第9章计数器和定时器电路课件

微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024(1)一个芯片上有三个独立的16位计数器通道；(2)每个计数器都可以按照二进制或二十进制BCD计数；(3)每个计数器的计数速率可高达2MHz；(4)每个通道有6种工作方式；8253-PIT的主要功能:9.1 概述(1)一个芯片上有三个独立的一个芯片上有三个独立的16位计数器通道；位计数器通道；8253-微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 20248253的内部结构如图9-1所示:9.1.1 8253-PIT的内部结构8253的内部结构如图的内部结构如图9-1所示所示:9.1.1 8253-P微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 20241.数据总线缓冲器 8位双向三态缓冲器，CPU用输入输出指令对8253进行读写的所有信息，都是通过这8条总线传送的。2.读/写逻辑 读数据由8253传向CPU;写数据由CPU传向8253。3.控制字寄存器在8253的初始化编程时，由CPU写入控制字以决定通道的工作方式，此寄存器只能写入而不能读出。4.计数器0，计数器1，计数器2这是三个计数器/定时器通道，每一个都是由一个16位的可预置值的减法计数器构成。从预置值开始减1计数。当预置值减到零时，从OUT输出端输出一信号。1.数据总线缓冲器数据总线缓冲器2.读读/写逻辑写逻辑3.控制字寄存器控制字寄存器微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024Intel 8253-PIT的引线如图9-2所示：9.1.2 8253-PIT的引线Intel 8253-PIT的引线如图的引线如图9-2所示：所示：9.1.2微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024CLK：输入脉冲线。计数器就是对这个脉冲计数。8253规定，加在CLK引脚的输入时钟周期不能小于380ns。GATE：门控信号输入引脚。当GATE引脚为低电平时，通常都是禁止计数器工作；只有当GATE为高电平时，才允许计数器工作。OUT：输出引脚。当计数到“0”时，OUT引线上必然有输出。8253内部端口的选择线A1和A0通常接至地址总线的A1和A0。各个通道的读/写操作的选择，如表9-1所示。CLK：输入脉冲线。计数器就是对这个脉冲计数。输入脉冲线。计数器就是对这个脉冲计数。8253规规微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024在8253的初始化编程中，由CPU向8253的控制字寄存器写入一个控制字其格式如图9-3所示。9.2 8253-PIT的控制字图9-3在在8253的初始化编程中，由的初始化编程中，由CPU向向8253的控制字寄存的控制字寄存微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 20241.数据读/写格式(D5D4)在读取计数值时，可令D5D4=00，则把写控制字时的计数值锁存，以后再读取。2.工作方式(D3D2D1)这三位决定8253的每个通道的6种不同的工作方式。3.数制选择(D0)这位决定8253的每个通道计数制：二进制和二十进制。在二进制计数时，写入的初值的范围为0000HFFFFH，其中0000H是最大值，代表65536；在二十进制时，写入的初值的范围为00009999，其中0000是最大值，代表10000。1.数据读数据读/写格式写格式(D5D4)2.工作方式工作方式(D3D2微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024在方式0，当控制字CW=10写入控制字寄存器，则使OUT输出端变低。要开始计数，GATE信号必须为高电平。在写入计数初值以后，通道开始计数，在计数过程中，OUT信号线一直维持为低电平，直到计数到“0”时，OUT才变为高电平。方式0过程如图9-4所示。9.3 8253-PIT的工作方式9.3.1 方式0计完最后一个数时中断图9-4CW=10表示只写低8位计数值为4。1在方式在方式0，当控制字，当控制字CW=10写入控制字寄存器，则使写入控制字寄存器，则使OUT微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024方式0的主要特点是：(1)计数器只计数一遍。当计数到0时，不开始重新计数。只有在写入另一个计数值时，OUT变低，开始新的计数。(2)8253内部是在CPU写计数值的WR信号上升沿，将此值写入计数器的初始寄存器，在WR信号上升沿后的下一个CLK脉冲，才将计数值由时常数寄存器送至计数器作为初值，开始计数。因此，如果设置计数初值为N，则输出信号OUT是在N+1个CLK脉冲之后才变高的。方式方式0的主要特点是：的主要特点是：(2)8253内部是在内部是在CPU写计数写计数微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024(3)在计数过程中，可由门控制信号GATE控制暂停。