1方式的典型應(yīng)用是作可編程單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)延遲時(shí)間=計(jì)數(shù)初值×?xí)r鐘脈寬，延時(shí)期間輸出的是低電平，低電平的寬度可以由程序控制，即改變計(jì)數(shù)初值就可以改變延時(shí)時(shí)間。

1方式在寫入計(jì)數(shù)初值后，再由GATE門信號(hào)硬啟動(dòng)計(jì)數(shù)，OUT變?yōu)榈碗娖?，每來一個(gè)CLK，計(jì)數(shù)器減l直到計(jì)數(shù)值減到0時(shí)，停止工作，OUT輸出高電平，并維持高電平到GATE門信號(hào)再次啟動(dòng)。

1方式由GATE門信號(hào)每觸發(fā)1次僅輸出一個(gè)波形，故1方式也是輸出單次波。112023/2/33.

2方式：分頻器方式

2方式是一種具有自動(dòng)裝入時(shí)間常數(shù)的分頻器，其波形如圖4.4所示。122023/2/3圖4.4方式二2方式特點(diǎn)：

2方式的典型應(yīng)用是做分頻器，分頻系數(shù)就是計(jì)數(shù)初值。改變計(jì)數(shù)初值就可以改變輸出負(fù)脈沖波形的頻率。

2方式在寫入計(jì)數(shù)初值后，由寫信號(hào)軟啟動(dòng)計(jì)數(shù)器開始減l計(jì)數(shù)，直到減到l時(shí)，OUT輸出一個(gè)寬度為時(shí)鐘CLK周期的低電平，接著又變?yōu)楦唠娖?，軟啟?dòng)計(jì)數(shù)開始且計(jì)數(shù)初值自動(dòng)重裝，開始下一輪計(jì)數(shù)，如此往復(fù)，不停地工作。

2方式具有自動(dòng)重裝計(jì)數(shù)初值功能，故2方式能夠連續(xù)輸出負(fù)脈沖波形。132023/2/34.3方式：方波發(fā)生器方式

3方式具有自動(dòng)裝入時(shí)間常數(shù)（計(jì)數(shù)初值）的功能。3方式的波形如圖4.5所示。142023/2/33方式的波形圖如下。152023/2/3圖4.5方式三3方式特點(diǎn)：

3方式的典型應(yīng)用是做方波發(fā)生器，方波的周期=計(jì)數(shù)初值×?xí)r鐘脈沖的周期。改變計(jì)數(shù)初值就可以改變輸出方波的頻率。

3方式在寫入計(jì)數(shù)初值后，由寫信號(hào)軟啟動(dòng)計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)，OUT輸出占空比為1∶1或近似1∶1的連續(xù)方波。當(dāng)計(jì)數(shù)初值為偶數(shù)時(shí)，輸出波形的占空比為1∶1，如圖4.10（a）所示。當(dāng)計(jì)數(shù)初值為奇數(shù)時(shí)，輸出波形的占空比為近似1∶1，如圖4.10（b）所示。

計(jì)數(shù)結(jié)束后，計(jì)數(shù)初值自動(dòng)重裝，開始下一輪計(jì)數(shù)，如此往復(fù)，不停的工作，因此，3方式連續(xù)輸出方波。而2方式連續(xù)輸出的是負(fù)脈沖波。162023/2/35.4方式：單次負(fù)脈沖發(fā)生器方式

4方式的輸出波形如圖4.6所示。172023/2/3圖4.6方式四4方式特點(diǎn)：

4方式的典型應(yīng)用是單次負(fù)脈沖發(fā)生器，負(fù)脈沖寬度等于時(shí)鐘脈沖的周期。改變計(jì)數(shù)初值就可以改變選通脈沖產(chǎn)生的時(shí)間。

4方式計(jì)數(shù)從寫入計(jì)數(shù)初值后開始，OUT輸出高電平，減1計(jì)數(shù)直到計(jì)數(shù)值減到0時(shí)，在OUT端輸出一個(gè)寬度等于時(shí)鐘CLK脈沖周期的負(fù)脈沖，并停止工作。顯然，4方式的計(jì)數(shù)過程由寫信號(hào)軟啟動(dòng)。

