可編程定時器計數(shù)器及其應(yīng)用

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1、6.4可編程定時/計數(shù)器8254及其應(yīng)用為什么需要定時/計數(shù)器在自動化流水線中在測控系統(tǒng)中在智能化儀器儀表中兩項(xiàng)基本工作計數(shù)定時關(guān)于定時定時軟件定時硬件定時不可編程芯片定時（如555定時器）可編程芯片（如8254定時器）定時器工作原理漏水模型如8254裝水模型如80C516.4.18254定時器/計數(shù)器（1）8254的外部引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)*A1A0選擇片內(nèi)各端口（3個通道和一個控制寄存器）00011011通道0通道1通道2控制寄存器8254與CPU連接示例RDWRCSA1A0D0:D7CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2

2、OUT2地址譯碼器A9:A2A1A0IORIOW控制寄存器8254DB片選片內(nèi)端口選擇A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0100000110010000011011000001110100000111120CH選中通道020DH選中通道120EH選中通道220FH選中控制寄存器設(shè)當(dāng)A9~A2的地址信息為：10000011譯碼器輸出有效信號基本計數(shù)工作原理：減法計數(shù)器計數(shù)工作單元CE代表外部事件發(fā)生的計數(shù)脈沖減法計數(shù)器計數(shù)工作單元CE頻率精確的時鐘脈沖串根據(jù)不同的工作方式，OUT輸出不同的信號CLK基本定時工作原理：CLK計數(shù)初值N（定時系數(shù)）OUT

3、OUT定時系數(shù)＝要求定時的時間/時鐘脈沖周期定時的本質(zhì)還是計數(shù)，計數(shù)的對象必須是頻率精確的脈沖串。如果時鐘脈沖的周期是1μs，要求定時1ms，則計數(shù)1000次即可，即：定時系數(shù)為1000；（對秒計數(shù)60次就是1分鐘）計數(shù)初值N注意??！工作原理在計數(shù)工作方式下：計數(shù)初值寫入CR；CE為0時表明計數(shù)達(dá)到規(guī)定值。在定時工作方式下：定時系數(shù)寫入CR；CE為0時表明定時時間到。16計數(shù)初值寄存器CR16位計數(shù)工作單元CEOUT16輸出鎖存器OL用戶編程寫入外部控制外部事件脈沖時鐘脈沖計數(shù)結(jié)束時OUT輸出信號開始計數(shù)時CR裝入CE隨CLK一次減1內(nèi)部總線GATEC

4、LKCLK：計數(shù)或定時脈沖輸入引腳GATE：門控引腳：允許/禁止計數(shù)；啟動/終止計數(shù)OUT：輸出引腳：計數(shù)通道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)CRHCRLOLHOLL不同的工作方式下有不同的輸出（2）8254的工作方式8254的基本計數(shù)工作方式和基本定時工作方式是基礎(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：*定時或計數(shù)的啟動方式*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)楦鞣N方式主要是通過OUT引腳表現(xiàn)出來，請關(guān)注OUT。1）方式0計數(shù)結(jié)束中斷典型的事件計數(shù)（基本計數(shù)工作

5、方式）基本功能：完成計數(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*計數(shù)到0時，OUT送出高電平直到寫入了新的計數(shù)初值。*通常用OUT的低—高變化來產(chǎn)生中斷請求或查詢信號。*軟件啟動，不具備重復(fù)性，再次寫入初值，開始新一輪計數(shù)*寫入計數(shù)初值到CR后，第一個計數(shù)脈沖的作用是把計數(shù)初值裝入CE。所以當(dāng)計數(shù)初值=4時，實(shí)際上當(dāng)CLK輸入5個計數(shù)脈沖后OUT才為1。*GATE=0，暫停計數(shù)；GATE=1，繼續(xù)計數(shù)*計數(shù)過程中可以寫入新的計數(shù)初值，從寫入后的下一個脈沖開始，以新的初值進(jìn)行計數(shù)下圖中用波形表達(dá)了3種情況：*1GATE=1，完整

6、的一輪計數(shù)*2計數(shù)過程中，GATE=0，暫停計數(shù)*3計數(shù)過程中，重新寫入計數(shù)初值的計數(shù)情況2）方式1硬件可觸發(fā)單穩(wěn)基本功能：計數(shù)器相當(dāng)于一個可編程的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器?？捎么朔绞絹懋a(chǎn)生由程序控制脈沖寬度的負(fù)單脈沖，該脈沖的寬度（低電平持續(xù)時間）由計數(shù)初值N確定。工作特點(diǎn)：*輸入控制字后，OUT以高電平為初始電平*以GATE的上升邊為起點(diǎn)，一個CLK脈沖后，OUT為低，計數(shù)完成后OUT又回到高電平，產(chǎn)生一個負(fù)的單脈沖。相當(dāng)于單穩(wěn)電路從穩(wěn)態(tài)（高）到暫穩(wěn)態(tài)（低）又回到穩(wěn)態(tài)*該單脈沖的寬度（低電平繼續(xù)時間）是CLK周期的N倍*可重復(fù)觸發(fā)。GATE的上升邊啟動新一輪工

7、作。圖中用波形表達(dá)了3種情況：*1正常的一次單穩(wěn)動作全過程。*2N=3，表明暫穩(wěn)態(tài)為3個CLK時間；在暫穩(wěn)態(tài)過程中，再次觸發(fā)，再進(jìn)行一次3個CLK周期的暫穩(wěn)態(tài)。*3改變計數(shù)初值N=4，由于沒有GATE啟動新一輪動作，本次仍然完成3個CLK暫穩(wěn)態(tài)過程。當(dāng)GATE上升邊到來后，N=4的單穩(wěn)操作才開始。3）方式2分頻器（N分頻方式，頻率發(fā)生器）基本功能：輸出頻率固定的脈沖（控制輸出信號的高/低電平的比例。）工作特點(diǎn)：*控制字寫入后，OUT以高電平為初始電平。計數(shù)器減到1時，OUT輸出一個寬度為一個CLK的負(fù)脈沖。*OUT輸出的脈沖串，以N—1個CLK脈沖為高

8、電平，以一個CLK脈沖為低電平。實(shí)際上，OUT輸出的脈沖頻率為CLK脈沖的N分頻。*GATE門