第9章 计数器和定时器电路
定时器计数器的定时实验
定时器和计数器是数字逻辑电路中常见的功能模块，用于时间测量和事件计数。
以下是一个可能的定时器计数器的定时实验设计方案：
实验名称：定时器计数器的定时实验
实验目的：
1. 了解定时器和计数器在数字电路中的应用；
2. 学习定时器的工作原理和使用方法；
3. 掌握计数器的功能及其在事件计数中的应用。
实验内容：
1. 定时器实验：
-设计一个简单的定时器电路，利用集成电路或开发板上的定时器模块，实现不同时间间隔的脉冲输出。
-调节定时器参数，观察输出信号的频率和占空比的变化。
2. 计数器实验：
-将定时器的输出信号连接到计数器输入端，通过计数器实现对脉冲数量的计数。
-设置计数器的初始值和计数方式，观察计数器的计数过程及计数结果。
实验器材与设备：
1. 集成电路或开发板上的定时器和计数器模块
2. 连接线、电源等实验器材
3. 示波器或数码多用表等测试仪器
4. 相关的实验软件和工具
实验注意事项：
1. 理解定时器和计数器的工作原理，正确连接和设置实验电路。
2. 注意电路连接的准确性，确保信号传输正常。
3. 在实验过程中注意观察输出信号波形和计数结果，及时调整参数以获取所需实验数据。
预期结果：
通过该实验，学生可以深入了解定时器和计数器在数字电路中的应用，掌握定时器的工作原理和调节方法，以及理解计数器在事件计数中的作用。
学生将能够实际操作定时器计数器模块，设计并搭建相应的实验电路，观察实验结果并进行数据分析。
这样的定时器计数器的定时实验设计旨在帮助学生加深对数字逻辑电路中定时和计数功能的理解，培养其实验操作能力和问题解决能力。
第9章定时器
第9章定时器/计数器（2天）9.1 定时器/计数器的用途及工作原理80C51系列单片器的51子系列内部有两个定时器/计数器，它既可以作为定时器使用，也可以作为计数器使用。
定时器/计数器可以用与对某事件的计数结果进行控制，或按一定时间间隔进行控制。
9.1.1 定时器/计数器的用途在单片机应用技术中，往往需要定时检查某个参数，或按一定时间间隔来进行某种控制；有时还需要根据某种事件的计数结果进行控制，这就需要单片机具有定时和计数功能。
单片机内的定时器/计数器正是为此而设计的。
定时功能虽然可以用延时程序来实现，但这样做是以降低CPU的工作效为代价的，定时器则不影响CPU的效率。
由于单片机内集成了硬件定时器/计数器部件，这样就简化了应用系统的设计。
9.1.2定时器/计数器的结构80C51系列单片机的51子系列内部有两个16位定时器/计数器，简称定时器0和定时器1，分别用T0和T1表示，52子系列单片机还增加了另一个16位定时器/计数器T2。
定时器的基本结构如图9.1所示从图中可以看出，它是由两个16位定时器T0、T1和两个寄存器TCON、TMOD组成。
其中T0、T1又可分成两个独立的8位计数器即TH0、TL0和TH1、TL1，用于存储定时器、计数器的初值；TMOD为模拟控制寄存器，主要用来设置定时器/计数器的操作模式；TCON为控制寄存器，主要用来控制定时器/计数器的启动与停止图9.1 定时器/计数器结构框图9.1.3定时器/计数器的工作原理定时器和计数器的原理是一样的，都是进行计数操作，每次加1，加满溢出后，再从0开始计数，定时器和计数器不同之处是输入的计数信号来源不用。
下面以定时器T0为例，说明定时器/计数器的工作原理。
图9.2为定时器/计数器T0在模式0下的结构示意图。
在这种模式下，16为寄存器只用了13位，即由TL0的低5位和TH0的高8位组成的加法计数器。
图9.2 T0（T1）在模式0下的结构示意图K1为定时或计数的选择开关，由寄存器TMOD控制。
《微机原理与接口技术》第九章8253
二、8253的内部结构
数据总线 缓冲器 读／写控 制电路 计数通道
通道控制 寄存器
三、 8253的管脚分配
控制线
数据线 通道选择
通道管脚
四、 8253的编程
8253只有一个控制字，8253的一个方式 控制字只决定一个计数通道的工作模式。 8253 的控制字格式如图所示。共分为 4 部 分，通道选择、计数器读 / 写方式、工作 方式和计数码的选择。
第9章 可编程接口芯片
可编程接口概术 可编程定时／计数器接口芯片8253
可编程接口概术