4方式不具備計(jì)數(shù)初值重裝能力，故輸出單次波形。182023/2/3192023/2/36.5方式：單次負(fù)脈沖發(fā)生器方式5方式的輸出波形如圖4.7所示圖4.7方式五2023/2/3205方式特點(diǎn)：

5方式的典型應(yīng)用是做單次負(fù)脈沖發(fā)生器，選通脈沖寬度等于時(shí)鐘脈沖的周期。改變計(jì)數(shù)初值就可以改變選通脈沖產(chǎn)生的時(shí)間。

5方式的計(jì)數(shù)開始是由GATE門信號(hào)硬啟動(dòng)，OUT輸出高電平，開始減1計(jì)數(shù)直到計(jì)數(shù)值減到0時(shí)，在OUT端輸出一個(gè)寬度等于時(shí)鐘CLK脈沖周期的負(fù)脈沖，并停止工作。

5方式不具備計(jì)數(shù)初值重裝能力，也是輸出單次波形。5方式與4方式不同之處是計(jì)數(shù)啟動(dòng)信號(hào)不同，5方式是GATE信號(hào)硬啟動(dòng)，4方式是寫信號(hào)軟啟動(dòng)。2023/2/321小結(jié)：6種工作方式的比較

0方式和1方式，這兩種方式的輸出波形類似，均為單次波。區(qū)別在于計(jì)數(shù)啟動(dòng)方式不同，前者為軟啟動(dòng)，后者是硬啟動(dòng)。

2方式和3方式，這兩種方式共同的特點(diǎn)是具有自動(dòng)再加載（裝入）功能能力。二者的區(qū)別在于：2方式連續(xù)輸出寬度為1個(gè)TCLK的負(fù)脈沖。3方式連續(xù)輸出占空比為1:1的方波或近似方波。

4方式和5方式。這兩種方式的OUT輸出波形相同，兩者的區(qū)別是計(jì)數(shù)啟動(dòng)的觸發(fā)信號(hào)不同，前者由寫信號(hào)啟動(dòng)計(jì)數(shù)，后者由GATE信號(hào)啟動(dòng)計(jì)數(shù)。

2023/2/3222023/2/323

4.4.3定時(shí)/計(jì)數(shù)器82C54A的編程模型

82C54A的編程模型包括內(nèi)部可訪問的寄存器及其端口地址、工作方式、命令字。用戶可利用這個(gè)編程模型對(duì)82C54A進(jìn)行編程。

1.82C54A內(nèi)部寄存器 2C54A內(nèi)部寄存器有1個(gè)命令寄存器和3個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器（0～2），也叫做計(jì)數(shù)器通道。3個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器中，每個(gè)計(jì)數(shù)器內(nèi)部又包含3個(gè)不同功能的16位寄存器：計(jì)數(shù)初值寄存器、減法計(jì)數(shù)器和當(dāng)前計(jì)數(shù)值鎖存器。2C54A內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖4.8所示。242023/2/3圖4.882C54A的內(nèi)部寄存器下面介紹82C54A的3個(gè)獨(dú)立計(jì)數(shù)器內(nèi)部寄存器的作用。3個(gè)獨(dú)立計(jì)數(shù)通道(計(jì)數(shù)器)如圖4.9所示。2023/2/325圖4.9計(jì)數(shù)器通道的3個(gè)寄存器2023/2/326

每個(gè)計(jì)數(shù)通道包含計(jì)數(shù)初值寄存器、減1計(jì)數(shù)器和當(dāng)前計(jì)數(shù)值鎖存器

計(jì)數(shù)初值寄存器（16位）：用于存放計(jì)數(shù)初值（定時(shí)常數(shù)、分頻系數(shù)），最大計(jì)數(shù)值為65536（64KB）。計(jì)數(shù)初值寄存器的計(jì)數(shù)初值，在計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)過程中保持不變。當(dāng)需要重復(fù)計(jì)數(shù)時(shí)，取出計(jì)數(shù)初值重裝到減1計(jì)數(shù)器。

