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8定时器/计数器接口及其应用,2008级讲稿2010年9月,定时器/计数器接口,定时器/计数器概念8253定时器/计数器基本功能内部结构工作方式设计举例8253接口应用,定时器/计数器概念,定时器概念最原始的定时工具是沙漏或水漏。1876年，英国外科医生索加取得一项定时装置的专利，用来控制煤气街灯的开关。它利用机械钟带动开关来控制煤气阀门。起初每周上一次发条，1918年使用电钟计时后，就不用上发条了。定时器是一项了不起的发明。定时器是一个多任务定时提醒软件,它全面支持WINDOWS9X/ME/NT/2K/XP按时执行程序、播放声音、关机、待机、拨号、断开连接、关闭显示器等等操作。具有多种设定任务的方法。支持SKIN,可以随意更换界面。定时器接口输入信号：周期性时钟输出信号：按输入周期产生一个定时输出,定时器/计数器概念,计数器计数器可以用来显示产品的工作状态或数量。计数器的位数决定了计数最大值应用事件计数：网站计数器，电量计数器，煤气计数器，汽车公里器物理量转换：用一定频率计数替代A/D转换。如：温度、压力、流量、液位、PH值、振动、位移、速度、加速度，乃至各种气体的百分比成分等均用传感器转换成信号频率，然后用数字频率计来测量，以提高精确度。计数器接口输入信号：非周期的脉冲信号输出信号：脉冲计数值,定时器/计数器接口,定时器/计数器概念8253定时器/计数器基本功能内部结构工作方式设计举例8253接口应用,定时器/计数器概念,定时器/计数器接口定时器本质上是通过对周期性信号的计数实现的计数器是对输入信号累计，通过加1或减1实现的。计数器的电路是X进制计数器电路。定时器的电路是可预置计数器电路。,8253接口-基本功能,8253的功能3个16位计数器通道，每个通道是独立的，可进行8位或16计数具有二进制或十进制计数具有六种工作方式：方式0-方式5最高输入频率2MHz单电源+5V,8255内部结构,面向总线数据总线缓冲器读写控制逻辑可编程端口控制寄存器计数器0-2思考对计数器编程设置？,8253计数原理与模型,计数模型初值计数器CR减计数单元CE输出锁存寄存器OL计数原理一次性计数（非周期）重复计数(周期性)锁存输出,8253芯片电路引脚,电路引脚端口地址：CS,A1,A0控制线：可读写端口计数器：CLKi,OUTi,GATEi端口地址定义,8253的编程配置,控制字定义选择通道读写操作工作方式进制选择例子通道2按照方式2进行2进制16位计数工作控制字：10110101,8253的工作方式,每种计数工作方式有以下过程正常计数过程计数过程未结束收到门控信号GATE变化计数过程未结束又收到新的计数初值,8253的工作方式,工作方式0和方式4软触发，一次性计数，事件计数方式正常计数过程（GATE=高）,软件触发,一次性,写入计数值,8253的工作方式,计数过程未结束收到门控信号GATE变化,8253的工作方式,计数过程未结束又收到新的计数初值,8253的工作方式,方式2和方式3软件触发，输出周期性波形信号波形发生器占空比不同：方式2：N-1:1方式3：N/2:N/2（N偶数）,N+1/2:N-1/2（N偶数）,8253的工作方式,方式1和方式5硬件触发一次，计数一次定时中断或产生定时脉冲,8253的工作方式比较,8253应用举例,实现定时中断。假设有时钟100KHz,产生500ms中断。（1）只产生一次。（2）重复产生分析：方式选择：方式0软件触发只一次，输出信号可直接接中断请求方式2重复产生中断。计数值=500*100=50000=C350H控制字：计数器0，方式0、2，二进制；00110000电路：设计片选电路50H-53H，画出连接中断引脚,程序：MOVAL,30HOUT53H,ALMOVAL,50HOUT50H,ALMOVAL,C3HOUT50H,AL,8253应用举例,电表每转一圈，在光电开关输出端产生一个计数脉冲，每转75圈为1度电，产生一个输出信号请求中断。请完成初始化。（事件中断）分析：计数脉冲接CLK0，计数值为75，8253地址40H-43H控制字：计数器0，只写低8位，十进制计数00010101程序MOVAL,15HOUT43H,ALMOVAL,75HOUT40H,AL,8253应用举例,用8253对标准频率为2MHz脉冲进行分频，产生1Hz的输出信号。