微机接口技术实用教程 教学课件 ppt 作者 何利 第3章 定时计数器

第3章 定时/计数器芯片,3.1.1 基本功能 Intel 可编程计数器/定时器8253-5/8254-2的主要功能如下： （5）统计外部某过程（如生产、试验、武器发射等过程）中某一事件发生的次数，并将计数结果返回CPU； （6）在定时或计数达到编程规定的值以后，向CPU申请中断； （7）六种工作方式，即可对系统时钟脉冲计数实现定时，又可对外部事件进行计数。,3.1 可编程定时器/计数器8253-5/8254-2,3.1.2 基本原理 1.内部结构,3.1 可编程定时器/计数器8253-5/8254-2,1）数据总线缓冲器 3个基本功能： 向8253-5/8254-2写入方式控制字； 为计数寄存器装入初始计数值； 读出计数器的初值或当前计数值。 2）读/写控制逻辑 3）控制字寄存器,3.1.2 基本原理 2. 引脚及其功能,3.1 可编程定时器/计数器8253-5/8254-2,D7D0：三态双向数据线,：片选信号，输入信号,：读信号，输入信号,：写信号，输入信号,A1A0：地址译码线,CLK：时钟信号CLK，为输入信号,OUT：计数器输出信号,它是8253-5/8254-2向外输出信号,GATE：门控信号,计数器通道结构,CLK时钟输入信号：时钟信号下降沿 GATE门控输入信号：电平控制和上什沿控制 OUT计数器输出信号：波形取决于工作方式,3.2.1 可选工作方式 8253-5/8254-2定时计数器的每个通道都有6种可编程选择的工作方式，通过不同工作方式来扩展8253-5/8254-2的功能，从而完成定时、计数及脉冲发生等功能。 1. 方式0：计数结束产生中断 2. 方式1：可重复触发的单稳态触发器 3. 方式2：频率发生器 4. 方式3：方波发生器 5. 方式4：软件触发的选通信号发生器 6 .方式5：硬件触发的选通信号发生器,3.2 8253-5/8254-2的工作原理与应用,与处理器接口（引脚图）,数据总线缓冲器用于将8254与系统数据总线连接 接收处理器的控制和计数值以及发送计数器的当前状态和工作状态,芯片中的控制字寄存器用于保存处理器写入的方式控制,方式0：计数结束中断,工作方式波形图,方式1：可编程单稳脉冲,工作方式波形图,方式2：频率发生器,工作方式波形图,方式3：方波发生器,工作方式波形图（计数值为偶数时）,方式4：软件触发的单脉冲发生器,方式5：硬件触发的选通信号发生器,8254的3个计数器6种工作方式的区别,输出波形不同 启动计数器的触发方式不同 计数过程中门控信号GATE对计数操作的影响不同 有的工作方式具备“初值自动重装”的功能（方式0，1，4，5）；初值自动重装的功能是：当计数器减到规定的数值后，计数初值将会自动的重新装入计数值（方式2，3）,3.2 8253-5/8254-2的工作原理与应用,6种工作方式比较,3.2.2 8253-5/8254-2控制字和初始化 18253-5/8254-2控制字,3.2.2 8253-5/8254-2控制字和初始化 2控制字初始化,（1）在计数器设置初始值前必须先写控制字。 （2）初始值设置时，要符合控制字中的读写方式选择（D5D4）的规定，即只写低8位字节还是只写高8位字节，或者先写低8位字节后写高8位字节,8253-5/8254-2的定时时间取决于时钟脉冲CLK的频率和计数器的初值，即： 定时时间T=时钟脉冲周期tc*计数初值n,3.2.3 初始化编程,初始化编程的具体步骤如下: (1)写入计数器的控制字，规定其工作方式等。 (2)写入计数初值。,【例】 假设8253-5/8254-2计数器1，工作在工作方式1， 按二进制计数，计数值为 5080，端口地址388H38BH， 则初始化程序段为： MOV DX,38BH MOV AL,72H OUT DX,AL MOV AX,5080H MOV DX,389H OUT DX,AL MOV AL,AH OUT DX, AL,3.2.4 8253-5/8254-2在微型计算机中的典型应用 8253-5/8254-2内部的三个计数器的定时计数时钟相同，由PCLK二分频产生，频率为1.193181 6MHz。 1计数器0：系统计时器 2计数器1：动态存储器刷新定时控制 3计数器2：扬声器音频发生器,3.3 实时钟电路MC146818及其应用,所谓实时钟（Real Time Clock，RTC）就是不仅支持每天时间（时、分、秒）的更新，而且支持日期（世纪、年、月、日和星期）的更新。