減1計(jì)數(shù)器（16位）：在初始化時(shí)同時(shí)一起裝入的計(jì)數(shù)初值，用于進(jìn)行減1計(jì)數(shù)操作，每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖，它就作減1運(yùn)算，直至將計(jì)數(shù)初值減為零。

當(dāng)前計(jì)數(shù)值鎖存器（16位）：用于鎖存減1計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，以供讀出和查詢。2023/2/3272.82C54A的編程命令

82C54A有3個(gè)命令，其中方式命令最重要，應(yīng)重點(diǎn)學(xué)習(xí)。

(1)方式命令

方式命令的作用是對(duì)82C54A進(jìn)行初始化，初始化的內(nèi)容見4.6節(jié)。方式命令的格式如圖4.10所示。

圖4.1082C54A工作方式命令格式2023/2/328(2)鎖存命令：

鎖存命令的作用是將當(dāng)前計(jì)數(shù)值先鎖存起來再讀。鎖存命令只有當(dāng)要求讀取當(dāng)前計(jì)數(shù)值時(shí)才使用。鎖存命令的格式如圖4.11所示。圖4.11鎖存命令格式2023/2/329

鎖存命令字8位分兩個(gè)字段：

計(jì)數(shù)器選擇字段（D7D6）；

鎖存命令特征位字段（D5D4）。當(dāng)D5D4=00時(shí)，就是鎖存命令；當(dāng)D5D4≠00時(shí)，就是方式命令的讀/寫指示位。

其余位（D3～D0）與鎖存命令無關(guān)。2023/2/330(3)讀回命令：

讀回命令與前面的鎖存命令不同，它既能鎖存計(jì)數(shù)值又能鎖存狀態(tài)信息，而且讀回命令可以鎖存與讀回單個(gè)或3個(gè)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值和狀態(tài)。其格式如圖4.12所示。圖4.11讀回命令格式例如：讀取計(jì)數(shù)器2的當(dāng)前計(jì)數(shù)值，則讀回命令=11011000B；讀取計(jì)數(shù)器2的當(dāng)前狀態(tài)，則讀回命令=11101000B；讀取計(jì)數(shù)器2的當(dāng)前計(jì)數(shù)值和狀態(tài)，則讀回命令=11001000B；讀取全部3個(gè)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值和狀態(tài)，則讀回命令=11001110B。4.5實(shí)現(xiàn)外部定時(shí)的計(jì)數(shù)初值計(jì)算4.5.1計(jì)數(shù)初值的計(jì)算

計(jì)數(shù)初值分兩種情況：若作計(jì)數(shù)器用時(shí)，則無須計(jì)算，將計(jì)數(shù)的次數(shù)直接裝入；若作定時(shí)器用時(shí)，則計(jì)數(shù)初值需要經(jīng)過換算才能得到。其換算方法如下。（1）要求產(chǎn)生定時(shí)時(shí)間間隔的定時(shí)常數(shù)TC

（4-1）（2）要求產(chǎn)生頻率為f的信號(hào)波形的定時(shí)常數(shù)TC

（4-2）312023/2/34.5.2計(jì)數(shù)初值的裝入

由于82C54A內(nèi)部的減法計(jì)數(shù)器和計(jì)數(shù)初值寄存器是16位，而82C54A外部引腳數(shù)據(jù)信號(hào)線只有8位，故16位計(jì)數(shù)初值要分兩次裝入，并且按先裝低8位、后裝高8位的順序?qū)懭胗?jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)口。只有2方式和3方式具有自動(dòng)重裝計(jì)數(shù)初值的功能，其他方式都需要用戶通過程序人工重裝計(jì)數(shù)初值。

4.5.3計(jì)數(shù)初值的范圍

由于計(jì)數(shù)初值寄存器和減法計(jì)數(shù)器是16位，故計(jì)數(shù)初值的范圍以二進(jìn)制數(shù)表示為0000H～FFFFH；以十進(jìn)制數(shù)（BCD）表示為0000～9999。322023/2/34.6外部定時(shí)/計(jì)數(shù)器的初始化82C54A初始化有兩個(gè)工作要做：

