基于可编程定时/计数器8253在生产中的应用
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定时/计数器都有定时或对外部事件计数的功能。
通常,定时/计数器归纳起来一般有3种类型:硬件计数器可在简单软件控制下计数,特点是成本低,使用方便,但是专用性强,使用不广泛。
软件定时/计数器特点是几乎没有硬件费用,但他占用CPU的运行时间,降低了CPU的工作效率。
可编程定时/计数器特点是工作灵活,而且不占用CPU的运行时问,缺点是成本较高。
其中可编程定时/计数器8253是一种使用较为普遍的可编程定时/计数器。
可编程定时/计数器8253通过软件设定,可以产生各种时间延迟信号,他的使用非常广泛,通常被用于定时控制、延时、计数等场合,如定时刷新RAM、系统时钟的计时、扬声器的发音长短的控制。
在使用的时候,需要进行严密的计算和精确的测试,以满足不同的要求。
l 可编程定时/计数器8253的工作原理可编程定时/计数器8253是N MOS工艺制成的大规模集成电路,通过简单编程可实现不同的功能,图1为可编程定时/计数器8253的基本原理图。
从图1可以看出,芯片内有3个独立的计数器,分别为计数器0,计数器1,计数器2,每一个计数器都是16位的,可以分别对他们设定工作方式(通过控制字设定)。
图2为封装后的8253引脚图。
可编程定时/计数器8253可以应用在两种情况下:定时、计数。
当用作定时器时,可以循环计数,信号来源一般为系统本身;当用作计数器时,信号来源一般为系统文件。
在扬声器驱动系统中,可编程定时/计数器8253是作定时器来使用的。
图2中对应引脚的含义如下:CLK0,CLK1,CLK2:对应计数器的时钟输入。
GATE0,GATE1,GATE2:对应计数器输出信号。
OUT0,OUT1,OUT2:对应计数器输出信号。
RD:读信号。
低电平有效,读出计数器的计数值送入缓冲器。
WR:写信号。
低电平有效,接收由缓冲器送来的数据。
CS:片选信号。
低电平有效。
只有在CS信号低电平时8253才能产生读写操作,否则不会读写。
A1~A0:对3个计数器和1个控制寄存器端口进行寻址。
8253可编程定时计数器应用实验一、实验要求:按照电路图连接好电路,利用8253定时计数器0产生500Hz,250Hz,125Hz 的方波信号,显示在示波器上;然后用8253定时计数器1制作一个频率计以检测4060和定时计数器0输出方波的频率。
二、实验目的:1、了解如何利用计数器(以4060为例)制作分频器2、熟悉8253在系统中的典型接法。
3、掌握8253的工作方式及应用编程。
三、实验电路及连线:输入时钟产生模块YQNQLQJQIQHQGQFQEQD图1,分频器4060就是一个纯粹的计数器,当作分频用,QD-DN就是对输入频率的4分频-8192分频,直接接到8253相应的定时器计数器时钟输入端口即可8253接口模块X图2,定时器计数器8位数据线和单片机的P0口相连;片选信号CS和P1.0相连;WR/RD分别和单片机相应的WR/RD相连;A0,A1分别和单片机的P3.4、P3.5相连;CLK0直接和4060的QD时钟输出相连;OUT0接示波器和CLK1。
四、实验说明:8253是一款拥有3个完全相同的16位定时器计数器的定时器计数器芯片,三个通道完全独立,其引脚功能为D0-D7:8位数据双向I/O口WR/RD:写/读信号,低电平有效CS:片选信号,低电平有效GATE0-2:三个定时器计数器的门信号CLK0-2:三个定时器计数器的时钟输入信号OUT0-2:三个定时器计数器的输出信号A0,A1:定时器计数器读写地址选择,00 定时器计数器0;01定时器计数器1;10 定时器计数器2;11 控制寄存器定时器计数器采用倒计数,即每输入一个时钟脉冲自减1,当计数寄存器减为0时OUT输出一个脉冲信号,但输出受工作方式和GATE引脚控制。
定时时间=时钟脉冲周期×预置的计数初值8253的定时器计数器有6种工作模式,具体工作模式由状态寄存器决定,如下SC1,SC0:计数器选择 00:选择计数器001:选择计数器110:选择计数器2RW1,RW0:读/写指示 00:计数器锁存命令01:只读/写低 8位10:只读/写高 8位11:先读/写低8位,再读/写高 8位M2,M1,M0:定时器计数器工作方式选择:000-101,方式0-5BCD:计数寄存器数制选择,1:BCD码;0:二进制码8253每个定时器计数器都有6种工作方式,具体如下所述方式0:计数结果中断方式8253工作于方式0时,在写入初始值n后,GATE为高电平时开始计数,OUT 为输出低电平,直到计数器为0,OUT变为高电平直到下次计数开始再变为低电平。