一个简单的具有输入功能和输出功能的 可编程接口电路如下图，它包括一个输入接口， 其组成主要是八位的三态门；一个输出接口， 其组成主要是八位的锁存器；另外还有八位的 多路转换开关及控制这个开关的寄存器FF。
9. 1 可编程定时／计数器接口芯片8253 一、功能
定时和脉冲信号的处理与接口是完全有别于 并行信号的，其特点是信号形式简单但需要连 续检测，下面介绍的INTEL8253可编程定时／ 计数器就是可以实现所要求这方面功能。8253 内部有3个独立的16位定时／计数器通道。计 数器可按照二进制或十进制计数，计数和定时 范围可在1—65535之间改变，每个通道有6种 工作方式，计数频率可高达2MHz以上。
4、方式3——方波发生器 方式2虽然可以作分频电路，但其输出 是窄脉冲，如果是方波，就只有选方式3
5、方式4——软件触发方式 方式4在工作过程中有以下特点：
a、 门控信号GATE为高电平，计数器开始减 1计数，OUT维持高电平； b、 当计数器减到0，输出端OUT变低，再经 过一个 CLK 输入时钟周期， OUT 输出又变 高。
解：1、电路。 需要两个通道，一个作为计数，选用通道0。另一 个产生1KHz信号，选用通道1。工作原理如下，传感 器电路把物理事件转换为脉冲信号输入到通道0计数， 当记录10000个事件后，通道0计数器溢出，GATE端输 出高电平，这时通道1开始工作，产生1KHz信号推动喇 叭发音。
第九讲 定时器&计数器
计数寄存器
单片机内部有两个16位的定时/计数器T0和T1。 每个定时/计数器占用两个特殊功能寄存器：
T0由TH0和TL0两个8位计数器组成，字节地址分别是
8CH和8AH。
T1由TH1和TL1两个8位计数器组成，字节地址分别是 8DH和8BH。 用于存放定时或计数的初值。当计数器工作时，其值 随计数脉冲做加1变化。
微机原理与接口技术
Microcontrollers
李光 王酉
教 授 PhD, DIC, MIET 博士 PhD, MIET
杭州 • 浙江大学 • 2009
第六章 定时器/计数器
§6-1 §6-2 §6-3
定时器/计数器概述 定时器/计数器 定时器/计数器的应用
§6-1
定时器/计数器概述
T0(P3.4)、T1(P3.5)的脉冲
每输入一个脉冲，计数器“+1 实际工作时，CPU在每个机器周期的S5P2采样外部输
入引脚T0(T1)，若一个机器周期的采样值为高电平， 而下一个机器周期的采样值为低电平(即检测到一个下 降沿)，则计数器“+1”，完成一次计数操作。
>TM
>TM
6-2-2 定时器/计数器工作原理
§6-2 定时器/计数器
6-2-1 6-2-2 6-2-3 6-2-4
组成结构 工作原理 控制寄存器 工作方式
6-2-1 定时器/计数器组成结构
MCS51单片机内有2个独立的16位的可编 程定时器/计数器T0和T1 定时器/计数器T0、T1由以下几部分组成
计数器TH0、TL0和TH1、TL1 特殊功能寄存器TMOD、TCON 时钟分频器 内部总线 输入引脚T0、T1
微机原理,第九章(2)8253定时器—计数器应用设计
…
=0
…
CS
§ 9.4 8253的总线接口方法
3. 与IBM PC机的连接
CPU接口 D7 外设接口 D7 RD WR A1 A0
=0
~ D0
IOR IOW A2 A1 AEN A15
~ D0
CLK0 GATE0 OUT0
IBM PC机 系统 总线
Intel 8253
CLK1 GATE1 OUT1
译码 电路
A3 A0
CS
CLK2 GATE2 OUT2
…
=0
xtwang@
…
8253应用举例
xtwang@
§ 9.4 8253的总线接口方法
EG1. 8088最大系统下，8253的地址范围为340H~343H。输 入时钟频率为2M赫兹，实现输出频率为1Hz的方波。画连接图，写 初始化程序和时常数赋值程序。
~ D0
8086 CPU 最小 方式 系统 总线
CLK0 GATE0 OUT0
M/IO A15
=0
A3 A0
译码 电路
CS
CLK2 GATE2 OUT2
图 8086最小方式系统总线与8253的连接框图 xtwang@
…
=0
…
§ 9.4 8253的总线接口方法
2.8086最大工作方式下的8253连接
计数器1： 工作方式2，时常数1012 计数器2： 工作方式1，时常数1000
