第8章 定时器计数技术

的负脉冲。
3．方式2
方式2称为脉冲波发生器或分频器，工作波形如图8-10所示。
写入计数初值后，经过CLK的一个
上升沿和一个下降沿后，开始计数； 接着两个脉冲计数有效，OUT变为低 电平，第3个CLK的下降沿，计数器减 至零，OUT变为高电平。 82C54自动将初值装入减计数器中， 重新从初值开始计数，重复计数过程。 方式2能够自动重装初值，输出固 定频率的脉冲波，也称为分频器。 其输出波形的高电平占2个CLK周期，
写入方式0控制字后，输出端 OUT立即变为低电平，并且在计数 过程中一直维持低电平； 写入初值后，经过CLK的一个 上升沿和一个下降沿后，计数初值 装入到减计数器，若此时GATE = 1， 便开始计数； 随后每一个CLK脉冲下降沿计 数器减1。
图8-8 方式0的工作波形图
2．方式1
方式1称为可编程单稳态触发器，工作波形如图8-9所示。
8.1.2 82C54的内部结构
82C54的内部由3个独立的计数器、内部总线、数据总线缓冲 器、读/写控制逻辑电路和控制字寄存器组成。
1．3个独立的计数器
每个计数器的结构完全相同，均主要由如下几个部件组成： 16位减计数部件CE，它可以分成两个8位的同步减计数器， 可以只选择高8位的减计数器工作，也可以只选择低8位的减计数 器工作。 16位的初值寄存器CR，由高8位初值寄存器CRH和低8位初值 寄存器CRL组成。 16位的输出锁存寄存器OL，由高8位输出锁存寄存器OLH和低 8位输出锁存寄存器OLL组成。
数据线 D7~D0 地址线A0 地址线A1 IOW IOR 82C54 +5V GATE0 D7~D0 GATE1 A0 CLK0 A1 WR RD CLK1 OUT0 OUT1 发光二极管 LED2 R/10K R/10K 1 R/10K 按钮开关 K R/10K +5V
2
（2）每按4次按钮开关后计数器
MOV AL，00010110B
DX，AL DX，340H AL，05H DX，AL
；选0号计数器，二进制方式计数，低8位计数，方式3
；送计数方式控制字 ；十进制数5送给AL ；送计数初始值
8.3.2 82C54应用举例
1．用作计数器
【例8-4】 在图8-14中，计数器
0、1、2及控制口地址分别为 3E4H、3E5H、3E6H及3E7H，编程 要求如下： （1）每按2次按钮开关后计数器 0的OUT输出电平有一次改变，用 LED指示结果。
2．与外部设备的接口信号
（1）CLK，时钟脉冲输入
端， CLK0、CLK1、CLK2。 （2）GATE，门控输入端，
GATE0、GATE1、GATE2。
（3）OUT，计数输出端， OUT0、OUT1、OUT2。
GATEi CLKi 减计数器 OUTi
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 RD WR A0 A1 CS
图8-4
门控输入端GATE功能的示意图
1 9 11 2 10 3 4 82C54 15 5 14 6 13 7 8 18 22 16 23 17 19 24 21 12
CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2
VCC GND
图12-3 82C54的引脚信号图
RD WR A0 A1 CS
O O 读/写
控制逻辑 O
计数器 1
CLK1 GATE1 OUT1
控制 寄存器
计数器 2
CLK2 GATE2 OUT2
图8-1
82C54的内部结构图
表8-1 计数选择 16位 16位 16位 16位 16位 只用低8 位CRL 只用低8 位CRL 只用低8 位CRL
计数初值寄存器CR的值及对应的计数初值 CRH 01H 01H 00H FFH 00H CRL 00H 00H 00H FFH 00H 10H 10H 00H 计数初值 256 100 10000 65535 65536 16 10 256 计数制 二进制 十进制（BCD） 十进制（BCD） 二进制 二进制 二进制 十进制（BCD） 二进制
1．82C54的锁存命令字
A1A0=11
D7
1
CS=0
D5 D4
RD=1
WR=0
D3 CN2 D2 CN1
D2=1,选择 计数器1
D6
1
D1 CN0
D1=1,选择 计数器0
D0
0 将来扩充 位，必须为 0
COUNT
STATUS
特征位
D5=0,锁存 D4=0,锁存 D3=1,选择 选中计数器 选中计数器 计数器2 的计数值 的状态
图8-14
应用计数器0和计数器1分别进行计数的连接
；控制端口地址给DX
