El temporizador /contador Intel 8254

Transcripción

1 El temporizador /contador Intel Su Arquitectura interna Modos programación Su interconexión n con un µprocesador Aplicaciones Características principales l 8C54 Frecuencia l reloj entrada 8MHz a MHz Versión n mejorada l NMOS 853 Tres contadores inpendientes 6 bits Seis modos programables Contador Comando Read Back Status Conteo en Binario o BCD Completamente compatible con TTL Una fuente por 5V Baja Potencia ICCSB (corriente en Stand By) µA ICCOP (corriente en operación) ma a 8MHz

2 Ejemplo Aplicaciones l Algunas las otras funciones computadora/timers comunes a las microcomputadoras los cuales puen ser implementados con el son: Reloj Tiempo Real Contador Eventos One-Shot Digital Generador baudaje Programable Generador Onda Cuadrada Multiplicador Binario Generador forma onda compleja Controlador complejo motor Arquitectura interna l

3 Arquitectura interna l D-D7 Buffer Buffer l l bus bus datos datos Contador Contador CLK GATE OUT RD A A Lógica Lógica lectura/ lectura/ escritura escritura Contador Contador CLK GATE OUT CS Registro Registro control control Contador Contador CLK GATE OUT BUS BUS INTERNO INTERNO Arquitectura interna un contador l Bus Bus interno interno Datos Datos Registro Registro control control Latch Latch status status Registro Registro status status Registro Registro conteo conteo (CRM) (CRM) MSB MSB Registro Registro conteo conteo (CRL)LSB (CRL)LSB Lógica Lógica Control CONTADOR n n (CE) (CE) Latch Latch De De Salida Salida (OLM) (OLM) MSB MSB Latch Latch salida salida (OLL) (OLL) LSB LSB CLK n GATE n OUT n

4 Distribución n De Terminales D-D7 D7 RD A A CS Contador Contador Contador OUT GATE CLK OUT GATE CLK OUT GATE CLK D7 D6 D5 D4 D3 D D D CLK OUT GATE GND VCC RD CS A A CLK OUT GATE CLK GATE OUT Tabla verdad la operación n l CS RD A A FUNCION CARGA CONTADOR CARGA CONTADOR CARGA CONTADOR ESCRIBIR PALABRA DE CONTROL LEER CONTADOR LEER CONTADOR LEER CONTADOR READ BACK (LEER STATUS) X X X X BUS DE DATOS EN TRI- STATE X X BUS DE DATOS EN TRI-STATE

5 FORMATO DE LA PALABRA DE CONTROL D7 D6 D5 D4 D3 D D D SC SC SC SC RW RW RW RW M M M M M M BCD BCD Elegir contador: contador contador contador comando Read Back Operación: comando enclavamiento leer/escribir byte bajo leer/escribir byte alto leer/escribir byte bajo y spués el alto Modo: modo modo x modo x modo 3 modo 4 modo 5 Contador: binario 6 bits BCD 4 décadas Operaciones lectura conteo. Existen tres posibles métodos para leer el valor conteo un contador l : ).-Con un comando Read-Back. ).-Leer simplemente el contador accediendo a su puerto correspondiente: este método requiere inhibir la entrada CLK al contador (por ejemplo, a través la línea GATE o utilizando circuitería exterior apoyo) con objeto evitar leer la cuenta en medio un proceso actualización la misma, lo que daría un resultado incorrecto. 3).- Con un comando enclavamiento

6 D7 D6 D5 D4 D3 D Formato Comando Read-Back. D D -CONTEO -CONTEO -STATUS -STATUS CONTADOR CONTADOR CONTADOR si enclava la cuenta los contadores seleccionados A los contadores seleccionados si enclava el byte status l contador seleccionado Permite enclavar la cuenta en varios latches salida (OL's( ) varios contadores una sola vez, sin requerir múltiples m comandos enclavamiento, poniendo el bit 5 a cero. Los contadores permanecen enclavados hasta ser leídos, los que no son leídos permanecen enclavados. También n es posible enviar información n estado al latch salida ( OL), enclavándola ndola para que pue ser leída con comodidad por el puerto que corresponda a ese contador. D7 D6 Palabra status D5 D4 D3 D D D OUTPUT OUTPUT NULL NULL COUNT COUNT RW RW RW RW M M M M M M BCD BCD Valor la terminal out Null count cuenta disponible para ser leída Modo l contador activo Contador: binario 6 bits BCD 4 décadas Al leer la palabra status se permite leer el valor actual la cuenta, así como averiguar también n el modo programado para un contador y el estado actual la terminal OUT, amás s verificar la banra cuenta nula (Null Count) ) los contadores que se indiquen