时常数=1012，工作方式2 输出信号周期：1.102s
产生信号
CLK2 GATE2 CS OUT2
时常数=1000，工作方式1 减1计数，在1000第个周期电平变高，在第1012个周期， 由GATE上升沿触发，电平变低，开始下一轮计数
第9章-并行接口及定时计数技术课件(2)
……
;后续程序段
……
……
35
9.3 可编程计数/定时控制器8253
定时控制在微机系统中极为重要
选通输入方式下
端口A的INTEA对应PC4 端口B的INTEB对应PC2
22
方式1输出引脚：A端口
PA7~PA0 INTEA PC6
PC7
PC3
外设响应信号 表示外设已经接收到数据
ACKA OBFA
INTRA
输出缓冲器满信号 表示CPU已经输出了数据
中断允许触发器
中断请求信号 请求CPU再次输出数据
这是8255A中各端口的基本输入/输出方式。它只完成 简单的并行输入/输出操作，CPU可从指定端口输入信 息，也可向指定端口输出信息。
18
方式1输入引脚：A端口
PA7~PA0 INTEA PC4
PC5
P已经准备好数据
STBA
IBFA INTRA
第9章 并行接口及定时/计数技术
2024/10/2
1
主要内容
并行通信与并行接口 可编程并行通信接口芯片8255A 可编程定时/计数器8253
2
9.1 并行通信与并行接口
并行通信
把一个字符的各数位用几条线同时进行传输，传输速 度快，信息率高。但它比串行通信所用的电缆多，因 此，并行通信常用在传输距离较短(几米至几十米)和 数据传输率较高的场合。
A、B都完成输入操作功能 A、B都完成输出操作功能 A、B其中一个输入，另一个输出
26
端口A、B都为方式1输入操作
工作方式控制字可设置如下
27
端口状态如下图所示
28
当端口A和端口B同时被定义为工作方式1完成输入操 作时，端口C的PC5～PC0被用作控制信号，只有PC7和 PC6位可完成数据输入或输出操作。
微机原理与接口技术9章8253
定时器/计数器
• 主要内容
– 定时与计数 – 可编程定时器/计数器接口芯片8253
定时与计数
• 定时技术在微机系统中必不可少
– 微机的工作在标准时钟控制下完成 – 为外设提供实时时钟 – 向外设定时发出控制信号
• 定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示……
– 对外部事件进行计数
定时与计数
• 定时与计数
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式4——软件触发的选通信号发生器
• 波形图
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式4——软件触发的选通信号发生器
• 工作特点
– 计数由软件启动，每次写入计数初值只启动一次 计数 – 当计数值为N时，则间隔N＋1个CLK脉冲输出一 个负脉冲（计数一次有效） – 在计数过程中，可由GATE信号控制暂停。当 GATE＝0时，暂停计数；当GATE＝1时，继续计 数 – 在计数过程中写入新的计数初值，则按新的初值 重新开始计数
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式5——硬件触发的选通信号发生器
• 波形图
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式5——硬件触发的选通信号发生器
• 工作特点
– 计数由GATE上升沿启动，只要GATE端给触 发脉冲，则会装入计数值，并开始计数 – 在这种方式下，若设置的计数值是N，则在 GATE脉冲后，经过（N＋1）个CLK，OUT端 才输出一个负脉冲 – 在计数过程中修改计数初值，不会影响本次计 数，只有GATE端再次触发时，才按新的计数 值计数
微机原理与接口技术
第九章 8253
定时器和计数器的工作原理
定时器和计数器是电子设备中常用的两种工作原理。
它们都是通过一定的逻辑电路或芯片来实现特定功能的，为各种应用提供了灵活且准确的计时和计数功能。
定时器的工作原理定时器的工作原理主要是基于计数器和比较器。
它通常由一个计数器和一个比较器组成。
计数器从零开始计数，当计数到设定的值时，比较器发出一个信号，触发相应的动作。