1.向命令寄存器寫入方式命令字，包括選擇計(jì)數(shù)器（3個(gè)計(jì)數(shù)器之一），確定工作方式（6種方式之一），指定計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)初值的長度和裝入順序以及計(jì)數(shù)值的碼制（BCD或二進(jìn)制碼）。

2.向已選定的計(jì)數(shù)器按方式命令的要求寫入計(jì)數(shù)初值。

寫入計(jì)數(shù)初

值的順序如下：

當(dāng)RW1RW0=01時(shí)，只寫入低8位，高8位自動(dòng)置0；

當(dāng)RW1RW0=10時(shí)，只寫入高8位，低8位自動(dòng)置0；

當(dāng)RW1RW0=11時(shí)，寫入16位，先寫低8位，后寫高8位。332023/2/3例如，選擇2號(hào)計(jì)數(shù)器，工作在3方式，計(jì)數(shù)初值

為533H（2個(gè)字節(jié)），采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)。

匯變語言初始化程序段如下。

MOVDX,307H ;命令口

MOVAL,10110110B ;2號(hào)計(jì)數(shù)器的方式命令字

OUTDX,AL

MOVDX,306H ;2號(hào)計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)口

MOVAX,533H ;計(jì)數(shù)初值

OUTDX,AL ;先送低字節(jié)到2號(hào)計(jì)數(shù)器

MOVAL,AH ;取高字節(jié)送AL

OUTDX,AL ;后送高字節(jié)到2號(hào)計(jì)數(shù)器

2023/2/3344.7定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用4.7.1系統(tǒng)配置的定時(shí)/計(jì)數(shù)器應(yīng)用1.系統(tǒng)配置的82C54A應(yīng)用設(shè)置如圖4.13所示。其中：OUT0用用作時(shí)鐘中斷OUT1用要用做存儲(chǔ)器動(dòng)態(tài)定時(shí)刷新OUT2用用作揚(yáng)聲器發(fā)聲控制0號(hào)計(jì)數(shù)器=40H（端口地址）1號(hào)計(jì)數(shù)器=41H（端口地址）2號(hào)計(jì)數(shù)器=42H（端口地址）方式命令寄存器=43H（端口地址）。以上用途設(shè)置及地址的分配用戶不能更改。系統(tǒng)提供個(gè)時(shí)鐘脈沖頻率為1.19318MHz。352023/2/3圖4.13微機(jī)系統(tǒng)配置的82C54A應(yīng)用362023/2/32．微機(jī)系統(tǒng)配置的82C54A初始化程序段（1）計(jì)數(shù)器0：用于定時(shí)中斷（約55ms申請(qǐng)1次中斷）MOVAL,00110110B ;初始化方式命令OUT43H,ALMOVAX,00H ;初值為0000H（最大值）OUT40H,AL ;先寫低字節(jié)MOVAL,AHOUT40H,AL ;再寫高字節(jié)

（2）計(jì)數(shù)器1：用于DRAM定時(shí)刷新（每隔15μs請(qǐng)求1次DMA傳輸）MOVAL,01010100B ;初始化方式命令OUT43H,ALMOVAL,12H ;初值為12HOUT41H,AL ;只寫低字節(jié)（3）計(jì)數(shù)器2：用于產(chǎn)生約900Hz的方波使揚(yáng)聲器發(fā)聲MOVAL,10110110B ;初始化方式命令OUT43H,ALMOVAX,533H ;初值為533HOUT42H,AL ;先寫低字節(jié)MOVAL,AHOUT42H,AL ;再寫高字節(jié)4.8.1定時(shí)/計(jì)數(shù)器用作測量脈沖寬度例4.1用82C54A測量脈沖寬度1.要求

某應(yīng)用系統(tǒng)中，要求測量脈沖的寬度。系統(tǒng)提供的輸入時(shí)鐘CLK=1MHz，采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)。2.分析