第27课 8253工作方式以及应用举例8253的六种工作方式,8253的实际应用举例。
本课主题:教学目的:掌握8253六种工作方式的特点以及使用方法,通过实际应用举例强化8253的使用方法。
教学重点:8253的硬件连接和软件初始化方法。
教学难点:8253的在系统中的应用。
授课内容:8253的每个通道都有6种不同的工作方式,下面分别进行介绍。
1.方式0--计数结束中断方式(Interrupt on Terminal Count)2.方式1--可编程单稳态输出方式(Programmable One-short)3.方式2--比率发生器(Rate Generator)4.方式3--方波发生器(Square Wave Generator)5.方式4--软件触发选通(Software Triggered Strobe)6.方式5--硬件触发选通(Hardware Triggered Strobe)由上面的讨论可知,6种工作方式各有特点,因而适用的场合也不一样。
现将各种方式的主要特点概括如下:对于方式0,在写入控制字后,输出端即变低,计数结束后,输出端由低变高,常用该输出信号作为中断源。
其余5种方式写入控制字后,输出均变高。
方式0可用来实现定时或对外部事件进行计数。
方式1用来产生单脉冲。
方式2用来产生序列负脉冲,每个负脉冲的宽度与CLK脉冲的周期相同。
方式3用于产生连续的方波。
方式2和方式3都实现对时钟脉冲进行n分频。
方式4和方式5的波形相同,都在计数器回0后,从OUT端输出一个负脉冲,其宽度等于一个时钟周期。
但方式4由软件(设置计数值)触发计数,而方式5由硬件(门控信号GATE)触发计数。
这6种工作方式中,方式0、1和4,计数初值装进计数器后,仅一次有效。
如果要通道再次按此方式工作,必须重新装入计数值。
对于方式2、3和5,在减1计数到0值后,8253会自动将计数值重装进计数器。
8.2 8253的应用举例一、8253定时功能的应用例子1(用8253产生各种定时波形在某个以8086为CPU的系统中使用了一块8253芯片,通道的基地址为310H,所用的时钟脉冲频率为1MHz。
8253计数器的应用intel8253是NMOS工艺制成的可编程计数器/定时器,有几种芯片型号,外形引脚及功能都是兼容的,只是工作的最高计数速率有所差异,例如8253(2.6MHz),8253-5(5MHz) 8253内部有三个计数器,分别称为计数器0、计数器1和计数器2,他们的机构完全相同。
每个计数器的输入和输出都决定于设置在控制寄存器中的控制字,互相之间工作完全独立。
每个计数器通过三个引脚和外部联系,一个为时钟输入端CLK,一个为门控信号输入端GATE,另一个为输出端OUT。
每个计数器内部有一个8位的控制寄存器,还有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL。
执行部件实际上是一个16位的减法计数器,它的起始值就是初值寄存器的值,而初始值寄存器的值是通过程序设置的。
输出锁存器的值是通过程序设置的。
输出锁存器OL用来锁存计数执行部件CE的内容,从而使CPU可以对此进行读操作。
顺便提一下,CR、CE 和OL都是16位寄存器,但是也可以作8位寄存器来用。
在微型机应用系统中,往往要求有一些外部实时时钟,以实现定时或延时控制,也往往要求能对外部事件进行计数控制的计数器。
有3种常用实现定时延时的控制方法:软件延时,不可编程硬件定时和可编程的硬件定时。
软件定时是用汇编语言编写的循环程序来实现,定时较准确,但在定时过程中,CPU 不能执行其它程序,浪费了CPU的时间。
不可编程硬件定时由定时器件来实现,如定时器555。
也可利用计数直接对系统时钟脉冲计数。
这种方式不占用CPU的时间,且很容易产生确定宽度的单脉冲或固定频率的连续脉冲,但一旦硬件电路确定后,定时特性不易改变。
可编程的硬件定时器是直接对系统时钟脉冲或某一固定频率的时钟脉冲进行计数的,计数多少则由编程确定。
当计数到预定的脉冲数时给出定时时间信号,从而得到所需要的定时时间间隔。