具体来说，定时器的输入信号是时钟信号，这个信号可以是系统的时钟信号，也可以是外部的输入信号。
当定时器接收到输入信号后，计数器开始计数。
当计数到设定的值时，比较器将输入信号与预设值进行比较，如果相等，则发出一个触发信号。
触发信号可以控制输出门的开启或关闭，从而控制输出信号的电平。
当定时器触发时，输出信号的电平会从低电平变为高电平，或者从高电平变为低电平。
这个输出信号可以用于控制其他电路或设备的工作。
计数器的工作原理计数器的工作原理主要是基于触发器的翻转和组合逻辑电路。
它通常由多个触发器和组合逻辑电路组成。
具体来说，计数器的输入信号是时钟信号，这个信号可以是系统的时钟信号，也可以是外部的输入信号。
当计数器接收到输入信号后，触发器开始翻转。
在每个时钟周期内，触发器都会翻转一次。
当触发器翻转到一定的次数后，组合逻辑电路会输出一个触发信号。
触发信号可以控制输出门的开启或关闭，从而控制输出信号的电平。
当计数器触发时，输出信号的电平会从低电平变为高电平，或者从高电平变为低电平。
这个输出信号可以用于控制其他电路或设备的工作。
在计数器中，每个触发器的状态都会被传递到下一个触发器，从而实现连续的计数。
计数器的计数值可以通过改变组合逻辑电路的连接方式来实现不同的功能和计数值。
总的来说，定时器和计数器的工作原理都是基于特定的逻辑电路或芯片来实现特定的计时和计数功能。
它们的应用范围广泛，可以用于各种电子设备中，如定时开关、定时报警器、计数器等。
第9章 时序逻辑电路 习题解答
1 1 0 0
1 0 1 1
1 0 1 0
1 0 0 1
1 0 0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0101
011 0
0101
01 0 0
0011
001 0
0001
9
10
11
12
13
14
15
16
0 0 0 0
0（借位）
9-19图9-69所示电路。试画出在图中时钟脉冲CP作用下Q0、 、Q1、 和输出ф1、ф2的波形图，并说明ф1和ф2波形的相位差（时间关系）。
图9-69题9-19图
解图中各触发器均接成 触发器，每来一个计数脉冲，触发器的状态改变一次。
输出ф1、ф2的逻辑表达式为
可得到各输出的波形如题9-19解图所示。由此波形可见， 和 的相位差为1/4个周期。
9-20试列出图9-70所示计数器的真值表，从而说明它是几进制计数器。设初始状态为000。
图9-70题9-20图
图9-68题9-17图
解各触发器使用同一个计数脉冲，所以该计数器为同步计数器。由图可写出各触发器输入端的激励方程
，
，
，
将以上各式代入JK触发器的特征方程即得计数器状态方程
设初始状态为000，则可得到计数器的状态转换表如表9-5所示，其工作波形如题9-17解图所示，可见该计数器为同步六进制加法计数器。
a) b)
图9-63题9-10图
解图中 和 是触发器的置0和置1端，低电平有效。 的状态根据D触发器的输入端D的状态而变化，CP脉冲上升沿触发。JK触发器的输入端 ， ，CP脉冲下降沿触发。依此画出的Q1端和Q2端波形如题9-10解图所示。
8253(8254的使用说明讲义)
第9章 计数器和定时器电路Intel 8253/8254-PIT在控制系统中，常常要求有一些实时时钟以实现定时或延时控制，如定时中断、定时检测、定时扫描等，也往往要求有计数器能对外部事件计数。
要实现定时或延时控制，有三种主要方法：软件定时、不可编程的硬件定时、可编程的硬件定时器。
软件定时——即让计算机执行一个程序段，这个程序段本身没有具体的执行目的，但由于执行每条指令都需要时间，则执行一个程序段就需要一个固定的时间。
通过正确地挑选指令和安排循环次数很容易实现软件定时，但软件定时占用了CPU的时间，降低了CPU的利用率。
不可编程的硬件定时可以采用小规模集成电路器件如555，外接定时部件——电阻和电容构成。
这样的定时电路简单，而且利用改变电阻和电容，可以使定时在一定的范围内改变。
但是，这种定时电路在硬件连接好以后，定时值及定时范围不能由程序(软件)来控制和改变，由此就生产了可编程的定时器电路。
可编程定时器电路的定时值及其范围，可以很容易地由软件来确定和改变。
所以，功能较强，使用灵活。
本章就介绍这种定时器电路。