在軟啟動(dòng)時(shí)，門控信號(hào)GATE的作用是允許或禁止計(jì)數(shù)。例如，0方式就有這種特點(diǎn)，因此可以利用GATE門進(jìn)行脈沖寬度測量，把被測的脈沖作為GATE門信號(hào)來控制計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)過程，即控制計(jì)數(shù)的啟/停。在被測脈沖信號(hào)為低電平時(shí)，裝計(jì)數(shù)初值，當(dāng)被測脈沖信號(hào)變高電平時(shí)，開始計(jì)數(shù)，直至被測脈沖信號(hào)再次變低電平，停止計(jì)數(shù)，并鎖存。然后讀出計(jì)數(shù)器1的當(dāng)前值n，最后得到被測脈沖寬度是（65536-n）μs。4.8定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用設(shè)計(jì)舉例2023/2/3373.設(shè)計(jì)選擇計(jì)數(shù)器通道1，工作方式為0方式。如圖4.14所示。

從波形圖中可以看出，當(dāng)GATE1門信號(hào)也就是被測信號(hào)為低電平時(shí)，即使寫入計(jì)數(shù)初值也不開始計(jì)數(shù)，只有當(dāng)GATE1門信號(hào)也就是被測信號(hào)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)才開始計(jì)數(shù)操作，并且直到GATE1門信號(hào)也就是被測信號(hào)再次變?yōu)榈碗娖綍r(shí)才結(jié)束。于是把這一段計(jì)數(shù)過程中所累積的時(shí)鐘計(jì)數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)乘以脈沖的周期就得到被測信號(hào)的寬度。2023/2/338圖4.14脈沖寬度測量原理圖脈寬測量匯編語言程序段如下。MOVDX,307H ;82C54A的命令口MOVAL,70H ;方式命令OUTDX,ALMOVDX,305H ;1號(hào)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)口MOVAX,0000H;定時(shí)常數(shù)

OUTDX,AL ;定時(shí)常數(shù)低字節(jié)MOVAL,AH ;定時(shí)常數(shù)高字節(jié)OUTDX,ALMOVDX,307H ;82C54A的命令口MOVAL,40H ;1號(hào)計(jì)數(shù)器的鎖存命令MOVDX,305HINAL,DX ;從1號(hào)計(jì)數(shù)器讀當(dāng)前計(jì)數(shù)值，保存MOVBL,ALINAL,DXMOVBH,ALMOVAX,0000H

SUBAX,BX ;65536-BX,可得被測脈沖的寬度2023/2/3394.8.2定時(shí)/計(jì)數(shù)器用作定時(shí)例4.2用82C54A定時(shí)

1.要求

某應(yīng)用系統(tǒng)中，要求定時(shí)器每隔5ms發(fā)出一個(gè)掃描負(fù)脈沖，系統(tǒng)提供的時(shí)鐘CLK為20kHz，使用十進(jìn)制計(jì)數(shù)。試寫出定時(shí)器的初始化程序。2.分析

（1）選擇工作方式

為了產(chǎn)生每隔5ms一次的連續(xù)的定時(shí)脈沖，選擇82C54A的2方式是合適的。為此，利用82C54A的計(jì)數(shù)器2，將它的OUT2作為定時(shí)脈沖輸出。

（2）計(jì)算定時(shí)常數(shù)

因?yàn)槭亲龆〞r(shí)器，故需要進(jìn)行定時(shí)常數(shù)計(jì)算。將系統(tǒng)提供的CLK作為通道2的輸入時(shí)鐘CLK2，其周期T=1/20kHz=0.05ms,按照要求定時(shí)時(shí)間為5ms，根據(jù)式（4-1），可得定時(shí)常數(shù)為 TC=5ms/0.05ms=1002023/2/3403．初始化程序定時(shí)器匯編語言初始化程序段如下。MOVDX,307H ;82C54A的命令口MOVAL,95H ;方式命令OUTDX,ALMOVDX,306H ;計(jì)數(shù)器2的數(shù)據(jù)口MOVAL,100 ;定時(shí)常數(shù)OUTDX,AL2023/2/3414.8.3定時(shí)/計(jì)數(shù)器用作分頻