7 Comando enclavamiento (Counter( Latch Command). D7 D6 D5 D4 D3 D D D SC SC SC SC X X X X X X X X contador afectado: contador contador contador Este comando se envía a como una palabra control (A=A=) con los bits 5 y 4 a cero. Cuando se envía a el comando, el latch salida (OL) l contador seleccionado queda congelado hasta que la CPU lo lee, momento en el que se scongela y pasa nuevo a seguir a CE. Esto permite leer los contadores al vuelo sin afectar la cuenta en curso. Se puen enviar varios estos comandos a los diversos contadores, cuyos latches salida (OL's( OL's) ) quedarán n enclavados hasta ser leídos. Si se envían varios comandos enclavamiento al mismo contador, separados por un cierto intervalo tiempo, sólo s se consirará el primero (por tanto, la cuenta leída corresponrá al valor l contador cuando fue enclavado por vez primera). Modos programación n l timer

8 Modo : Interrupt On Terminal Count (Interrupción al final la cuenta). CLK Pulso escritura GATE OUT Se carga la cuenta al registro conteo (4) (3) () () () Inicia conteo Final conteo CLK GATE Pulso escritura (4) (3) () () () Conteo tenido OUT Modo :Hardware Retriggerable One-Shot (Monoestable programable). CLK (4) (3) () () () (4) (3) () () GATE (TRIGGER) N=4 Disparos l monoestable OUT T=NTc

9 Modo : Rate Generator (Generador ritmo). CLK (4) (3) () () () (4) (3) () () () (4) (3) N=4 GATE OUT T=NTc N=cuenta cargada Tc=periodo l reloj en CLK=/fclk un periodo reloj (Tc) Modo 3: Square Wave Mo (Generador onda cuadrada). CLK (4) (3) () () () (4) (3) () () () (4) (3) N=4 GATE OUT T T- T= NTc N = cuenta cargada Tc = periodo l reloj en CLK = /fclk Ya que es una onda cuadrada T = T = N/ Si N es impar entonces T = (N+)/ y T = (N-)/

10 MODO 4: Software Triggered strobe Mo (Pulso Strobe iniciado por programa) CLK (4) (3) () () () N=4 GATE OUT T=NTc N=cuenta cargada Tc=periodo l reloj en CLK=/fclk un periodo reloj (Tc) Strobe Strobe MODO 5: Hardware Triggered strobe Mo (Pulso Strobe iniciado por hardware) CLK (4) (3) () () () N=4 GATE (TRIGGER) OUT Disparo l Strobe T=NTc un periodo reloj (Tc) Strobe Strobe

11 Interconexión n l con un microprocesador Ejemplo Conexión l con el Z8 Bus Bus Datos Datos Z8 RD IORQ A A A A3 A4 A5 A6 A7 Bus Bus Direcciones Direcciones (Bajo) (Bajo) A A3 A4 A5 A6 A7 IORD IO 74LS38 A B C GA GB G RD A A CS Y=84H-87H Contador Timer Contador Contador Out Gate Clock Out Gate Clock Out Gate Clock Direcciones Direcciones válidas válidas para para el el : : 84h 84h contador contador 85h 85h contador contador 86H 86H contador contador 87H 87H r. r. control control

12 EJEMPLO DE APLICACIONES DEL Control velocidad un motor CD con PWM

13 +VS CIRCUITO DE CONTROL DE SENTIDO DE GIRO DE UN MOTORES DE CD USANDO UN CI (½)( ) L93 M ½ L93B 6 +VCC=5v D VEN C Circuito un sensor óptico herradura para un encor DISCO RANURADO O ENCODER Motor Motor +5V Ω kω 744 CLK CLK Al CIRCUITO SUGERIDO PARA LIMPIAR LOS PULSOS ENVIADOS POR EL ENCODER

14 Circuito para contar el número n revoluciones un motor CD Bus Datos Motor CD Z8 Z8 PPI PPI L93 L93 INT Out Clk +5v gate kω Ω Circuito L93B doble puente H +VS alimentación l motor PPI PPI IN +5V 4.7 kω Out Motor CD EN (½)L93B (½)L93B Out +5V IN Ω kω 4.7 kω T GATE CONTADOR CONTADOR 74LS4 OUT CLK