§9.1 概述Intel系列的计数器/定时器电路为可编程序间隔定时器PIT(Programmable Interval Timer)，型号为8253，改进型为8254。
Intel 8253具有3个独立的16位计数器通道，使用单一5V电源，它是24个引脚的双列直插式器件。
9.1.1 8253-PIT的主要功能Intel 8253-PIT具有以下主要功能：(1) 一个芯片上有三个独立的16位计数器通道；(2) 每个计数器都可以按照二进制或二—十进制计数；(3) 每个计数器的计数速率可高达2MHz。
（82C54-2计数频率可达到10MHz）；(4) 每个通道有6种工作方式，可由程序设置和改变；(5) 所有的输入输出都与TTL兼容。
9.1.2 8253-PIT的内部结构8253的内部结构如图9-1所示。
定时器计数器工作原理
定时器计数器工作原理
定时器计数器工作原理是利用双色LED分别显示计数值的方法，实时记录时间。
定时器计数器通常由一个时钟信号源和一个计数寄存器组成。
首先，时钟信号源提供完整的周期性时钟信号，如晶振或外部脉冲源。
该信号被传输到计数寄存器中，开始计数。
计数寄存器是一个二进制寄存器，能够计数时钟信号的脉冲次数。
当计时器启动时，计数寄存器开始从初始值开始计数，然后每接收到一个时钟信号，计数值就会加一。
计数器通过一个高速时钟信号和一个除频器来控制计数频率。
除频器可以通过设置不同的分频比来改变计数频率，从而实现不同的计时精度。
双色LED用来显示计时值。
例如，一个红色LED用于表示小时位，一个绿色LED用于表示分钟位。
当计数器的值递增到下一个单位时，相应的LED会亮起，显示出当前的计数值。
通过以上步骤循环执行，定时器计数器可以实时记录时间，并在LED上显示出来。
这种设计简单、可靠，广泛应用于计时器、时钟等各种设备中。
计数器和定时器电路(8253a)
要使计算机成为可以弹奏的钢琴，需要使用系统调用的01H功能以接收键入字
符，可以通过建立一张键入字符与频率(pínlǜ)值相关的表，在程序中通过查表的 方法将键入字符转化成频率(pínlǜ)值
第四十七页，共五十五页。
接收键入字符
是CTRL+C键？
Y
N
键入字符(zìfú)值转化为查表偏移 量
常数(chángshù)120000H作为
置计数值为N，则经过N+1个CLK脉冲后OUT引脚输出一个(yī ɡè)负脉冲。（2）GATE信号重 新触发，可以令计数器重新计数。（2）通过8253计数器2对扬声器控制。二、自动计数 系统
Image
第五十五页，共五十五页。
硬件方法：定时/计数器电路
– 利用脉冲计数在设定的时间输出定时信号
● 8253是一种(yī zhǒnɡ)硬件定时/计数器芯片
第三页，共五十五页。
8253概貌
– 3个16位的定时/计数器（通道）
– 24引脚双列直插式
– 最高计数频率2MHz – TTL电平兼容
– 单电源(diànyuán)+5V供电
MOV AL,75H
OUT 07H,AL
MOV AL,05H
OUT 05H,AL
MOV AL,10H OUT 05H,AL
第十三页，共五十五页。
读取通道(tōngdào)0的16位计数值： MOV AL,00H
OUT 07H,AL IN AL,04H
MOV CL,AL
IN AL,04H MOV CH,AL
第三十九页，共五十五页。
第四十页，共五十五页。
第四十一页，共五十五页。
编程控制(kòngzhì)计算机扬声器发声：
第九章 中断控制器8259A(9.1)
中断类型码:
D7D6D5D4D3 D2D1D0 0 0 0 0 0 1 … 1 1 1
2. 优先级的管理方式
(1)完全嵌套方式
在对8259进行初始化后,没有设置其它优先级方式, 则自动按此方式工作.即这是8259A默认的优先权设置方 式，在全嵌套方式下，8259A所管理的8级中断优先权是 固定不变的，其中IR0的中断优先级最高，IR7的中断优 先级最低。 特点:在全嵌套方式中，中断请求按优先级IR0~IR7级 进行处理，IR0级中断的优先级最高。 当一个中断被响应时，中断类型码被放到数据总线上， ISR中的对应位ISn被置1,然后进入中断服务程序。一般情 况下（除了中断自动结束方式外），在CPU发出中断结束 命令（EOI）前，此对应位一直保持“1”。
4.
