[嵌入式]微机原理第七章 可编程定时器

微机原理笔记分享
课程链接：https://www.bilibili.com/video/BV1qv411Y7AA?share_source=copy_web

微机原理第七章

• @[TOC](微机原理第七章)
• • 概述
  • • 定时与计数是微机系统中经常使用的功能
    • 实现定时与计数的方法有三种:
  • 8253工作方式
  • • 工作方式
    • 控制字
    • 初始化编程
    • 6种工作方式-方式0
    • 8253工作方式总结
  • 8253应用例子
  • • 例1定时功能之一:产生各种定时波形
    • 例2定时功能之二:长延时
    • 例3.计数功能

可编程定时器

概述

定时与计数是微机系统中经常使用的功能

实现定时与计数的方法有三种:

• 软件法

  • 编写程序实现延时/计数
  • 特点:节省费用,灵活方便;但浪费CPU时间

• 硬件法

  • 采用硬件电路实现定时/计数
  • 特点:不占CPU时间;不可程序控制调节,精度低

• 软硬结合

  • 采用8253等可编程定时/计数器
  • 特点:定时期间不占CPU时间,程控调节定时时间,精度高

8253工作方式

工作方式

• 结构与引脚

  

  • 3个相同且独立的通道

    

  • 每个通道有一个16位减法计数器

  • 每个通道可设定6种工作方式

    

• 8253-定时与计数

  • 8253工作过程

    • 对CLK引脚上的脉冲按二进制或BCD格式计数。每来一个脉冲,内部计数器减1,减至0,从OUT端输出一个脉冲。

    • 定时:对等间隔脉冲计数即可实现定时。

      • 定时时间=脉冲周期×计数次数

    • 计数:只计脉冲个数,可不等间隔。

  • CLK引脚输入脉冲的频率

    • 8253: fCLK≤2MHz
    • 8254: fCLK≤5MHz～10MHz

  • 门控信号GATE

    • 通常:

      

控制字

初始化编程

• 写控制字:

  • 选择通道,工作方式,计数格式等

• 写计数初值:

  • 初值8位:OUT一次即可
  • 初值16位:OUT两次.先低位后高位

• 例

  • 例:设8253口地址分别为3FOH, 3F2H, 3F4H, 3F6H。要求通道0工作于方式3,计数初值n=1234H(BCD)。试编写初始化程序。

    

6种工作方式-方式0

• 1.方式0—计数结束中断

  

  • 设定方式0,写入控制字, OUT立即变低
  • 设GATE=1,写入计数初值n后,再来一个CLK脉t:n丁具.正装入计数器。之后,每来一个CLK(下降沿),计数器减1,减至0后, OUT由低变高,可请求中断。
  • 若GATE=0,暂停计数;GATE=1,继续进行。
  • 应用:定时/计数。定时/计数结束后,可请求中断

• 方式1-可编程单稳脉冲

  

  • 设定方式1,写入控制字后, OUT立即变高
  • 写入n后,并不开始计数,直至GATE出现上升沿,则在下一个CLK到来时， OUT变低并开始计数
  • 计数结束, 0UT变高
  • 负脉冲宽度=TOLK×n
  • 可重复触发:计数未结束, GATE又来上升沿,则n重新装入并计数
  • 应用:作单稳态触发器,暂态宽度可调节

• 方式2-负脉冲发生器/分频器

  

  • 设定方式2,写入控制字后,0UT立即变高
  • 设GATE=1,则写入初值后的下一个CLK开始计数
  • 当计数值减至1时,OUT变低,减至0时, OUT又变高,同时将n的初值自动重新装入并重复上述过程
  • OUT端输出一系列连续的负脉冲,频率=fclk/n
  • 若计数过程中写入新的n值,则本次计数结束后按新的n值进行
  • GATE=0,禁止计数,OUT变高;GATE变高, n自动装入并工作
  • 应用:作分频器/负脉冲序列发生器

• 方式3-方波发生器

  

  • 设定方式3,写入控制字后, OUT立即变高
  • 与方式2相同之处:产生连续的脉冲,频率= fclk/n
  • 与方式2不同之处:输出脉冲为正负对称的方波(n为偶数)
  • 若n为奇数,输出脉冲的负脉宽比正脉宽少一个CLK周期
  • 应用:作方波发生器/分频器

• 方式4-软件触发选通

  

  • 设定方式4,写入控制字后, OUT立即变高
  • 设GATE=1,写入n后的下一个CLK开始计数,当计数值减为0时, OUT变低,一个TCLK后,又变高,形成一个负脉冲
  • 软件触发(即:装入n值)一次,仅输出一个负脉冲
  • GATE=0,停止计数,GATE变高后,重新装入n,开始计数
  • 应用:(定时)产生选通脉冲(软件触发)

• 方式5-硬件触发选通

  

  • 设定方式5,写入控制字后, OUT立即变高
  • 写入n后,并不开始计数,直至GATE出现上升沿,则在下一个CLK到来时开始计数,计数值减为0后,OUT输出一个TcLR的负脉冲,并自动再装入n,等待GATE再来上升浴触发
  • 硬件(GATE)触发一次,仅输出一个负脉冲
  • 若计数过程中GATE又来上升沿,则重新装入n,开始计数若计数
  • 过程中写入新的n值,则在下次GATE上升沿装入新n值并计数
  • 应用:(定时)产生选通脉冲(硬件触发)

8253工作方式总结

8253应用例子

例1定时功能之一:产生各种定时波形

• 编写初始化程序

  

  

例2定时功能之二:长延时

• 设8253口地址:81H, 83H, 85H, 87H

  • 欲输出方波:T=20s,f=0.05Hz

  • 分频系数

    • n=2M/0.05=40,000,000

  • 通道0、1串联:

    • n0=5000, n1=8000

  

例3.计数功能

• 设8253口地址:FOH, F2H, F4H, F6H对工件计数,每500个中断一次

  

  

  • 应用场合:卷烟,高速车辆,统计人数等
  • *8254可一次锁存多个计数器值