大部分可编程定时器都兼有计数功能,不仅可对系统时钟脉冲计数,也可对非周期性的外部事件进行计数。
南昌理工学院实验报告二O一二年月日课程名称:微机原理与接口技术实验名称:定时、计数器8253A应用班级:姓名:同组人:指导教师评定:签名:【一、实验名称】定时、计数器8253A应用【二、实验目的】学习8253A可编程定时、计数器与8088CPU的接口方法;了解8253A的工作方式;掌握8253A在各种方式下的编程方法。
【三、实验内容和原理】1、实验原理8253A的A0、A1接系统地址总线A0、A1,故8253A有四个端口地址。
8253A的片选地址为40H~4FH。
因此,本实验仪中的8253A四个端口地址为40H、41H、42H、43H,分别对应通道0、通道1、通道2和控制字。
采用8253A通道0,工作在方式3,输入时钟CLK0为1MHZ的方波,并要求用接在GATE0引脚上的导线是接地或甩空来观察GATE对计数器的控制作用,用示波器观察输出波形。
2、实验线路连接(1)8253A的GATE0接+5V。
(2)8253A的CLK0插孔接分频器74LS393的T4插孔,分频器的频率源为4MHZ。
【四、实验条件】微型计算机一台,工具箱,示波器【五、实验过程】运行实验程序:单机时,实验程序起始地址为F000:9180。
在系统显示监控提示符“P."时:输入F000按F1键输入9180按EXEC键。
将CLK0接T6,OUTO插孔连接一个发光的二极管。
附:实验参考程序:ORG 08C0H ;?L8253: MOV DPTR,#0C003HMOV A,#36HMOVX @DPTR,AMOV DPTR,#0C000HMOV A,#00HMOVX @DPTR,AMOV A,#10HMOVX @DPTR,ASJMP $END【六、实验结果】当CLK0接T6时,发现发光的二极管的亮度是在改变的。
当CLK0接T7时,发现发光的二极管的亮度的变化没有CLK0接T6时快。
当CLK0接T4时,肉眼无法发现发光的二极管灯的亮度有改变。
8253的工作原理及应用一、工作原理8253是一种常见的计时/计数芯片,它能够完成各种定时和计数功能。
它采用了三个计数器,分别为计数器0、计数器1和计数器2。
每个计数器可以独立工作,同时也可以与其他计数器进行协同工作。
具体的工作原理如下:1.计数器的基本工作原理是将外部时钟信号分频后输出,根据计数器的工作模式,可以输出不同的周期信号。
2.8253有三个计数器,计数器0可以设置工作模式,计数器1和计数器2可以由计数器0通过控制字来选择工作模式。
3.通过控制字可以设置计数器的工作模式,比如设置为定时器工作模式、内部触发工作模式、软件触发工作模式等等。
4.计数器工作的时候,是通过输入控制字来设置计数器的初始值,然后按照设定的模式进行计数,当计数到达设定的值时,会触发相应的事件,例如输出一个脉冲信号或者产生一个中断。
二、应用领域8253芯片在计算机系统中有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1.定时器功能:8253芯片可以实现定时器的功能,通过改变控制字设置的工作模式和初始值,可以产生定时脉冲信号,精确地控制计时间隔。
这在操作系统中非常常见,可以用于定时器中断、延时等。
此外,它还可以用于工业自动化领域中的精确控制和同步任务。
2.计数器功能:8253芯片也可以作为计数器使用。
例如,在测量系统中,可以通过外部输入信号的脉冲数量来进行计数,并配合计时功能实现测量和统计。
3.PWM信号生成:8253芯片可以实现PWM(脉宽调制)信号的生成。
通过改变初始值和周期,可以控制PWM信号的占空比,实现对电机速度、光强等参数的控制。
4.音频处理:8253芯片中的计数器可以用于实现音频处理。
通过设定计数器的频率,可以控制音频信号的采样率,从而实现音频的录制和播放。
5.高速脉冲生成:8253芯片可以产生高速脉冲,用于直流电机控制、步进电机控制等应用场景中。
三、优势与不足8253芯片具有以下几个优点:•多功能性:8253芯片具有丰富的工作模式,可以根据不同的需求灵活地配置和应用。
实验三 8253计数器/定时器的应用一、实验目的:学习掌握8253用作定时器的编程原理;二、8253应用小结I8253和I8254都是可编程计数器,它们的引脚兼容,功能与使用方法相同。
