可编程定时器计数器及其应用

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1、6.4可编程定时/计数器8254及其应用为什么需要定时/计数器在自动化流水线中在测控系统中在智能化仪器仪表中两项基本工作计数定时关于定时定时软件定时硬件定时不可编程芯片定时（如555定时器）可编程芯片（如8254定时器）定时器工作原理漏水模型如8254装水模型如80C516.4.18254定时器/计数器（1）8254的外部引脚和内部结构*A1A0选择片内各端口（3个通道和一个控制寄存器）00011011通道0通道1通道2控制寄存器8254与CPU连接示例RDWRCSA1A0D0:D7CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2

2、OUT2地址译码器A9:A2A1A0IORIOW控制寄存器8254DB片选片内端口选择A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0100000110010000011011000001110100000111120CH选中通道020DH选中通道120EH选中通道220FH选中控制寄存器设当A9~A2的地址信息为：10000011译码器输出有效信号基本计数工作原理：减法计数器计数工作单元CE代表外部事件发生的计数脉冲减法计数器计数工作单元CE频率精确的时钟脉冲串根据不同的工作方式，OUT输出不同的信号CLK基本定时工作原理：CLK计数初值N（定时系数）OUT

3、OUT定时系数＝要求定时的时间/时钟脉冲周期定时的本质还是计数，计数的对象必须是频率精确的脉冲串。如果时钟脉冲的周期是1μs，要求定时1ms，则计数1000次即可，即：定时系数为1000；（对秒计数60次就是1分钟）计数初值N注意！！工作原理在计数工作方式下：计数初值写入CR；CE为0时表明计数达到规定值。在定时工作方式下：定时系数写入CR；CE为0时表明定时时间到。16计数初值寄存器CR16位计数工作单元CEOUT16输出锁存器OL用户编程写入外部控制外部事件脉冲时钟脉冲计数结束时OUT输出信号开始计数时CR装入CE随CLK一次减1内部总线GATEC

4、LKCLK：计数或定时脉冲输入引脚GATE：门控引脚：允许/禁止计数；启动/终止计数OUT：输出引脚：计数通道的内部结构CRHCRLOLHOLL不同的工作方式下有不同的输出（2）8254的工作方式8254的基本计数工作方式和基本定时工作方式是基础，在这两种基本方式下，可以演绎出6种工作方式。注意每一种方式下：*定时或计数的启动方式*GATE的控制作用*OUT引脚上的输出波形每一种方式分为基本功能和工作特点两部分，细节很多。我们通过波形图，介绍概要。因为各种方式主要是通过OUT引脚表现出来，请关注OUT。1）方式0计数结束中断典型的事件计数（基本计数工作

5、方式）基本功能：完成计数，OUT输出高电平工作特点：*写入控制字后，OUT的初始电平为低*计数到0时，OUT送出高电平直到写入了新的计数初值。*通常用OUT的低—高变化来产生中断请求或查询信号。*软件启动，不具备重复性，再次写入初值，开始新一轮计数*写入计数初值到CR后，第一个计数脉冲的作用是把计数初值装入CE。所以当计数初值=4时，实际上当CLK输入5个计数脉冲后OUT才为1。*GATE=0，暂停计数；GATE=1，继续计数*计数过程中可以写入新的计数初值，从写入后的下一个脉冲开始，以新的初值进行计数下图中用波形表达了3种情况：*1GATE=1，完整

6、的一轮计数*2计数过程中，GATE=0，暂停计数*3计数过程中，重新写入计数初值的计数情况2）方式1硬件可触发单稳基本功能：计数器相当于一个可编程的单稳态触发器。可用此方式来产生由程序控制脉冲宽度的负单脉冲，该脉冲的宽度（低电平持续时间）由计数初值N确定。工作特点：*输入控制字后，OUT以高电平为初始电平*以GATE的上升边为起点，一个CLK脉冲后，OUT为低，计数完成后OUT又回到高电平，产生一个负的单脉冲。相当于单稳电路从稳态（高）到暂稳态（低）又回到稳态*该单脉冲的宽度（低电平继续时间）是CLK周期的N倍*可重复触发。GATE的上升边启动新一轮工

7、作。图中用波形表达了3种情况：*1正常的一次单稳动作全过程。*2N=3，表明暂稳态为3个CLK时间；在暂稳态过程中，再次触发，再进行一次3个CLK周期的暂稳态。*3改变计数初值N=4，由于没有GATE启动新一轮动作，本次仍然完成3个CLK暂稳态过程。当GATE上升边到来后，N=4的单稳操作才开始。3）方式2分频器（N分频方式，频率发生器）基本功能：输出频率固定的脉冲（控制输出信号的高/低电平的比例。）工作特点：*控制字写入后，OUT以高电平为初始电平。计数器减到1时，OUT输出一个宽度为一个CLK的负脉冲。*OUT输出的脉冲串，以N—1个CLK脉冲为高

8、电平，以一个CLK脉冲为低电平。实际上，OUT输出的脉冲频率为CLK脉冲的N分频。*GATE门