可編程定時(shí)器計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用(已修改)
2025-06-27 07:25 本頁(yè)面
【正文】 第 1頁(yè) 電氣工程學(xué)院 可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 8254及其應(yīng)用 ?為什么需要定時(shí) /計(jì)數(shù)器 在自動(dòng)化流水線中 在測(cè)控系統(tǒng)中 在智能化儀器儀表中 兩項(xiàng)基本工作 計(jì)數(shù) 定時(shí) ?關(guān)于定時(shí) 定時(shí) 軟件定時(shí) 硬件定時(shí) 不可編程芯片定時(shí)（如 555定時(shí)器） 可編程芯片（如 8254定時(shí)器） ?定時(shí)器工作原理 漏水模型 如 8254 裝水模型 如 80C51 第 2頁(yè) 電氣工程學(xué)院 8254定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 （ 1） 8254的外部引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu) *A1 A0 選擇 片內(nèi) 各端口（ 3個(gè)通道 和 一個(gè)控制寄存器 ） 0 0 0 1 1 0 1 1 通道 0 通道 1 通道 2 控制寄存器 第 3頁(yè) 電氣工程學(xué)院 ?8254與 CPU連接示例 RD WR CS A1 A0 D0 : D7 CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2 地址 譯碼器 A9 : A2 A1 A0 IOR IOW 控制 寄存器 8254 DB 片選 片內(nèi)端口選擇 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 20CH 選中通道 0 20DH 選中通道 1 20EH 選中通道 2 20FH 選中控制寄存器 設(shè)當(dāng) A9~A2的地址信息為： 1 0 0 0 0 0 1 1 譯碼器輸出有效信號(hào) 第 4頁(yè) 電氣工程學(xué)院 基本 計(jì)數(shù) 工作原理： 減法計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)工作單元CE 代表外部事件 發(fā)生的 計(jì)數(shù)脈沖 減法計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)工作單元 CE 頻率精確的 時(shí)鐘脈沖串 根據(jù) 不同的工作方式 ， OUT輸出不同的信號(hào) CLK 基本 定時(shí) 工作原理 ： CLK 計(jì)數(shù)初值 N （定時(shí)系數(shù)） OUT OUT 定時(shí)系數(shù) ＝ 要求定時(shí)的時(shí)間 / 時(shí)鐘脈沖周期 定時(shí) 的本質(zhì) 還是計(jì)數(shù) ，計(jì)數(shù)的對(duì)象必須是頻率精確的脈沖串。如果 時(shí)鐘脈沖的周期是 1μs ，要求定時(shí) 1ms，則計(jì)數(shù) 1000次即可，即： 定時(shí)系數(shù) 為 1000； （對(duì)秒計(jì)數(shù) 60次就是 1分鐘） 計(jì)數(shù)初值 N 注意??！ ?工作原理 第 5頁(yè) 電氣工程學(xué)院 在計(jì)數(shù)工作方式下 ：計(jì)數(shù)初值寫入 CR； CE為 0時(shí)表明 計(jì)數(shù)達(dá)到規(guī)定值 。 在定時(shí)工作方式下 ：定時(shí)系數(shù)寫入 CR； CE為 0時(shí)表明 定時(shí)時(shí)間到 。 16計(jì)數(shù)初值寄存器 CR 16位計(jì)數(shù)工作單元 CE OUT 16輸出鎖存器 OL 用戶編程寫入 外部控制 外部事件脈沖 時(shí)鐘脈沖 計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí) OUT輸出信號(hào) 開始計(jì)數(shù)時(shí) CR裝入 CE 隨 CLK一次減 1 內(nèi)部總線 GATE CLK CLK： 計(jì)數(shù) 或 定時(shí)脈沖 輸入引腳 GATE： 門控 引腳：允許 /禁止計(jì)數(shù)；啟動(dòng) /終止計(jì)數(shù) OUT：輸出引腳： ?計(jì)數(shù)通道 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) CRH CRL OLH OLL 不同的工作方式下有不同的輸出 第 6頁(yè) 電氣工程學(xué)院 （ 2） 8254的工作方式 8254的 基本計(jì)數(shù)工作方式 和 基本定時(shí)工作方式 是基礎(chǔ)，在這兩種基本方式下，可以演繹出 6種 工作方式。 注意 每一種方式下： *定時(shí)或計(jì)數(shù)的 啟動(dòng) 方式 *GATE的 控制 作用 *OUT引腳上的 輸出波形 每一種方式分為 基本功能 和 工作特點(diǎn) 兩部分，細(xì)節(jié)很多。我們通過波形圖，介紹概要。 因?yàn)?各種方式 主要是通過 OUT引腳表現(xiàn)出來，請(qǐng) 關(guān)注 OUT。 1） 方式 0 計(jì)數(shù)結(jié)束中斷 典型的事件計(jì)數(shù)（基本計(jì)數(shù)工作方式） 基本功能 ：完成計(jì)數(shù)， OUT輸出高電平 工作特點(diǎn)： *寫入控制字后， OUT的 初始電平為低 *計(jì)數(shù)到 0時(shí)， OUT送出高電平 直到 寫入了新的計(jì)數(shù)初值。 *通常用 OUT的 低 —高變化 來產(chǎn)生 中斷請(qǐng)求 或 查詢信號(hào) 。 *軟件啟動(dòng)， 不具備重復(fù)性 ，再次寫入初值，開始新一輪計(jì)數(shù) *寫入計(jì)數(shù)初值到 CR后， 第一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖 的作用是 把計(jì)數(shù)初值裝入 CE。所以當(dāng)計(jì)數(shù)初值 =4時(shí)，實(shí)際上當(dāng) CLK輸入 5個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后 OUT才為 1。 第 7頁(yè) 電氣工程學(xué)院 *GATE=0， 暫停計(jì)數(shù) ； GATE=1，繼續(xù)計(jì)數(shù) *計(jì)數(shù)過程中可以寫入 新 的計(jì)數(shù)初值，從寫入后的 下一個(gè)脈沖開始 ，以 新 的初值進(jìn)行計(jì)數(shù) 下圖中用波形表達(dá)了 3種情況： *1 GATE=1，完整的一輪計(jì)數(shù)
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