8253多路定时计数器.docx
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8253多路定时计数器
前言
单片机,全称单片微型计算机(Single-ChipMicrocomputer),又称微控制器(Microcontroller),是把中央处理器、存储器、定时/计数器(Timer/Counter)、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
它的最大优点是体积小,可放在仪表内部,但存储量小,输入输出接口简单,功能较低。
其次外加一些扩展电路及必要的通道接口就可以构成各种计算机应用系统,并具有集成度高、可靠性强、性能价格比高、适应温度范围宽、抗干扰能力强、小巧灵活、易于实现机电一体化等优点,已广泛应用于智能化仪器仪表的检测、控制以及生产设备自动化、家用电器等领域。
目前MCS-51是一个独立的高性价比的8位单片机系列,具有一定的片内存储器容量及外部寻址方式,含有双工串行I/O口和16位定时器/计数器,并具备乘、除法运算功能,具有较高的运算速度,因而适合于复杂的应用场合。
单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等,这些都离不开单片机。
还有自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械。
目录
前言1
目录2
1.课程设计的目的和要求3
1.1课程设计的目的3
1.2课程设计的基本要求3
2.总体设计4
2.1、基本工作原理4
2.2、硬件总体设计5
2.2.1系统组成方案5
2.2.2片选信号线接线编址5
2.2.38253应用原理图6
2.3软件总体设计6
2.3.18253系统中地址分配6
2.3.28253的工作方式控制字如下7
2.3.38253控制字格式7
2.3.48253有六种工作方式分别为7
3.硬件设计8
3.18253外部特性8
3.28253内部特性9
3.3.8253读/写逻辑信号组合功能及地址分配10
4.软件设计11
4.1主程序框图11
4.2主程序12
5.结束语13
6.参考文献14
1.课程设计的目的和要求
1.1课程设计的目的
1.了解8253定时/计数器的的工作原理,掌握其编程方法。
2.掌握读取键盘信息的方法。
1.2课程设计的基本要求
将三个定时/计数器分别设为不同的工作方式,对同一输入信号计数,在三个输出端分别对输入信号进行2分频、4分频、8分频,用示波器观察其波形。
设定+、-键确定分频大小(初值自定)
2.总体设计
2.1基本工作原理
8253内部有三个独立的计数器,每个计数器有三根I/O线:
CLK为时钟输入线,为计数脉冲输入端;OUT为计数器输出端,当计数器减为零时,OUT输出响应信号:
GATE为门控信号,用于启动或禁止计数器操作。
通过编程控制CPU、PL0端口产生方波信号,将方波信号输入定时器T0的CLK0输入端口,通过给定时器T0赋初值,使得方波信号从OUT0口输出时发生2分频;同样将2分频后的方波信号输入定时器T1的CLK1输入端口,通过给定时器T1赋初值,使得2分频后的方波信号从OUT1口输出时继续2分频,即将原方波信号4分频;将4分频后的方波信号输入定时器T2的CLK2输入端口,给定时器T2赋初值,使得4分频后的方波信号从OUT2口输出继续2分频,即完成对原方波信号的8分频
2.2硬件总体设计
2.2.1系统组成方案
需设所备:
CPU挂箱、接口挂箱、CPU模块(80C31)、定时器及并行I/O扩展模块
2.2.2片选信号线接线编址
CS8253接CS2,8253CLK0~8253CLK2接CPU挂箱的CLK2,GATE0~GATE2接K1(高电平)。
2.2.38253应用原理图
2.3软件总体设计
2.3.18253系统中地址分配
A口地址:
CFB0H
B口地址:
CFB1H
C口地址:
CFB2H
控制口地址:
CFB3H
2.3.28253的工作方式控制字如下
2.3.38253控制字格式
定时器T0工作方式3下的控制字:
00110110B(36H)
定时器T1工作方式2下的控制字:
01110100B(74H)
定时器T2工作方式1下的控制字:
10110010B(0B2H)
2.3.48253有六种工作方式分别为
方式0计数结束产生中断方式
方式1可编程单次脉冲方式
方式2分频工作方式
方式3方波方式
方式4软件触发选通方式
方式5硬件触发选通方式
3.硬件设计
3.18253外部特性
各计数器的外部输入/输出信号如下:
计数器0:
CLK0:
计数器0的时钟输入
GATE0:
计数器0的门脉冲控制输入
OUT0:
计数器0的输出
计数器1:
CLK1:
计数器1的时钟输入
GATE1:
计数器1的门脉冲控制输入
OUT1:
计数器1的输出
计数器2:
CLK2:
计数器2的时钟输入