当GATE=0时，计数暂停；当GATE变高后，就接着计数，其波形如图9-5所示。图9-5(3)在计数过程中，可由门控制信号在计数过程中，可由门控制信号GATE控制暂停。当控制暂停。当G微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024(4)在计数过程中可以改变计数值。若是8位计数，则在写入新的计数值后，计数器将按新的计数值重新开始计数，如图9-6所示。即改变计数值是立即有效的。图9-6(5)8253内部没有中断控制电路，也没有专用的中断请求引线，所以若要用于中断，则可以用OUT信号作为中断请求信号。(4)在计数过程中可以改变计数值。若是在计数过程中可以改变计数值。若是8位计数，则在写入位计数，则在写入微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 20248253有六种不同的工作方式，它们的特点不同，因而应用的场合也就不同。9.3.2 8253-PIT工作方式小结工作方式小结1输出OUT的初始状态在6种方式中，只有方式0，在写入控制字后输出为低。其它5种方式，都是在写入控制字后输出为高。2计数值的设置任一种方式，只有在写入计数值后才能开始计数，方式0、2、3和4都是在写入计数值后，计数过程就开始了，而方式1和5需要外部触发启动，才开始计数。在不同工作方式下，计数值N对输出波形的影响是不同的，如表9-2所示。8253有六种不同的工作方式，它们的特点不同，因而应用的有六种不同的工作方式，它们的特点不同，因而应用的微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 20248253在不同方式下门控输入信号的作用，如表9-3所示。GATE输入总是在CLK输入时钟的上升沿被采样。在方式0、2、3、4中，GATE输入是电平起作用，逻辑电平在CLK的上升沿采样。在方式1、2、3、5中，GATE输入是上升沿起作用的。3门控信号的作用3门控信号的作用门控信号的作用微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 20244在计数过程中改变计数值 如表9-4所示。表中的立即有效都是指写入计数值后的下一个CLK脉冲以后，新的计数值开始起作用。5计数到0后计数器的状态在方式0、1、4、5，计数器计到0后，都从这个最大计数值继续倒计数。方式2与3是连续计数，计数器自动装入计数值继续计数。4在计数过程中改变计数值在计数过程中改变计数值微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024初始化编程的步骤为：(1)写入通道控制字，规定通道的工作方式。(2)写入计数值。若规定只写低8位，则写入的为计数值的低8位，高8位自动置0；若规定只写高8位，则写入的为计数值的高8位，低8位自动置0；若是16位计数值，则分两次写入，先写入低8位，再写入高8位。9.4 8253-PIT的编程初始化编程的步骤为：初始化编程的步骤为：9.4 8253-PIT的编程的编程微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024例如：若要用通道0，工作在方式1，按二十进制计数，计数值为5080H。则初始化编程的步骤为：(1)确定通道控制字：(2)计数值的低8位为80H。(3)计数值的高8位为50H。例如：例如：若要用通道若要用通道0，工作在方式，工作在方式1，按二，按二十进制计数，计数十进制计数，计数微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024若端口地址位为F8HFBH，则初始化程序为：MOVAL，33HOUT0FBH，ALMOVAL，80HOUT0F8H，ALMOVAL，50HOUT0F8H，AL若端口地址位为若端口地址位为F8HFBH，则初始化程序为：，则初始化程序为：微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024任一通道的计数值，CPU可用输入指令读取。CPU读到的是执行输入指令瞬间计数器的现行值。但8253的计数器是16位的，所以要分两次读至CPU，因此，若不设法锁存，则在输入过程中，计数值可能已经变化了。要锁存有两种办法：(1)利用GATE信号使计数过程暂停。(2)向8253输送一个通道控制字，令8253通道中的锁存器锁存。当向通道写入锁存的控制字时，它把计数器的现行值锁存(计数器中继续计数)。于是CPU读取的就是锁存器中的值。任一通道的计数值，任一通道的计数值，CPU可用输入指令读取。可用输入指令读取。CPU读到的是读到的是微机原理及应用第 9 章 计数器和定时器Intel 825310 六月 2024CPU读取了计数值后，自动解除锁存状态，它的值又随计数器变化。若要读取通道若要读取通道1的的16位计数值位计数值，其程序为：MOVAL，40H；计数器1的锁存命令OUT0FBH，AL；写入至控制字寄存器INAL，0F9H；读低8位MOVCL，AL；存于CL中INAL，0F9H；读高8位MOVCH，AL；存于CH中 CPU读取了计数值后，自动解除锁存状态，它的值又随计数器读取了计数值后，自动解除锁存状态，它的值又随计数器