AL，00010110B ；计数器0用低8位计数，方式3，二进制计数
OUT
MOV MOV OUT
DX，AL
AL，4 DX，3E4H DX，AL ；送初始值4
应用计数器1，初始值为8。
；计数器1初始化程序 MOV MOV OUT MOV MOV OUT DX，3E7H AL，01010110B DX，AL AL，8 DX，3E5H DX，AL ；送初始值8 ；控制端口地址给DX ；计数器1用低8位计数，方式3，二进制计数
写入方式控制字后， OUT 输出 为高电平； 写入计数初值之后，计数器并 不立即开始计数，要等到GATE 上升沿后的下一个 CLK 输入脉 冲的下降沿， OUT 输出变低， 计数器才开始计数，计数结束 时， OUT 输出端变高电平，从 而产生一个宽度为2个CLK周期
图8-9 方式1正常计数的工作波形图
82C54的每一个计数器都可以按照方式控制字的规定工作，
共有6种不同的工作方式，即方式0～方式5。
8.3.1 6种工作方式
●在下面的计数波形图中，设计数器的计数方式采用二进制计数
方式；
●都只用低8位计数器计数；8位控制字用CW表示；N表示计数
器初始值（8位）。
1．方式0 方式0称为计数结束中断方式，其工作波形如图8-8所示。
8位状态寄存器的格式
■ D7位为OUT位，若D7位=1，表示对应计数器的输出端OUT为高平，否则为低 电平； ■ D6位指示初值是否送入计数器，D6 = 0，表示已经送入减计数器，读出的 计数值有效，D6 = 1，表示空计数值，读出无效；
■ D5位～D0位：是最后写入方式控制字的低6位。
8.3
82C54的工作方式及应用
图8-6
锁存命令字的格式
2．82C54的状态字
D7
OUT D7=1,输出管脚 为1，D7=0，输 出管脚为0
D6
D5
D4
RW0
D3
D2
M1
工作方式
D1
M0
D0
BCD 计数制
NULLCOUNT
D6=1,表示空计 数值， D6=0， 读出计数值有效
RWI
M2
读/写格式
最后写入方式控制字的低6位
图8-7 读出8位状态寄存器的值：
表8-3
82C54控制信号的组合功能表
CS
0 0
RD WR
1 1 0 0
A1
0 0
A0
0 1
操作功能
计数初值装入计数器0 计数初值装入计数器1
0
0 0 0 0
1
1 0 0 0
0
0 1 1 1
1
1 0 0 1
0
1 0 1 0
计数初值装入计数器2
写控制寄存器 读计数器0 读计数器1 读计数器2
8.2
图8-10
方式2的工作波形图
低电平仅占1个CLK周期。
4．方式3
方式3称方波发生器，工作波形如图8-11所示。
图8-11
方式3的工作波形图
图8-11中计数初值为偶数4，写入 控制字后输出端OUT立即变成高电 平；写入计数初值后，经过CLK的 一个上升沿和一个下降沿后，计 数初值装入到减计数器，若此时 GATE=1 ，便开始计数；每个脉冲 的下降沿减 2 个数，减到 0 时，输 出端OUT变为低电平，并自动重新 装入计数初值；重新按减2操作， 减到 0 时，输出端 OUT 变成高电平， 并重新装入初值，一个输出周期 完成；且重复上述过程。
【例8-3】 用计数器工作在方式 3产生方波输出。现要求用 0号计 数器计数，CLK的输入频率是1MHz，二进制方式计数，产生频率是 200KHz的方波脉冲信号输出，设实验装置上计数器0、1、2和控制 端口的地址分别340H、341H、342H和343H，编写对计数器0初始化 的程序段。
程序段如下： MOV OUT MOV MOV OUT DX，343H
程序段如下：
MOV DX，313H
MOV OUT MOV OUT MOV AL，10110101B DX，AL AX，0000H DX，AL AL，AH ；BCD方式计数 ；送计数方式控制字 ；十进制数10000送给AX ；先送低8位
MOV DX，312H
OUT
DX，AL；ຫໍສະໝຸດ 送高8位8.2.2 82C54的锁存命令字
各部件的主要功能如下：
D0 ~
（1）初值寄存器CR 计数开始前，写入的 计数初值存于初值寄存器 CR中，同时内部自动将初 值传送给减计数部件CE。
D7
数据 总线 缓冲器
内 部 总 线
计数器 0
CLK0 GATE0 OUT0
（2）输出锁存器OL
输出锁存器OL用于锁存 减计数器的数值。 （3）控制字寄存器 （4）状态寄存器 状态寄存器寄存计数器 当前的状态值。
8.2.1
82C54的控制字
82C54的方式控制字
1．82C54的基本工作原理 先写入方式控制字，后写入计数初值，计数器开始 减计数，由时钟脉冲CLK的下降沿计数，当计数值减 为0时，输出一个OUT信号。