微机原理及应用 (2).ppt
上传者：相惜
2022-07-05 15:49:15上传
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7. 可编程定时器/计数器8253
7.1可编程定时器/计数器的基本工作原理
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GATE是控制输入端 它有多种控制作用，如允许／禁止计数、启动／停止计数等。控制寄存器是用来控制计数器／定时器的工作方式，就是控制CLK脉冲和CATE门控信号适当配合来产生OUT端的输出信号的形状。
归纳为以下几种工作方式
(1)门脉冲控制时钟输入。此时，当门脉冲GATE到来时，时钟CLK有效，进行计数操作；当门脉冲结束时，时钟无效，计数停止。
(2)用门脉冲重新启动计数器。
(3)用门脉冲停止计数器工作。
(4)单次计数。此时仅要求GATE为高电平即可。
(5)循环计数。此时，每当计数执行单元为零时，输出端OUT输出一个信号，同时又重新装入计数初值寄存器内容到计数执行单元，重复原来的计数过程，从而在OUT端上可输出周期性的脉冲信号。
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7.2 可编程定时器/计数器8253-5 7.2.1 8253的结构和功能
8253-PIT的主要功能有：
（1）有3个独立的16位计数器。
（2）每个计数器都可以按照二进制或BCD码进行计数。
（3）每个计数器的计数速率可高达2MHz（8254-2计数频率可达到10MHz）。
（4）每个计数器有6种工作方式，可由程序设置和改变。
（5）所有的输入输出引脚电平都与TTL电平兼容。
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8253的结构和引脚
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三个计数器中每一个都有三条信号线；
计数输入CLK——用于输入定时基准脉冲或计数脉冲；
输出信号OUT——以相应的电平指示计数的完成，或输出脉冲波形； ·
选通输入(门控输入)GATE——用于启动或禁止计数器的操作，以使计数器 和计测对象同步。
每个计数器中有四个寄存器；
①控制寄存器——初始化时，将控制字寄存器 中的内容写入该寄存器；
②计数初值寄存器——初始化时写入该计数器的初始 值；
③减法计数寄存器——计数初值由计数初值寄存器送人减法计数寄存器，当 计数输入端输入一个计数脉冲时，减法计数寄存器内容减1，当减到零时，输出 端输出相应信号表示计数结束。
计数输出锁存器
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8253 的控制字
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，它规定了8253的工作方式。
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表 8253-5端口功能选择表
CS A1 A0 RD WR
功能
0 0 0 0 1
读通道0
0 0 1 0 1
读通道1
0 1 0 0 1
读通道2
0 1 1 0 1
写控制字
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7.2.2 8253 的工作方式
一、方式0—计数结束中断方式
在这种方式下，当控制字CW（Control Word）写入控制字寄存器，则使OUT输出端变低，此时计数器没有赋予初值，也没开始计数。
要开始计数，GATE信号必须为高电平，并在写入计数初值后，通道开始计数，在计数过程中 OUT线一直维持为低，直到计数到“0”时。OUT输出变高。
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(MODE 0) CLOCK
WRn#
OUTPUT(中断）
4
3
2
1
0
n=4
WRm#
OUTPUT(中断）
GATE
m=4
5
4
3
2
1
0
8253工作方式 （6种）
方式0：计数结束时发中断
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方式1—可编程序的单拍脉冲
在这种方式下，当CPU写控制字之后（的上升沿），输出将保持为高（若原为低，则由低变高）。当CPU写完计数值后，计数器并不开始计数，直到外部门控脉冲GATE启动之后的下一个输入CLK脉冲的下降沿开始计数，输出OUT变低。因整个计数过程中，OUT都维持为低，直到计数到0，输出变为高，因此，输出为一个单拍脉冲。若外部再次触发启动，则可以再产生一个单拍脉冲。
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7.1可编程定时器/计数器的基本工作原理
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GATE是控制输入端 它有多种控制作用，如允许／禁止计数、启动／停止计数等。控制寄存器是用来控制计数器／定时器的工作方式，就是控制CLK脉冲和CATE门控信号适当配合来产生OUT端的输出信号的形状。
归纳为以下几种工作方式
(1)门脉冲控制时钟输入。此时，当门脉冲GATE到来时，时钟CLK有效，进行计数操作；当门脉冲结束时，时钟无效，计数停止。
(2)用门脉冲重新启动计数器。
(3)用门脉冲停止计数器工作。
(4)单次计数。此时仅要求GATE为高电平即可。
(5)循环计数。此时，每当计数执行单元为零时，输出端OUT输出一个信号，同时又重新装入计数初值寄存器内容到计数执行单元，重复原来的计数过程，从而在OUT端上可输出周期性的脉冲信号。
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7.2 可编程定时器/计数器8253-5 7.2.1 8253的结构和功能
8253-PIT的主要功能有：
（1）有3个独立的16位计数器。
（2）每个计数器都可以按照二进制或BCD码进行计数。
（3）每个计数器的计数速率可高达2MHz（8254-2计数频率可达到10MHz）。
（4）每个计数器有6种工作方式，可由程序设置和改变。
（5）所有的输入输出引脚电平都与TTL电平兼容。
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8253的结构和引脚
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三个计数器中每一个都有三条信号线；
计数输入CLK——用于输入定时基准脉冲或计数脉冲；
输出信号OUT——以相应的电平指示计数的完成，或输出脉冲波形； ·
选通输入(门控输入)GATE——用于启动或禁止计数器的操作，以使计数器 和计测对象同步。
每个计数器中有四个寄存器；
①控制寄存器——初始化时，将控制字寄存器 中的内容写入该寄存器；
②计数初值寄存器——初始化时写入该计数器的初始 值；
③减法计数寄存器——计数初值由计数初值寄存器送人减法计数寄存器，当 计数输入端输入一个计数脉冲时，减法计数寄存器内容减1，当减到零时，输出 端输出相应信号表示计数结束。
计数输出锁存器
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8253 的控制字
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，它规定了8253的工作方式。
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表 8253-5端口功能选择表
CS A1 A0 RD WR
功能
0 0 0 0 1
读通道0
0 0 1 0 1
读通道1
0 1 0 0 1
读通道2
0 1 1 0 1
写控制字
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7.2.2 8253 的工作方式
一、方式0—计数结束中断方式
在这种方式下，当控制字CW（Control Word）写入控制字寄存器，则使OUT输出端变低，此时计数器没有赋予初值，也没开始计数。
要开始计数，GATE信号必须为高电平，并在写入计数初值后，通道开始计数，在计数过程中 OUT线一直维持为低，直到计数到“0”时。OUT输出变高。
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(MODE 0) CLOCK
WRn#
OUTPUT(中断）
4
3
2
1
0
n=4
WRm#
OUTPUT(中断）
GATE
m=4
5
4
3
2
1
0
8253工作方式 （6种）
方式0：计数结束时发中断
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方式1—可编程序的单拍脉冲
在这种方式下，当CPU写控制字之后（的上升沿），输出将保持为高（若原为低，则由低变高）。当CPU写完计数值后，计数器并不开始计数，直到外部门控脉冲GATE启动之后的下一个输入CLK脉冲的下降沿开始计数，输出OUT变低。因整个计数过程中，OUT都维持为低，直到计数到0，输出变为高，因此，输出为一个单拍脉冲。若外部再次触发启动，则可以再产生一个单拍脉冲。
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