可編程接口芯片8254及應(yīng)用(已修改)
2025-01-18 02:02 本頁(yè)面
【正文】 第 7章 可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器芯片 8254 概述 可編程計(jì)數(shù)器 /定時(shí)器芯片 8254 8254在 PC機(jī)中的應(yīng)用 are/chapter7/ 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器概述 定時(shí)控制在微機(jī)系統(tǒng)中極為重要 [定時(shí)器 ]由數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)電路構(gòu)成，通過(guò)記錄高精度晶振脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，輸出準(zhǔn)確的時(shí)間間隔。定時(shí)器強(qiáng)調(diào)的是精確的時(shí)間。 定時(shí)舉例： ①一天 24小時(shí)的計(jì)時(shí)，稱(chēng)為日時(shí)鐘。 ②在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，對(duì)被測(cè)點(diǎn)的定時(shí)取樣。 ③在讀鍵盤(pán)時(shí)，為去抖，一般延遲一段時(shí)間，再讀。 ④在微機(jī)控制系統(tǒng)中，控制某工序定時(shí)啟動(dòng)。 [計(jì)數(shù)電路 ]如果記錄外設(shè)提供的具有一定隨機(jī)性的脈沖信號(hào)時(shí)，它主要反映脈沖的個(gè)數(shù)（進(jìn)而獲知外設(shè)的某種狀態(tài)），常又稱(chēng)為 計(jì)數(shù)器。 計(jì)數(shù)舉例： ①對(duì)零件和產(chǎn)品的計(jì)數(shù)； ②對(duì)大橋和高速公路上車(chē)流量的統(tǒng)計(jì)。 定時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)方法 軟件延時(shí) —— 是利用 CPU每執(zhí)行一條指令都需要幾個(gè)固定的指令周期的原理，運(yùn)用軟件編程的方式進(jìn)行定時(shí)。利用微處理器執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序段實(shí)現(xiàn)。 不可編程的硬件定時(shí) —— 采用分頻器、單穩(wěn)電路或簡(jiǎn)易定時(shí)電路控制定時(shí)時(shí)間 可編程的硬件定時(shí) —— 軟件硬件相結(jié)合、用可編程定時(shí)器芯片構(gòu)成一個(gè)方便靈活的定時(shí)電路 8253/8254定時(shí)計(jì)數(shù)器 3個(gè)獨(dú)立的 16位計(jì)數(shù)器通道 每個(gè)計(jì)數(shù)器有 6種工作方式，按二進(jìn)制或十進(jìn)制（ BCD碼）計(jì)數(shù) 每個(gè)計(jì)數(shù)器在開(kāi)始工作前必須預(yù)制時(shí)間常數(shù) 每個(gè)計(jì)數(shù)器在工作過(guò)程中的當(dāng)前計(jì)數(shù)值可被 CPU讀出。（注：時(shí)間常數(shù)也可在計(jì)數(shù)過(guò)程中更改） 8254是 8253的改進(jìn)型 8253/8254的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳 D7～ D0 計(jì)數(shù)器 0 控制字 寄存器 計(jì)數(shù)器 1 計(jì)數(shù)器 2 內(nèi) 部 數(shù) 據(jù) 總 線(xiàn) 數(shù)據(jù)總線(xiàn) 緩沖器 讀寫(xiě)控制 邏輯 RD WR A 0 A 1 CS CLK 0 GATE 0 OUT 0 CLK 1 GATE 1 OUT 1 CLK 2 GATE 2 OUT 2 計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)示意圖 預(yù)置寄存器 GATE CLK OUT 減 1計(jì)數(shù)器 輸出鎖存器 ?計(jì)數(shù)初值存于 預(yù)置寄存器 ； ?在計(jì)數(shù)過(guò)程中， 減 1計(jì)數(shù)器 的值不斷遞減，而預(yù)置寄存器中的預(yù)置不變。 ?