,3.3.1 工作方式,1引脚功能,3.3 实时钟电路MC146818及其应用,3.3.1 工作方式 2MC146818的内部运行原理,图3.15 MC146818实时钟内部工作原理图,3.3 实时钟电路MC146818及其应用,3.3.1 工作方式 3CMOS RAM中的实时钟信息,时间信息：以时、分、秒的形式记录在位移4、2、0单元， 可由“INT 1AH”的功能2或者功能3对上述时间读取或设置。 日期信息：以世纪、年、月、日、星期的形式分别记录在位移32H、9、8、 7、6单元中。 报警信息：进行报警的时、分、秒分别记录在位移5、3、1单元中， 同时允许报警中断，由“INT 1AH”的功能6进行设置。,3.3 实时钟电路MC146818及其应用,3.3.2 方式命令字和状态字 MC146818有四个状态寄存器，分别为A、B、C、D，其主要的功能和格式如下所述： (1)状态寄存器A：状态寄存器A主要用于确定22级分频器的输入输出信号的频率，它有8位 。,3.3 实时钟电路MC146818及其应用,3.3.2 方式命令字和状态字 （2）状态寄存器B：状态寄存器B有8位 。,3.3 实时钟电路MC146818及其应用,3.3.2 方式命令字和状态字 （3）状态寄存器C：状态寄存器C有8位，低4位保留，仅高4位有效，用户对它只读。,3.3 实时钟电路MC146818及其应用,3.3.2 方式命令字和状态字 （4）状态寄存器D：状态寄存器D有8位，仅用最高位，低7位保留，用户只读 。,8254的编程,8254没有复位信号，加电后的工作方式不确定，为了使其工作，微处理器必须对其初始化编程，写入控制字和计数初值。计数过程中，还可以读取计数值。,1、写入方式控制字,2、写入计数值,读出命令能同时锁存 几个计数器的计数值/状 态信息，当CPU读取某一 计数器的计数值/状态信息时， 该计数器自动解锁，但其他计 数器不受影响,3、读取计数值,8254在IBMPC系列机上的应用,例题讲解,【例3-15】设置报警时间，当时间到时，喇叭发出两声短促的声音。 则程序为： CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE BEG： CLI CALL WRITE4A CALL C­_ALARM ；清除报警时间 CALL S_ALARM ；设置报警时间 CALL SETTIME ；设置系统时间 STI SCAN： MOV AH，1 INT 16H JZ SCAN ；等待中断 CALL C_ALARM ；清除报警时间 MOV AL，4CH INT 21H ；-,例题讲解,SERVICE PROC MOV CX，3 OPEN： IN AL，61H OR AL，00000011B OUT 61H，AL ；接通扬声器 CALL DELAY ；延时 CLOSE： IN AL，61H AND AL，11111100B OUT 61H，AL ；关闭扬声器 CALL DELAY ；延时 LOOP OPEN IRET SERVICE ENDP ；- DELAY PROC PUSH CX MOCE AH，2DH MOV CX，0 MOV DX，0 INT 21H READ： MOV AH，2CH INT 21H CMP DL，10 JC READ ；小干 10个百分秒转移 POP CX RET DELAY ENDP ；-,例题讲解,WRITE4A PROC ；设置4AH型中断向量 MOV AX，CODE MOV DS，AX MOV DX，OFFSET SERVICE MOV AX，254H INT 21H RET WRITE4A ENDP ；- SETTIME PROC ；设置系统时间 AGA： MOV AH，03H MOV CX，1030H MOV DX，0 IN T1AH JC AGA RET SET TIME ENDP ；-,例题讲解,C_ALARM PROC ；清除报警时间 MOV AH，07H INT 1AH RET C _ALARM ENDP ；- S_ALARM PROC ；设置报警时间 AGAIN MOV AH，06H MOV CX，1030H MOV DH，05H INT 1AH JC AGAIN RET S _ALARM ENDP CODE ENDS END BEG,