15 Uso l para controlar el conteo l giro un motor CD PA.7 PPI PPI PB. PB. PC. L93B L93B Start INT Gate Contador Contador Out Clk Encor Encor Programado en modo Z8 Gate Tono khz fclk =Mhz Contador Contador Clk Out Circuito Circuito De De reloj reloj l l z8 z8 No No se se usa usa Contador Contador Programado en modo 3 TIMER Esquemático la conexión n l con el z8 para la práctica 9 VCC PRACTICA NUM.9 APLICACIONES DEL TIMER /CONTADOR VS START 4.7 K PA.7 PPI 855 PB. PB. +5V A A 3A 4A /EN 3/4EN VCC VCC Y Y 3Y 4Y MOTOR CD D D D4 D3 L93 INT 744 IORD IO PPI 855 PC. BUS DE DATOS BUS DE DIRECCIONES A A A A3 A4 A7 A6 A A Y B Y C Y Y3 74LS38 Y4 G Y5 GA Y6 GB Y H-87H +5V VCC D D D D3 D4 D5 D6 D7 RD A A CS GND G OUT CLK CLK G OUT OUT CLK G +5V K +5V K +5V SENSOR ÓPTICO SPEAKER 3 N394 CIRCUITO DE RELOJ DEL Z8 A7 A6 A5 A4 A3 A A A X X AL LAS DIRECCIONES SELECCIONADAS SON DE 84H A 87H Carlos Canto

16 Final Final conteo conteo Out segundo Gate Tono KHZ Pita Pita la la bocina bocina por por seg. seg. Out Inicio Inicio Ubica Ubica el el Stack Stack Configurar Configurar PPI PPI Programar Programar El El Inicializar Inicializar El El Diagrama flujo que muestran las tareas a realizar por el programa Aquí el Z8 entra en un estado HALT hasta que ocurra la interrupción RSI RSI Detener Detener el el motor motor iniciar iniciar pitido pitido Bocina Bocina a a khz khz Delay Delay seg seg Habilitar Habilitar Interrupciones. Interrupciones. en en modo modo Arranca Arranca motor motor Si Motor Motor giró giró vueltas? vueltas? Out Out =alto? =alto? No CALL CALL RSI RSI Parar Parar pitido pitido De De bocina Si bocina Inicializar Inicializar El El Rehabilitar Rehabilitar Interrupciones. Interrupciones. RETI RETI Invertir Invertir giro giro l l motor motor

17 Definición los símbolos usados en el programa STACK EQU H ; Inicio l stack PORT_A EQU 8H ; dirección l puerto A PORT_B EQU 8H ; dirección l puerto B PORT_C EQU 8H ; dirección l puerto C CTRL_PPI EQU 83H ; dirección l registro control l PPI PAL_CTRL EQU 88H ; palabra control l PPI el pto.ch =entrada CONT_ EQU 84H ; dirección l contador CONT_ EQU 85H ; dirección l contador CTRL_TIM EQU 87H ; dirección l registro control l CONT MOD EQU ; palabra control para el contador, en modo CONT MOD3 EQU ; palabra control para contador en modo 3 CONT_INICIAl_LSB EQU ; Byte menos significativo l valor conteo inicial CONT_INICIAl_MSB EQU ; Byte menos significativo l valor conteo inicial DIV_LSB EQU FH ; Byte divisormenos significativo DIV_MSB EQU 7H ; Byte divisor más significativo ;UBICA EL STACK LD SP, STACK ; CONFIGUARCIÓN DEL PPI LD A, PAL_CTRL OUT (CTRL_PPI), A ; Carga palabra control l PPI ; PROGRAMACIÓN D LD A, CONT MOD ;Configura el contador en modo OUT (CONT_), A LD A, CONT MOD3 ; Configura contador en modo OUT (CONT_), A ; INICIALIZACIÓN D CALL INICIA_ ; HABILITACIÓN DE LA INTERRUPCIONES Y SELECCIÓN DEL MODO IE ; Habilita las interrupciones l Z8 IM ; Selección l modo interrupciones ;ARRANCA EL MOTOR LEER: IN A, (PTO_A) ;leer tecla start l puerto A AND 8H ;enmascara bits no usados JP NZ, LEER ;si no se oprimió la tecla vuelve a checar LD A, H OUT (PTO_B), A ; si se oprimió la tecla, arranca el motor HALT ; espera que ocurra la interrupción

18 INICIA_ : ;INICIALIZACIÓN DEL CONTADOR LD A, CONT_INICIAL_LSB ;Carga el byte menos significativo l valor OUT (CONT_), A ; conteo inicial al contador LD A, CONT_INICIAL_MSB ;Carga el byte más significativo l valor OUT (CONT_), A ; conteo inicial al contador ;INICIALIZACIÓN DEL CONTADOR LD A, DIV_LSB OUT (CONT_), A LD A, DIV_MSB OUT (CONT_), A ;Cargar al contador con el divisor frecuencia ; menos significativo ; Cargar al contador con el divisor frecuencia ; más significativo RET Generador señales en una IBM PC