例4.3用82C54A進(jìn)行分頻

1.要求

某應(yīng)用系統(tǒng)中，要求方波發(fā)生器產(chǎn)生f=1000Hz的方波，系統(tǒng)提供的輸入時(shí)鐘CLK=1.19318MHz，采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)。試寫出分頻器的初始化程序。2.分析

（1）選擇工作方式

為了產(chǎn)生方波，選擇82C54A的3方式是合適的。為此，利用82C54A的計(jì)數(shù)器0，將它的OUT0作為方波輸出。

（2）計(jì)算計(jì)數(shù)初值

將系統(tǒng)提供的CLK作為計(jì)數(shù)器0的輸入時(shí)鐘CLK0，按照要求輸出OUT0=1000Hz的方波，根據(jù)式（4-2），可得定時(shí)常數(shù)為 TC=CLK0/OUT0=1.19318MHz/1000Hz=1193=4A9H2023/2/3423．初始化程序分頻器匯編語言初始化程序段如下。MOVDX,307H ;82C54A的命令口MOVAL,36H ;方式命令OUTDX,ALMOVDX,304H ;計(jì)數(shù)器0的數(shù)據(jù)口MOVAX,4A9H;定時(shí)常數(shù)OUTDX,AL ;裝入定時(shí)常數(shù)低字節(jié)MOVAL,AHOUTDX,AL ;裝入定時(shí)常數(shù)高字節(jié)2023/2/3432023/2/3444.8.4定時(shí)/計(jì)數(shù)器同時(shí)用作計(jì)時(shí)和分頻

例4.4利用82C54A在生產(chǎn)線進(jìn)行計(jì)數(shù)與定時(shí)

1.要求

某罐頭包裝流水線，一個(gè)包裝箱能裝24罐，要求每通過24罐，流水線要暫停5s，等待封箱打包完畢，然后重啟流水線，繼續(xù)裝箱。按Esc鍵則停止生產(chǎn)。2.分析

為了實(shí)現(xiàn)上述要求，有兩個(gè)工作要做：一是對(duì)24罐計(jì)數(shù)；二是對(duì)5s停頓定時(shí)。并且，兩者之間又是相互關(guān)聯(lián)的。為此，選用82C54A的計(jì)數(shù)器0作計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器1作定時(shí)器，并且把計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)已到（24）的輸出信號(hào)OUT0，連到計(jì)數(shù)器1的GATE1線上，作為外部硬件啟動(dòng)信號(hào)觸發(fā)計(jì)數(shù)器1的5s定時(shí)，去控制流水線的暫停與重啟。其工作流程中的計(jì)數(shù)與定時(shí)之間的關(guān)系如圖4.15所示。2023/2/345圖4.15工作流程中的計(jì)數(shù)與定時(shí)之間的關(guān)系3.設(shè)計(jì)(1)硬件設(shè)計(jì)

電路結(jié)構(gòu)原理如圖4.16所示。

檢測原理是罐頭從光源和光敏電阻（R）之間通過時(shí)，在晶體管（T）發(fā)射極上會(huì)產(chǎn)生罐頭的脈沖信號(hào)，此脈沖信號(hào)作為計(jì)數(shù)脈沖，接到計(jì)數(shù)器0的CLK0，對(duì)罐頭進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器0作為計(jì)數(shù)器，工作在2方式。計(jì)數(shù)器1作為定時(shí)器，工作在1方式2023/2/346圖4.16包裝流水線計(jì)數(shù)-定時(shí)裝置電路原理(2)軟件設(shè)計(jì)包裝流水線匯編語言程序段（只寫出代碼段）如下。

codesegmentSTART:MOVDX,307H ;計(jì)數(shù)器0初始化MOVAL,15H;命令字OUTDX,ALMOVDX,304H ;寫計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)初值MOVAL,24;計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)初值OUTDX,ALMOVDX,307H ;計(jì)數(shù)器1初始化MOVAL,73H;命令字OUTDX,ALMOVAX,1F4H

;計(jì)數(shù)器1定時(shí)常數(shù)MOVDX,305H