结束中断处理的方式（EOI）
（1）中断自动结束方式： 用于系统中只有一片8259A，多个中断不会嵌 套的情形。系统一进入中断处理，就将当前中断服 务寄存器ISR的对应位清除。对8259A来说，好像已 经结束了当前中断。 在命令字ICW4中将AEOI（D1）位置“1”。 （2）一般的中断结束方式： 用在全嵌套的情形。 CPU用OUT指令往8259A偶地址发一个EOI命令， 8259A将使ISR最高非零IS位清0。结束当前正在处理 的中断。
⑦优先权判别器PR：用以比较正在处理的中断和刚刚进 入的中断请求之间的优先级别，以决定是否产生多重中断 或中断嵌套。 ⑧ 控制逻辑电路：对整个芯片内部各部件的工作进行协 调和控制。
9.1.2、8259A芯片的工作方式
8259A有多种工作方式，这些工作方式， 可以通过编程设置或改变。 下面，我们进行分类介绍。
CPU响应中断后， 请求中断的中断源 中，优先级最高的 中断源，在中断服 务寄存器ISR中的相 应位置位，而且把 它的中断矢量送至 系统数据总线，在 此中断源的中断服 务完成之前，与它 同级或优先级低的 中断源的中断请求 被屏蔽只有优先级 比它高的中断源的 中断请求才是有效 的，从而出现中断 嵌套。
单片机中的定时器和计数器
单片机中的定时器和计数器单片机作为一种嵌入式系统的核心部件，在各个领域都发挥着重要的作用。
其中，定时器和计数器作为单片机中常用的功能模块，被广泛应用于各种实际场景中。
本文将介绍单片机中的定时器和计数器的原理、使用方法以及在实际应用中的一些典型案例。
一、定时器的原理和使用方法定时器是单片机中常见的一个功能模块，它可以用来产生一定时间间隔的中断信号，以实现对时间的计量和控制。
定时器一般由一个计数器和一组控制寄存器组成。
具体来说，定时器根据计数器的累加值来判断时间是否到达设定的阈值，并在时间到达时产生中断信号。
在单片机中，定时器的使用方法如下：1. 设置定时器的工作模式：包括工作在定时模式还是计数模式，以及选择时钟源等。
2. 设置定时器的阈值：即需要计时的时间间隔。
3. 启动定时器：通过控制寄存器来启动定时器的运行。
4. 等待定时器中断：当定时器计数器的累加值达到设定的阈值时，会产生中断信号，可以通过中断服务函数来进行相应的处理。
二、计数器的原理和使用方法计数器是单片机中另一个常见的功能模块，它主要用于记录一个事件的发生次数。
计数器一般由一个计数寄存器和一组控制寄存器组成。
计数器可以通过外部信号的输入来触发计数，并且可以根据需要进行计数器的清零、暂停和启动操作。
在单片机中，计数器的使用方法如下：1. 设置计数器的工作模式：包括工作在计数上升沿触发模式还是计数下降沿触发模式，以及选择计数方向等。
2. 设置计数器的初始值：即计数器开始计数的初始值。
3. 启动计数器：通过控制寄存器来启动计数器的运行。
4. 根据需要进行清零、暂停和启动操作：可以通过控制寄存器来实现计数器的清零、暂停和启动操作。
三、定时器和计数器的应用案例1. 蜂鸣器定时器控制：通过定时器模块产生一定频率的方波信号，控制蜂鸣器的鸣叫时间和静默时间，实现声音的产生和控制。
2. LED呼吸灯控制：通过定时器模块和计数器模块配合使用，控制LED的亮度实现呼吸灯效果。
电路中的计数器与定时器数字电路中的常用元件
电路中的计数器与定时器数字电路中的常用元件在数字电路中，计数器与定时器是常用的元件，主要起到计数和计时的作用，广泛应用于各种电子设备中。
本文将对计数器与定时器的原理、分类、应用以及在数字电路中的设计等方面进行介绍和探讨。
一、计数器计数器是一种数字电路元件，主要用于计数，常用于各种计数器件，如时钟、计时器、频率计和计数器等。
在数字电路中，计数器是一种二进制计数器，其功能是将二进制数字逐次加1，利用这种自然的计数方式可以实现直观的计数功能。
计数器的原理计数器是由触发器和组合逻辑门构成的，触发器用于存储计数器的状态，组合逻辑门用于控制触发器的状态，根据不同的控制方式可以实现不同类型的计数器。
计数器的分类常见的计数器有以下几种：1. 同步计数器：同步计数器是由同步触发器和组合逻辑门构成的，每次计数都是同步进行的，在时钟的作用下实现计数。
同步计数器适用于需要精确计数的场合。
2. 异步计数器：异步计数器是由异步触发器和组合逻辑门构成的，计数不是同步进行的，其计数速度比同步计数器快。
