第7.2章典型可编程接口芯片及应用

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1、7.2可编程定时器/计数器芯片8254概述可编程计数器/定时器芯片82548254在PC机中的应用7.2.1定时器和计数器概述定时控制在微机系统中极为重要[定时器]由数字电路中的计数电路构成，通过记录高精度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间隔。定时器强调的是精确的时间。定时举例：①一天24小时的计时，称为日时钟。②在监测系统中，对被测点的定时取样。③在读键盘时，为去抖，一般延迟一段时间，再读。④在微机控制系统中，控制某工序定时启动。[计数电路]如果记录外设提供的具有一定随机性的脉冲信号时，它主要反映脉冲的个数（进而获知外设的某种状态），常又称为计数器。计数举例：①对零件和产

2、品的计数；②对大桥和高速公路上车流量的统计。定时功能的实现方法软件延时——是利用CPU每执行一条指令都需要几个固定的指令周期的原理，运用软件编程的方式进行定时。利用微处理器执行一个延时程序段实现。不可编程的硬件定时——采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间可编程的硬件定时——软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路7.2.28253/8254定时计数器3个独立的16位计数器通道每个计数器有6种工作方式，按二进制或十进制（BCD码）计数每个计数器在开始工作前必须预制时间常数每个计数器在工作过程中的当前计数值可被CPU读出。（注：时间常数也可在计数过程

3、中更改）8254是8253的改进型8253/8254的内部结构和引脚D7～D0计数器0控制字寄存器计数器1计数器2内部数据总线数据总线缓冲器读写控制逻辑RDWRA0A1CSCLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2计数器结构示意图预置寄存器GATECLKOUT减1计数器输出锁存器计数初值存于预置寄存器；在计数过程中，减1计数器的值不断递减，而预置寄存器中的预置不变。输出锁存器用于写入锁存命令时，锁定当前计数值1计数器的3个引脚CLK时钟输入信号——在计数过程中，此引脚上每输入一个时钟信号（下降沿），计数器的计数值减1GATE门控输入信号——

4、控制计数器工作，可分成电平控制和上升沿控制两种类型OUT计数器输出信号——当一次计数过程结束（计数值减为0），OUT引脚上将产生一个输出信号2与处理器接口D0~D7数据线A0~A1地址线RD读信号WR写信号CS片选信号由控制字格式中SC1，SC0位决定属于哪个计数器选中控制寄存器10110读输出锁存器OL当前值01对计数器寄存器CR送初值选中计数器2#10010读输出锁存器OL当前值01对计数器寄存器CR送初值选中计数器1#10100读输出锁存器OL当前值01对计数器寄存器CR送初值选中计数器0#10000功能A0A1CSWRRD8254的工作方式8254有6种工作方式，由方

5、式控制字确定熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用问题，选择正确的工作方式不同工作方式的区分点：输出波形计数过程中门控信号的影响启动触发方式每种工作方式的过程类似：⑴设定工作方式⑵设定计数初值〔⑶硬件启动〕⑷计数初值进入减1计数器⑸每输入一个时钟计数器减1的计数过程⑹计数过程结束方式0计数结束中断(一次有效)写入控制字之后，相应的输出信号OUT就开始变成低电平。计数器写完计数值时，开始计数。当计数器减到零时，OUT立即输出高电平。①②⑤④⑥GATEOUTCLK031244方式0WR①设定工作方式②设定计数初值④计数值送入计数器⑤计数过程⑥计数结束方式0门控信号GATE为高电平

6、时，计数器工作；为低电平时，计数器停止工作，计数值保持不变。在计数器工作期间，如果重新写入新的计数值，计数器将按新写入的计数值重新工作。n=5CLKOUTWR①5432108254的方式0时序波形WROUT③n=998n=443210n=5WRGATEOUT②54321044方式1可编程单稳脉冲写入计数初值后，计数器并不立即开始工作；等待到GATE上升沿，才开始工作，使输出OUT变成低电平；直到计数器值减到零后，输出才变高电平。计数到0，初值自动重置。[单稳态触发器]只有一个稳态，一个触发脉冲使触发器进入暂稳态，经过一段可调的时间间隔后，又回到稳态。①②⑤④⑥①设定工作方式②

7、设定计数初值③③硬件启动④计数值送入计数器⑤计数过程⑥计数结束GATEOUTCLK031244方式1WR方式1正常情况下，GATE上升沿触发，OUT端输出一个nT的负脉冲。在计数器工作期间，当GATE又出现一个上升沿时，计数器重新装入原计数初值并重新开始计数。如果工作期间对计数器写入新的计数初值，则要等到当前的计数值计满回零且门控信号再次出现上升沿后，才按新写入的计数初值开始工作。8254的1方式时序波形OUT②4321GATE40n=4CLKGATEWROUT①43210n=3WR③n=2OUT321