微机原理课件第十章.pptx
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1、3:32:15 下午110.1 10.1 可编程计数器定时器的基本工作原理可编程计数器定时器的基本工作原理10.1.1 10.1.1 基本功能基本功能以以82538253芯片为例来说明其基本功能,大致可概括为以下五点:芯片为例来说明其基本功能,大致可概括为以下五点:1 1)3 3个计数器:每个个计数器:每个82538253芯片上有芯片上有3 3个独立的个独立的1616位计数通道。位计数通道。2 2)2 210MHz10MHz的计数频率:每个计数器的计数频率范围为的计数频率:每个计数器的计数频率范围为0 0 2MHz2MHz,其改进型,其改进型825482542 2的计数频率的计数频率范围为范围
2、为0 010MHz10MHz。3 3)2 2种数制计数:每个计数器都可以按照二进制或十进制计种数制计数:每个计数器都可以按照二进制或十进制计 数。数。4 4)6 6种工作方式:每个计数通道都有种工作方式:每个计数通道都有6 6种工作方式,可由程序种工作方式,可由程序 设置或改变。设置或改变。5 5)与)与TTLTTL兼容:所有输入兼容:所有输入/输出引脚都与输出引脚都与TTLTTL兼容。兼容。3:32:15 下午210.1.210.1.2基本工作原理基本工作原理 图图10.110.1计数器定时器的基本原理图计数器定时器的基本原理图 3:32:15 下午31 1、控制寄存器、控制寄存器 控制寄存
3、器是从数据总线缓冲器中接收控制字,以确定计控制寄存器是从数据总线缓冲器中接收控制字,以确定计数器的操作方式。数器的操作方式。2 2、初始值寄存器、初始值寄存器用来存放计数器所需要的初始值。用来存放计数器所需要的初始值。3 3、计数输出寄存器、计数输出寄存器用来存放计数器中的内容,可由用来存放计数器中的内容,可由CPUCPU读出。读出。4 4、状态寄存器状态寄存器提供计数器定时器当前所处的状态,这些状态有利于了提供计数器定时器当前所处的状态,这些状态有利于了解计数器定时器某时刻的内部情况。解计数器定时器某时刻的内部情况。5 5、计数器、计数器计数器实际是一个具有减计数器实际是一个具有减“1 1”
4、功能的减法器。功能的减法器。3:32:15 下午4计数器对外有三个重要信号,现说明如下:计数器对外有三个重要信号,现说明如下:(1 1)OUTOUT信号信号(2 2)CLKCLK信号信号 CLKCLK是一个输入信号,它决定了计数速率。是一个输入信号,它决定了计数速率。定时器所能实现的定时时间取决于计数脉冲的频率和计数器定时器所能实现的定时时间取决于计数脉冲的频率和计数器的初值,即:的初值,即:定时时间时钟脉冲周期定时时间时钟脉冲周期*预置的计数初值预置的计数初值(3 3)GATEGATE信号信号 GATEGATE是一个门控输入信号。是一个门控输入信号。3:32:15 下午510.2 82531
5、0.2 8253的内部结构及引脚的内部结构及引脚 图图10.210.2 8253 8253的内部结构及引脚图的内部结构及引脚图 3:32:15 下午6(1)(1)数据总线缓冲器数据总线缓冲器(2)(2)读读/写逻辑电路写逻辑电路各控制信号及作用如下:各控制信号及作用如下:A A1 1和和A A0 0:端口选择信号。:端口选择信号。RDRD:读信号,低电平有效。:读信号,低电平有效。WRWR:写信号,低电平有效。:写信号,低电平有效。CSCS:片选信号,低电平有效。:片选信号,低电平有效。3:32:15 下午7表表10-1 825310-1 8253输入信号与各功能的对应关系输入信号与各功能的对
6、应关系 CSRD WRA A1 1 A A0 0 功功 能能0000000111100000001110 00 11 01 10 00 11 0对计数器对计数器0 0设置计数初值设置计数初值 对计数器对计数器1 1设置计数初值设置计数初值对计数器对计数器2 2设置计数初值设置计数初值设置控制字或给一个命令设置控制字或给一个命令从计数器从计数器0 0读出计数值读出计数值从计数器从计数器1 1读出计数值读出计数值从计数器从计数器2 2读出计数值读出计数值 3:32:15 下午8 (3)(3)计数器计数器 (4)(4)控制寄存器控制寄存器 图图10.310.382538253计数器结构图计数器结构图