异步计数器适用于计数速度较快的场合。
3. 可编程计数器：可编程计数器可以通过编程实现不同的计数值，具有较高的灵活性和可编程性。
计数器的应用计数器广泛应用于各种电子设备中，其中一些应用包括：1. 时钟：时钟是一种常见的计时器，可以通过计数器实现对时间的计算和显示。
2. 计时器：计时器通常用于精确定时和计时，如计时器、秒表、定时器等。
3. 频率计：频率计可以通过计数器实现对波形频率的计算和显示。
二、定时器定时器是一种数字电路元件，主要用于计时，广泛应用于各种电子设备中。
定时器的原理定时器同样由触发器和组合逻辑门构成，其中触发器用于存储状态，组合逻辑门可以控制触发器的状态，实现不同类型的定时器。
定时器的分类常见的定时器有以下几种：1. 单稳态定时器：单稳态定时器是由触发器和组合逻辑门构成的，在触发脉冲的作用下，输出一次脉冲并保持一段时间，常用于需要延时一段时间后输出脉冲的场合。
数字电路中的计数器和时序电路设计
数字电路中的计数器和时序电路设计数字电路中的计数器和时序电路设计是电子工程中非常重要的一部分。
通过设计和实现计数器和时序电路，我们能够实现各种数字计数和定时功能。
本文将介绍计数器和时序电路的基本原理，并讨论它们的设计过程和常见应用。
一、计数器的原理和设计计数器是一种能对输入脉冲进行计数的电路。
它由触发器、输入脉冲信号和控制电路组成。
计数器根据输入脉冲信号的数量来确定输出的状态，可以实现多种功能，如二进制计数、十进制计数、循环计数等。
1. 二进制计数器二进制计数器是最简单的计数器类型，它的输出状态按照二进制数进行变化。
例如，一个4位二进制计数器可以从0000计数到1111，然后重新开始。
设计二进制计数器时，我们可以使用触发器和逻辑门来构建。
2. 十进制计数器十进制计数器是一种特殊的计数器，它的输出状态按照十进制数进行变化。
一个4位的十进制计数器可以从0计数到9，然后重新开始。
设计十进制计数器时，可以使用二进制计数器和BCD（二进制编码十进制）转换器来实现。
3. 循环计数器循环计数器是一种特殊的计数器，它可以按照任意给定的计数序列进行循环计数。
例如，一个循环计数器可以按照1、2、3、1、2、3的序列进行计数。
设计循环计数器时，一种常见的方法是使用状态转换图来确定触发器和逻辑门的连接。
二、时序电路的原理和设计时序电路是一种能实现定时功能的电路。
它包括时钟信号源、触发器和控制电路。
时序电路可以用于各种应用，如定时器、频率分频器、状态机等。
1. 定时器定时器是一种能够按照给定的时间间隔产生定时脉冲信号的电路。
它通常由可编程的触发器和计数器组成。
定时器的设计需要确定计数器的初始值和触发器的工作模式，并设置适当的控制电路。
2. 频率分频器频率分频器是一种能够将输入信号的频率分频为较低频率的电路。
它通常使用计数器和触发器来实现。
频率分频器的设计要考虑到分频比例和触发器的连接方式。
3. 状态机状态机是一种能够根据特定的状态转换规则改变输出状态的电路。
定时器、计数器简单电路编程及梯形图的经验设计法
TON T××，PT
TONR T××，PT
TOF T××，PT
2. 时基 按时基脉冲分，则有1ms、10ms、100ms 三种定时器。不同的时基标 准，定时精度、定时范围和定时器刷新的方式不同。 （1）定时精度和定时范围。 定时器的工作原理是：使能输入有效后，当前值PT对PLC内部的时基 脉冲增1计数，当计数值大于或等于定时器的预置值后，状态位置1。 其中，最小计时单位为时基脉冲的宽度，又为定时精度； 从定时器输入有效，到状态位输出有效，经过的时间为定时时间， 即：定时时间=Байду номын сангаас置值×时基。 当前值寄存器为16bit，最大计数值为32767，由此可推算不同分辨率 的定时器的设定时间范围。CPU 22X系列PLC的256个定时器分属TON （TOF）和TONR工作方式，以及3种时基标准，如表4-4所示。 可见时基越大，定时时间越长，但精度越差。
设： 输入信号：I0.0为故障信号；I0.1为消铃按钮；I0.2为试灯、 试铃按钮 输出信号：Q0.0为报警灯；Q0.1为报警电铃
设计小车自动往返运动的梯形图
正次品分拣机编程实训
