第八章定时器/计数器和多功能接口芯片 【回顾】可编程芯片的概念，端口的概念。 【本讲重点】定时与计数的基本概念及其意义，定时/计数器芯片Intel8253的性能概述，内、外部结构及其与CPU的连接。 8.1 定时与计数 1．定时与计数 在微机系统或智能化仪器仪表的工作过程中，经常需要使系统处于定时工作状态，或者对外部过程进行计数。定时或计数的工作实质均体现为对脉冲信号的计数，如果计数的对象是标准的内部时钟信号，由于其周期恒定，故计数值就恒定地对应于一定的时间，这一过程即为定时，如果计数的对象是与外部过程相对应的脉冲信号（周期可以不相等），则此时即为计数。 2．定时与计数的实现方法 (1) 硬件法 专门设计一套电路用以实现定时与计数，特点是需要花费一定硬设备，而且当电路制成之后，定时值及计数范围不能改变。 (2) 软件法 利用一段延时子程序来实现定时操作，特点，无需太多的硬设备，控制比较方便，但在定时期间，CPU不能从事其它工作，降低了机器的利用率。 (3) 软、硬件结合法 即设计一种专门的具有可编程特性的芯片，来控制定时和计数的操作，而这些芯片，具有中断控制能力，定时、计数到时能产生中断请求信号，因而定时期间不影响CPU的正常工作。 8.2 定时/计数器芯片Intel8253 Intel8253是8086微机系统常用的定时/计数器芯片，它具有定时与计数两大功能。 一、8253的一般性能概述 1．每个8253芯片有3个独立的16位计数器通道； 2．每个计数器通道都可以按照二进制或二—十进制(BCD码)计数；3．每个计数器的计数速率可以高达2MHz； 4．每个通道有6种工作方式，可以由程序设定和改变； 5．所有的输入、输出电平都与TTL兼容。 二、8253内部结构 8253的内部结构如图8-1所示，它主要包括以下几个主要部分：
定时器/计数器 6·1 80C51单片机内部有几个定时器/计数器?它们就是由哪些专用寄存器组成? 答:80C51单片机内部设有两个16位的可编程定时器/计数器,简称为定时器0(T0)与定时器l(Tl)。在定时器/计数器中的两个16位的计数器就是由两个8位专用寄存器TH0、TL0, THl、TLl组成。 6·2 80C51单片机的定时器/计数器有哪几种工作方式?各有什么特点? 答:80C51单片机的定时器/计数器有4种工作方式。下面介绍4种工作方式的特点。 方式0就是一个13位的定时器/计数器。当TL0的低5位溢出时向TH0进位,而TH0溢 出时向中断标志TF0进位(称硬件置位TF0),并申请中断。定时器0计数溢出与否,可通过查询TF0就是否置位或产生定时器0中断。 在方式1中,定时器/计数器的结构与操作几乎与方式0完全相同,惟一的差别就是:定时器就是以全16位二进制数参与操作。 方式2就是能重置初值的8位定时器/计数器。其具有自动恢复初值(初值自动再装人)功; 能,非常适合用做较精确的定时脉冲信号发生器。 方式3 只适用于定时器T0。定时器T0在方式3T被拆成两个独立的8位计数器TL0: 与TH0。其中TL0用原T0的控制位、引脚与中断源,即:C/T、GATE、TR0、TF0与T0 (P3、4)引脚、INTO(P3、2)引脚。除了仅用8位寄存器TL0外,其功能与操作与方式0、方式1
完全相同,可定时亦可计数。此时TH0只可用做简单的内部定时功能。它占用原定时器Tl 的控制位TRl与TFl,同时占用Tl的中断源,其启动与关闭仅受TRl置1与清0控制。 6·3 定时器/计数器用做定时方式时,其定时时间与哪些因素有关？作计数时,对外界计数频率有何限制？ 答: 定时器/计数器用做定时方式时,其定时时间与时钟周期、计数器的长度(如8位、13位、16位等)、定时初值等因素有关。作计数时,外部事件的最高计数频率为振荡频率(即时钟周期)的1/24。 6·4 当定时器T0用做方式3时,由于TR1位已被T0占用,如何控制定时器T1的开启与关闭？ 答:定时器T0用做方式3时,由于TRl位己被T0占用,此时通过控制位C/T切换其定时器 或计数器工作方式。当设置好工作方式时,定时器1自动开始运行;若要停止操作,只需送入一个设置定时器1为方式3的方式字。 6.5 己知80C51单片机系统时钟频率为6 MHz,请利用定时器T0与Pl。2输出矩形脉冲, 其波形如下: 答:设置T0为方式2定时,定时50us,初值X 为: X=28－(6×106×50×10-8 )÷12= 231D= E7H TH0= TL0=E7H ,TMOD= 2H
第八章可编程定时器/计数器8253及其应用 【回顾】可编程芯片的概念，端口的概念。 【本讲重点】定时与计数的基本概念及其意义，定时/计数器芯片Intel8253的性能概述，内、外部结构及其与CPU的连接。 8.1 定时与计数 1．定时与计数 在微机系统或智能化仪器仪表的工作过程中，经常需要使系统处于定时工作状态，或者对外部过程进行计数。定时或计数的工作实质均体现为对脉冲信号的计数，如果计数的对象是标准的内部时钟信号，由于其周期恒定，故计数值就恒定地对应于一定的时间，这一过程即为定时，如果计数的对象是与外部过程相对应的脉冲信号（周期可以不相等），则此时即为计数。 2．定时与计数的实现方法 (1) 硬件法 专门设计一套电路用以实现定时与计数，特点是需要花费一定硬设备，而且当电路制成之后，定时值及计数范围不能改变。 (2) 软件法 利用一段延时子程序来实现定时操作，特点，无需太多的硬设备，控制比较方便，但在定时期间，CPU不能从事其它工作，降低了机器的利用率。 (3) 软、硬件结合法 即设计一种专门的具有可编程特性的芯片，来控制定时和计数的操作，而这些芯片，具有中断控制能力，定时、计数到时能产生中断请求信号，因而定时期间不影响CPU的正常工作。 8.2 定时/计数器芯片Intel8253
Intel8253是8086微机系统常用的定时/计数器芯片，它具有定时与计数两大功能。 一、8253的一般性能概述 1．每个8253芯片有3个独立的16位计数器通道； 2．每个计数器通道都可以按照二进制或二—十进制(BCD码)计数； 3．每个计数器的计数速率可以高达2MHz； 4．每个通道有6种工作方式，可以由程序设定和改变； 5．所有的输入、输出电平都与TTL兼容。 二、8253内部结构 8253的内部结构如图8-1所示，它主要包括以下几个主要部分： 图8-1 8253的内部结构 1．数据总线缓冲器 实现8253与CPU数据总线连接的8位双向三态缓冲器，用以传送CPU向8253的控制信息、数据信息以及CPU从8253读取的状态信息，包括某时刻的实时计数值。2．读/写控制逻辑 控制8253的片选及对内部相关寄存器的读/写操作，它接收CPU发来的地址信号以实现片选、内部通道选择以及对读/写操作进行控制。