8253地址230H-233H分析：计数值2000000，用两个计数级联完成计数器1计数值2000，计数器2计数值1000，控制字：方式3,计数只写高位电路：级联,程序：MOVAL,01100111MOVDX,233HOUTDX,ALMOVAL,10100111OUTDX,ALMOVAL,20HMOVDX,231HOUTDX,ALINCDXMOVAL,10HOUTDX,AL,问题,定时器与计数器有什么不同？举例为什么称8253是可编程接口？为什么要写控制字？控制字包括哪些内容?计数初值是否可以读出？控制字是否可以读出？8253有几个地址？计数初值写入8253的什么地址和寄存器中？启动8253的计数器开始的方式有几种？,8253总结,8253定时/计数器是可编程电路工作方式6种计数值可变化8253时钟输入周期性/非周期性8253输出信号计数值减1到0产生中断电平或中断脉冲周期性信号波形发生器，占空比可变和方波软件触发和硬件触发两种未结束计数，有GATE变化和重新写入计数值8253计数锁存中间过程,8253的锁存输出,控制字设置CH1,锁存，方式2，10进制，计数值2340初始化控制字：CW=01110101锁存控制字：CW=01000101MOVAL,75HOUT53H,ALCALLDELAYMOVAL,45HOUT53,ALINAL,51HMOVAH,ALINAL,51HXCHGAL,AH,实验18253事件计数中断（方式0）,8253计数器2为方式0，计数值5。用触发开关引发减1计数，减为0引发8259的IRQ7中断，显示一个“M”和空格。8253端口地址：40H43H；8259端口地址：20H，21H,实验18253事件计数中断（方式0）,主程序MOVAX，OFFSETIR7MOVW003C，AXMOVAX，0000MOVW003E，AXCLIINAL，21ANDAL，7FOUT21，ALMOVAL，90OUT43，ALA1:MOVAL，05OUT42，ALSTIHLTJMPA1,中断服务MOVAX，014DINT10MOVAX，0120INT10MOVAL，20OUT20，ALIRET问题希望显示计数器中的实际值？按键应该按几下子后，显示就不起作用了？,实验2计数/定时器发声方式3,8253产生不同频率的方波信号，模拟发声（方式3）。8253计数器2为方式3，取不同的计数值，产生不同频率的方波信号，输出到扬声器上发出不同的声音（模拟电子琴声）。音乐与频率信号节拍：时间被分成均等的基本单位，每个单位叫做一个“拍子”或称一拍。一拍的时值可以是四分音符（即以四分音符为一拍）；拍子的时值是一个相对的时间概念。音值：指音延续的时间长短，由发音体振动的时间决定。音值是乐音的基本物理属性之一种。音：经过物理振动、共鸣以后产生的结果都称为音，音有四个最主要的基本性质，即音的高低、长短、强弱及音色。由于发音体的形制及振动形态的不同，所有的音又可划分为三类：纯音、乐音和噪音。,实验2计数/定时器发声方式3,电路定义数据区每个数据25=发音频率每个音的延迟时间=节拍一首音乐由很多音值组成以FF结束,1190000/262=4542,实验2计数/定时器发声方式3,A1：MOVBX，3000；取数据区入口地址A2：MOVAL，BBX；取一个数据TESTAL，FF；测试数据是00？JZA1；是00，转数据区从头（3000H）开始MOVDL，25MULDL；计算计数值AXPUSHAXMOVAL，B6；设置计数器2方式3OUT43，ALPOPAXOUT42，ALMOVAL，AHOUT42，ALMOVCX，77FFA3：PUSHAX；软件延时发声POPAXLOOPA3INCBX；数据地址+1JMPA2；转发下一个声音,8253综合举例,设计一个红绿灯控制电路。正常的红绿灯控制（K1=1,K2=1）南北主干道RGY时延分别：30秒，57秒和3秒东西支干道GYR时延分别：27秒，3秒和60秒2.异常的控制开关K1=0控制：南北向直通（绿），东西向停止（红）开关K2=0控制：南北和东西共处于黄闪开关K2=0且K1=0:无效分析8255分别控制南北向和东西向的红、绿、黄灯亮灭。8253控制定时时间，正常：周期性，异常：一次性设计8255的PA口为输出口，方式0，PA7,PA6,P5分别为