GATE2:
计数器2的门脉冲控制输入
OUT2:
计数器2的输出
3.28253内部特性
数据总线缓冲器:
8位双向三态缓冲器。
通过编写程序向8253写入确定8253工作方式的命令;
向计数寄存器装入计数初值;读出当前计数值。
读/写控制逻辑:
8253内部操作的控制部分。
按照CPU发来的读写信号及地址信号产生相应的控制信号,来选择读/写操作的端口、控制数据的传送方向,以及对控制寄存器的写入。
控制字寄存器:
控制字寄存器是8位的,只能写不能读。
在初始化编程时,CPU写入方式控制字到控制字寄存器中,用以选择计数通道及其相应的工作方式。
计数器0、计数器1、计数器2
内部结构相同、功能相同;有各自独立的端口地址;有6种不同的工作方式。
每个计数通道都由计数初值寄存器、减1计数器和计数值锁存器这三个组成。
3.38253读/写逻辑信号组合功能及地址分配
功能
0
1
0
00
写计数器0
0
1
0
01
写计数器1
0
1
0
10
写计数器2
0
1
0
11
写入控制字寄存器
0
0
1
00
读计数器0
0
0
1
01
读计数器1
0
0
1
10
读计数器2
0
0
1
11
无操作
1
×
×
××
禁止使用
0
1
1
××
无操作
占用四个连续的端口地址,分别对应于三个计数初值寄存器端口和一个控制寄存器端口。
A1A0=00计数器0
A1A0=01计数器1
A1A0=10计数器2
A1A0=11控制寄存器
4.软件设计
4.1主程序框图
4.2主程序
ORG0000H
MOVDPTR,#0CFB3H;指向控制字寄存器
MOVA,#36H;计数器0方式3控制字
MOVX@DPTR,A;控制字送入控制字寄存器
MOVDPTR,#0CFB0H;指向计数器0
MOVA,#02H;2分频计数值为02H
MOVX@DPTR,A;写入低8位值
MOVA,#00H;高8位值为00H
MOVX@DPTR,A;写入高8位值
MOVDPTR,#0CFB3H;指向控制字寄存器
MOVA,#76H;计数器1方式2控制字
MOVX@DPTR,A;控制字送入控制字寄存器
MOVDPTR,#0CFB1H;指向计数器1
MOVA,#04H;4分频计数值为04H
MOVX@DPTR,A;写入低8位值
MOVA,#00H;高8位值为00H
MOVX@DPTR,A;写入高8位值
MOVDPTR,#0CFB3H;指向控制字寄存器
MOVA,#0B6H;计数器2方式1控制字
MOVX@DPTR,A;控制字送入控制字寄存器
MOVDPTR,#0CFB2H;指向计数器2
MOVA,#08H;8分频计数值为08H
MOVX@DPTR,A;写入低8位值
MOVA,#00H;高8位值为00H
MOVX@DPTR,A;写入高8位值
SJMP$
END;结束
5.结束语
就此课程设计就要告一段落,纵观整个设计过程,可以说在这一过程中我的收获很大,通过此次课程设计,学会8253芯片和微机接口原理和方法,掌握8253定时器/计数器的基本工作原理、工作方式和编程原理,熟悉汇编代码的编写。
课程设计程序调试中,连接电路,利用代码控制实验电路,深对课本理论的理解。
同时也充分认识到自己的薄弱环节,通过理论分析与实践的反复进行和论证,许多问题都有了较好的解决方案。
通过此次设计,首先,这次微机原理与接口技术课程设计充分锻炼我们的动手能力和思考问题的能力,通过此次实验我加深了对8253定时/计数器的了解;其次,这次课程设计让我积累了相关方面的专业知识,对以后的工作学习有着借鉴作用;最后,虽然本次课程设计的任务已经基本完成,但是我相信这些知识还会在以后再次用到,我会继续努力学习这方面的知识,巩固旧知识和学习新的专业知识。
为了搞好这次课程设计,通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下,最终基本达到了设计目的。
通过实践,巩固了理论知识的学习,提高了实际应用所学知识的能力,还积累了许多宝贵的经验。
在这次的设计实践过程中,我认识到不管做什么事,尤其是科学实践,都需要大胆假设,小心求证。
任何一个方案都要经过详细周全的论证后才能着手去做,否则即使很快做出来,但经不起推敲和考验。
对于那些要求能够扩展功能的课题更是如此。
6.参考文献
[1]胡汉才《单片机原理及其接口技术》第3版.清华大学出版社,2011.
[2]蒋辉平.周国雄.《单片机原理与应用设计》.第1版.北京航空航天大学出版社,2007.
[3]邹道胜.《单片机原理及接口技术实验指导》.第1版.华中科技大学出版社,2009.
[4]南建辉.雄鸣.王军茹.《MCS--51单片机原理及应用实例》.第1版.清华大学出版社,2004.
[5]张毅刚.彭喜元.董继承.《单片机原理及应用》.第1版.高等教育出版社,2003.
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- 关 键 词:
- 8253 定时 计数器