7、 3:32:15 下午910.3 825310.3 8253的控制字的控制字 图图10.410.4 8253 8253的控制字的控制字 3:32:15 下午101 1、计数方式的设定、计数方式的设定82538253有两种有两种计数方式:二进制计数和计数方式:二进制计数和BCDBCD码计数。选择数制采用码计数。选择数制采用控控 制字的制字的D D0 0位来设定。位来设定。2 2、工作方式的设定、工作方式的设定82538253有有6 6种种工作方式:方式工作方式:方式0 0方式方式5 5。3 3、读写格式的设定、读写格式的设定 82538253有有4 4种种写入计数初值格式或读计数值格式的设定,选
8、择写入计数初值格式或读计数值格式的设定,选择读写格式采用读写格式采用控制字的控制字的D D5 5、D D4 4位来设定。位来设定。4 4、计数器通道的选择、计数器通道的选择3:32:15 下午1110.4 825310.4 8253的工作方式的工作方式10.4.1 825310.4.1 8253的的6 6种工作方式种工作方式1 1、方式、方式0 0计数结束中断方式计数结束中断方式计数结束中断方式必须注意以下几点:计数结束中断方式必须注意以下几点:图图10.510.5 方式方式0 0波形图波形图 3:32:15 下午12(1 1)OUTOUT信号信号 控制字写入后,控制字写入后,OUTOUT变低
9、电平,直到计数变低电平,直到计数器减到器减到0 0时才变为高电平。时才变为高电平。OUTOUT输出可以作为计输出可以作为计数结束的中断信号。数结束的中断信号。(2 2)GATEGATE信号信号 计数器受计数器受GATEGATE信号控制,当信号控制,当GATEGATE0 0时,停时,停止计数器的计数操作;当止计数器的计数操作;当GATEGATE1 1时,计数器时,计数器继续计数。继续计数。(3 3)初始值)初始值 一是每次装入初始值后计数器只计数一遍。一是每次装入初始值后计数器只计数一遍。二是计数过程中可重新装入计数初值。二是计数过程中可重新装入计数初值。另外,若设置初值为另外,若设置初值为N
10、N,则输出信号,则输出信号OUTOUT是在是在N+1N+1个个CLKCLK脉冲之后才变高的。脉冲之后才变高的。3:32:15 下午132 2、方式、方式1 1可编程单稳触发器可编程单稳触发器可编程单稳触发器方式必须注意以下几点:可编程单稳触发器方式必须注意以下几点:图图10.610.6 方式方式1 1波形图波形图 3:32:15 下午14(1 1)OUTOUT信号信号 控制字写入后,控制字写入后,OUTOUT变高电平,变高电平,CPUCPU写入计数初始值写入计数初始值后,计数器并不计数,直到后,计数器并不计数,直到GATEGATE信号后信号后OUTOUT变为低电平。变为低电平。直到计数器减到直
11、到计数器减到0 0时,时,OUTOUT输出才变为高电平。输出才变为高电平。(2 2)GATEGATE信号信号 GATEGATE信号在方式信号在方式1 1中起触发信号作用。中起触发信号作用。CPUCPU写入计数写入计数值后,计数器必须由值后,计数器必须由GATEGATE信号触发才开始计数。允许信号触发才开始计数。允许GATEGATE信号多次触发,计数过程中,外部可发信号多次触发,计数过程中,外部可发GATEGATE脉冲脉冲进行再触发。进行再触发。(3 3)初始值)初始值 计数过程中,计数过程中,CPUCPU可改写初始值,但计数过程不受影可改写初始值,但计数过程不受影响,计数将按原来的初始值减到响
12、,计数将按原来的初始值减到0 0,在,在GATEGATE信号再次触信号再次触发后,才会按新的初始值重新开始计数。发后,才会按新的初始值重新开始计数。3:32:15 下午153 3、方式、方式2 2分频器分频器分频器方式必须注意以下几点:分频器方式必须注意以下几点:图图10.710.7 方式方式2 2波形图波形图 3:32:15 下午16(1 1)OUTOUT信号信号 OUTOUT信号是输入时钟按照计数值信号是输入时钟按照计数值N N次分频后次分频后的一个连续脉冲。此方式可以作为一个脉冲速的一个连续脉冲。此方式可以作为一个脉冲速率发生器或用于产生实时时钟中断。率发生器或用于产生实时时钟中断。(2
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