輸出鎖存器 用于寫(xiě)入鎖存命令時(shí)， 鎖定當(dāng)前計(jì)數(shù)值 1 計(jì)數(shù)器的 3個(gè)引腳 CLK時(shí)鐘輸入信號(hào) —— 在計(jì)數(shù)過(guò)程中，此引腳上每輸入一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)（ 下降沿 ），計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減 1 GATE門(mén)控輸入信號(hào) —— 控制計(jì)數(shù)器工作，可分成電平控制 和 上升沿控制 兩種類(lèi)型 OUT計(jì)數(shù)器輸出信號(hào) —— 當(dāng)一次計(jì)數(shù)過(guò)程結(jié)束（計(jì)數(shù)值減為 0）， OUT引腳上將產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào) 2 與處理器接口 D0 ~ D7數(shù)據(jù)線(xiàn) A0 ~ A1地址線(xiàn) RD讀信號(hào) WR寫(xiě)信號(hào) CS片選信號(hào) 由控制字格式中 SC1， SC0位決定屬于哪個(gè)計(jì)數(shù)器 選中控制寄存器 1 0 1 1 0 讀輸出鎖存器 OL當(dāng)前值 0 1 對(duì)計(jì)數(shù)器寄存器 CR送初值 選中計(jì)數(shù)器 2 1 0 0 1 0 讀輸出鎖存器 OL當(dāng)前值 0 1 對(duì)計(jì)數(shù)器寄存器 CR送初值 選中計(jì)數(shù)器 1 1 0 1 0 0 讀輸出鎖存器 OL當(dāng)前值 0 1 對(duì)計(jì)數(shù)器寄存器 CR送初值 選中計(jì)數(shù)器 0 1 0 0 0 0 功 能 A0 A1 CS WR RD 8254的工作方式 8254有 6種工作方式，由 方式控制字 確定 熟悉每種工作方式的特點(diǎn) 才能根據(jù)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，選擇正確的工作方式 不同工作方式的區(qū)分點(diǎn)： ?輸出波形 ?計(jì)數(shù)過(guò)程中門(mén)控信號(hào)的影響 ?啟動(dòng)觸發(fā)方式 每種工作方式的過(guò)程類(lèi)似： ⑴ 設(shè)定工作方式 ⑵ 設(shè)定計(jì)數(shù)初值 〔 ⑶ 硬件啟動(dòng) 〕 ⑷ 計(jì)數(shù)初值進(jìn)入減 1計(jì)數(shù)器 ⑸ 每輸入一個(gè)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器減 1的計(jì)數(shù)過(guò)程 ⑹ 計(jì)數(shù)過(guò)程結(jié)束 方式 0 計(jì)數(shù)結(jié)束中斷 (一次有效 ) 寫(xiě)入控制字之后，相應(yīng)的輸出信號(hào) OUT就開(kāi)始變成低電平。 計(jì)數(shù)器寫(xiě)完計(jì)數(shù)值時(shí)，開(kāi)始計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器減到零時(shí)， OUT立即輸出高電平。 ① ② ⑤ ④ ⑥ GATE OUT CLK 0 3 1 2 4 4 方式 0 WR ① 設(shè) 定 工 作 方 式 ② 設(shè) 定 計(jì) 數(shù) 初 值 ④ 計(jì) 數(shù) 值 送 入 計(jì) 數(shù) 器 ⑤ 計(jì) 數(shù) 過(guò) 程 ⑥ 計(jì) 數(shù) 結(jié) 束 方式 0 門(mén)控信號(hào) GATE位高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器工作；為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器停止工作，計(jì)數(shù)值保持不變。 在計(jì)數(shù)器工作期間，如果重新寫(xiě)入新的計(jì)數(shù)值，計(jì)數(shù)器將按新寫(xiě)入的計(jì)數(shù)值重新工作。 8254的方式 0時(shí)序波形 n=5 CLK OUT WR ① 5 4 3 2 1 0 n=5 WR GATE OUT ② 5 4 3 2 1 0 4 4 WR OUT ③ n=9 9 8 n=4 4 3 2 1 0 方式 1 可編程單穩(wěn)脈沖 寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值后，計(jì)數(shù)器并不立即開(kāi)始工作； 等待到 GATE上升沿，才開(kāi)始工作，使輸出 OUT變成低電平； 直到計(jì)數(shù)器值減到零后，輸出才變高電平。 計(jì)數(shù)到 0，初值自動(dòng)重置，但要等到下一個(gè)GATE上升沿觸發(fā)才重新計(jì)數(shù) 。 [單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 ]只有一個(gè)穩(wěn)態(tài)（高電平），一個(gè)觸發(fā)脈沖使觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)（低電平），經(jīng)過(guò)一段可調(diào)的時(shí)間間隔后，又回到穩(wěn)態(tài)。所以工作于方
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