I8254是I8253的改进型。
1.微机系统定时器和实验箱定时器(1)微机系统使用的8254,其3个通道均有固定的用途:0号计数器为系统时钟源,每隔55ms向系统主8259IR0提一次中断请求;1号计数器用于动态存储器的定时刷新控制;2号计数器为系统的发声源。
用户在使用微机系统的时候,可以使用0号和2号计数器,但不能改变对1号计数器的初始化。
(2)实验箱上的8253,其数据线D7—D0,地址线A1、A0和控制线RD、WR通过总线驱动卡和微机系统的三总线相连。
除此之外,三个计数器的引出段和片选端都是悬空的,这意味着实验箱上的8253的三个计数器都归用户使用,你可以单独使用其中的一个计数器,也可以串联使用其中的2个或3个计数器。
(3)8253计数器的输入信号,其频率不能超过2MHz,否则长时间使用,芯片过热,容易烧毁。
2.8253初始化使用8253前,要进行初始化编程。
初始化编程的步骤是:①向控制寄存器端口写入控制字对使用的计数器规定其使用方式等。
②向使用的计数器端口写入计数初值。
3.8253控制字D7D6=00:使用0号计数器,D7D6=01:使用1号计数器D7D6=10:使用2号计数器,D7D6=11:无效D5D4=00:锁存当前计数值D5D4=01:只写低8位(高8位为0),读出时只读低8位D5D4=10:只写高8位(低8位为0),读出时只读高8位D5D4=11:先读/写低8位,后读/写高8位计数值D3D2D1=000:选择方式0,D3D2D1=001:选择方式1D3D2D1=X10:选择方式2,D3D2D1=X11:选择方式3D3D2D1=100:选择方式4,D3D2D1=101:选择方式5D0=0:计数初值为二进制,D0=1:计数初值为BCD码数三、实验电路蜂鸣器电路四、实验内容1.完成一个音乐发生器,通过蜂鸣器放出音乐,并在数码管上显示乐谱。
2017年第9期信息与电脑China Computer&Communication软件开发与应用8253芯片定时与计数功能在工厂中的应用杨书鸿(兰州理工大学 技术工程学院,甘肃 兰州 730050)摘 要:对可编程接口芯片8253定时与计数功能在工厂中的应用进行了分析,设计了一个基于8253芯片的自动定时与计数系统,可以实现工厂产品的计数和计数结束打包入库功能。
主要介绍可编程接口芯片8253的结构和工作原理,介绍该系统的软硬件设计方法。
该系统可提高工厂的工作效率。
关键词:8253;定时/计数系统;可编程中图分类号:TP331 文献标识码:A 文章编号:1003-9767(2017)09-120-02Application of 8253 Chip Timing and Counting Function in FactoryYang Shuhong(College of Technology and Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou Gansu 730050, China)Abstract: Aiming at the application of programmable interface chip 8253 timing and counting function in the factory, an automatic timing and counting system based on 8253 chip is designed, which can realize the counting of the product and the end of the counting. This paper mainly introduces the structure and working principle of programmable interface chip 8253, and presents the hardware and software design method of the system. The system can improve the efficiency of the plant.Key words: 8253; timing / counting system; programmable1 引言可编程定时器/计数器芯片8253在生活中的应用非常广泛。