控制要求 （1）用启动和停止按钮控制电动机M运行和停止。在电动机运行时， 被检测的产品（包括正次品）在皮带上运行。 （2）产品（包括正、次品）在皮带上运行时，S1（检测器）检测到 的次品，经过5s传送，到达次品剔除位置时，起动电磁铁Y驱动剔除 装置，剔除次品（电磁铁通电1s），检测器S2检测到的次品，经过 3s传送，起动Y，剔除次品；正品继续向前输送。正次品分拣操作流 程如图4-51所示。
表4-4 定时器的类型
工作方式
时基（ms） 1 TONR 10 最大定时范围（s） 32.767 327.67 定时器号 T0，T64 T1-T4，T65-T68
第九章 可编程计数器与定进控制器8253(9.2)
SC1 SC0 RW1 RW0 M2
M1
M0 BCD
1--计数值为BCD码格式 0--计数值为二进制格式 M2 M1 0 0 0 1 1 0 0 M0 0 1 0 1 0 1 模式选择 模式0 模式1 模式2 模式3 模式4 模式5
0 0----对计数器进行锁存
0 / / 1 1
0 0----选计数器0
STT： MOV DX，8253-C MOV AL，10H OUT DX，AL MOV DX，8253-0 MOV AL，64H OUT DX，AL MOV DX，8253-C MOV AL，76H OUT DX，AL MOV DX，8253-1 MOV AX，09C4H OUT DX，AL MOV AL，AH OUT DX，A MOV DX，8253-C MOV AL，0B1H OUT DX，AL
图 8-22
方式0——计数结束产生中断
高
图 8-22
单脉冲触发器
图 8-23
分频器
图 8-23 方波发生器
图 8-23 软件触发的选通信号发生器
图 8-23
硬件触发的选通信号发生器
8-2-3 8253应用举例
8253初始化方法: 控制字 计数初值:
已知:CLK 的频率fc与定时的时间t. 计数初值: n= fc t
习题1分析： 用通道 0 作定时器，初始编程使通道0按方式3工作，每秒产 生18.2次输出信号，该信号送到8259A中断控制器的IRQ0输入端。 每55ms产生一次中断请求，8086对其计数，用来计算时间。通道 1 用作动态RAM刷新定时，每隔5.12us产生一次输出信号，请求动态 刷新。OUT1输出产生DMA请求信号送8237，由8237对动态RAM刷新。 （8253地址为40H~43H） 通道0：地址为40H，控制字为36H，工作方式3，计数初值为0 通道1：地址为41H，控制字为 54H，工作方式2，计数初值为12H
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9.1 概述
Intel 8253具有3个独立的16位计数器通道,单电源,24 个引脚. 一,主要功能 1, 3个独立的16位计数器通道 2,可按二进制或二-十进制计数 3,计数速率高达2MHz 4,每个通道有6种工作方式 5,TTL兼容
任一通道的计数值,CPU可用指令读取, 但必须先锁存.锁存有两种方法: (1)利用GATE信号使计数过程暂停; (2)向8253输送一个通道控制字,令8253 通道中的锁存器锁存
9.5 Intel 8254-PIT 8253的改进型.两点改进: (1)计数频率更高. (2)多了一个读回命令.
�
9.3 8253-PIT的工作方式
一,方式0
二,方式1
三,方式2
四,方式3
五,方式4
六,方式5
七,8253工作方式小结
1,输出OUT信号的初始状态 2,计数值的设置 3,门控信号的作用 4,在计数过程中改变计数值 5,计数到0后计数器的状态
9.4 8253-PIT的编程
初始化编程的步骤: 1,写入通道控制字 2,写入计数值 (1)若规定只写低8位,则高8位自动置0; (2)若规定只写高8位,则低8位自动置0; (3)若是16位计数值,则先写低8位,再写高8 位.
二,内部结构
1,DB BUFFER 2,R/W LOGIC 3,C W REGISTER 4,COUNTER0 ,1,2
三,8253引脚
9.2 8253-PIT的控制字
在8253的初始化编程中,由CPU 向8253的控制字寄存 器写入一个控制字,规定了8253的工作方式. 一,计数器选择 二,数据读/写格式 三,工作方式 四,数制选择