temporizador
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TEMPORIZADORTRANSCRIPT
El temporizador /contador Intel 8254
•• Su Arquitectura internaSu Arquitectura interna•• Modos de programaciModos de programacióónn•• Su interconexiSu interconexióón con un n con un µµprocesadorprocesador•• AplicacionesAplicaciones
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Características principales del 82C54Frecuencia del reloj de entrada de 8MHz a 12MHz Frecuencia del reloj de entrada de 8MHz a 12MHz
VersiVersióón mejorada del NMOS 8253n mejorada del NMOS 8253
Tres contadores independientes de 16 bitsTres contadores independientes de 16 bits
Seis modos programables de Contador Seis modos programables de Contador
Comando Comando ReadRead Back de StatusBack de Status
Conteo en Binario o BCD Conteo en Binario o BCD
Completamente compatible con TTLCompletamente compatible con TTL
Una fuente de poder de 5VUna fuente de poder de 5V
Baja Potencia Baja Potencia –– ICCSB (corriente en Stand By). ... . . . . . .10ICCSB (corriente en Stand By). ... . . . . . .10µµAA–– ICCOP (corriente en operaciICCOP (corriente en operacióón) . .. .. . . . . 10mA a 8MHzn) . .. .. . . . . 10mA a 8MHz
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Ejemplo de Aplicaciones del 8254Algunas de las otras funciones computadora/timers comunes a
las microcomputadoras los cuales pueden ser implementados con el 8254 son:
Reloj de Tiempo RealContador de EventosOne-Shot Digital Generador de baudaje ProgramableGenerador de Onda CuadradaMultiplicador Binario Generador de forma de onda complejaControlador complejo de motor
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Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Arquitectura interna del 8254Arquitectura interna del 8254
Arquitectura interna del 8254Arquitectura interna del 8254
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Buffer del busde datos
Buffer del busde datos
Lógica de lectura/escritura
Lógica de lectura/escritura
Registro de control
Registro de control
Contador 0Contador 0
Contador 1Contador 1
Contador 2Contador 2
BUS INTERNOBUS INTERNO
D0-D7CLK0
CLK1
CLK2
GATE0
GATE1
GATE2OUT2
OUT1
OUT0
WRRDA0A1
CS
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Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Lógica de Control
Lógica de Control
Registro de controlRegistro de control
Latch De Salida (OLM)MSB
Latch De Salida (OLM)MSB
Latch de statusLatch de status
Registro de statusRegistro de status
Registro de conteo(CRM) MSB
Registro de conteo(CRM) MSB
CONTADOR n (CE)CONTADOR n (CE)
Bus interno de DatosBus interno de Datos
Registro de conteo (CRL)LSB
Registro de conteo (CRL)LSB
Latch de salida (OLL)LSB
Latch de salida (OLL)LSB
CLK n GATE n OUT n
Arquitectura interna de un contador del 8254Arquitectura interna de un contador del 8254
8254
242322
21
1
2
3
4
5
6
78
9
10
1112
VCC
RDCSA1
A0
CLK2
OUT2
GATE2
WR
CLK1
GATE1
OUT1
D3
D2D1
D0
CLK0
OUT0
GATE0
GND
D7
D6D5
D420
1918
17
161514
13CS
RD
WR
OUT0OUT0
OUT1OUT1
OUT2OUT2
GATE0GATE0
GATE1GATE1
GATE2GATE2
CLK2CLK2
CLK1CLK1
CLK0CLK0
A0
A1
D0D0--D7D7 Contador 0
Contador 1
Contador2
DistribuciDistribucióón De Terminales n De Terminales
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Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
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BUS DE DATOS EN TRI-STATEXX110
BUS DE DATOS EN TRI- STATEXXXX1
READ BACK (LEER STATUS)11100
LEER CONTADOR 201100
LEER CONTADOR 110100
LEER CONTADOR 000100
ESCRIBIR PALABRA DE CONTROL11010
CARGA CONTADOR 201010
CARGA CONTADOR 110010
CARGA CONTADOR 000010
FUNCIONA0A1WRRDCS
Tabla de verdad de la operaciTabla de verdad de la operacióón del 8254n del 8254
FORMATO DE LA PALABRA DE CONTROLFORMATO DE LA PALABRA DE CONTROL
SC1SC1 SC0SC0 RW1RW1 RW0RW0 M2M2 M1M1 M0M0 BCDBCD
D0D1D2D3D4D5D6D7
Elegir contador:0 0 contador 00 1 contador 11 0 contador 21 1 comando Read Back Operación:
0 0 comando de enclavamiento0 1 leer/escribir byte bajo1 0 leer/escribir byte alto1 1 leer/escribir byte bajo y
después el alto
Contador:0 binario 16 bits1 BCD 4 décadas
Modo:0 0 0 modo 00 0 1 modo 1x 1 0 modo 2x 1 1 modo 31 0 0 modo 41 0 1 modo 5
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Operaciones de lectura de conteo.Operaciones de lectura de conteo.Existen tres posibles métodos para leer el valor de conteo de un
contador del 8254:
1).-Con un comando Read-Back.
2).-Leer simplemente el contador accediendo a su puerto correspondiente:
este método requiere inhibir la entrada CLK al contador (por ejemplo, a través de la línea GATE o utilizando circuitería exterior de apoyo) con objeto de evitar leer la cuenta en medio de un proceso de actualización de la misma, lo que daría un resultado incorrecto.
3).- Con un comando de enclavamiento
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11 11 -CONTEO-CONTEO -STATUS-STATUS CONTADOR2CONTADOR2 CONTADOR1CONTADOR1 CONTADOR0CONTADOR0 00
0 si enclava la cuenta de los contadores seleccionados 0 si enclava el byte de status del contador
seleccionado
A 1 los contadores seleccionados
D0D1D2D3D4D5D6D7
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Formato de Comando Formato de Comando ReadRead--Back.Back.
Permite enclavar la cuenta en varios Permite enclavar la cuenta en varios latcheslatches de salida (de salida (OL'sOL's ) de varios ) de varios contadores de una sola vez, sin requerir mcontadores de una sola vez, sin requerir múúltiples comandos de ltiples comandos de enclavamiento, poniendo el bit 5 a cero.enclavamiento, poniendo el bit 5 a cero.Los contadores permanecen enclavados hasta ser leLos contadores permanecen enclavados hasta ser leíídos, los que no son ledos, los que no son leíídos dos permanecen enclavados. Tambipermanecen enclavados. Tambiéén es posible enviar informacin es posible enviar informacióón de estado al n de estado al latch de salida ( OL), enclavlatch de salida ( OL), enclaváándola para que puede ser lendola para que puede ser leíída con comodidad da con comodidad por el puerto que corresponda a ese contador. por el puerto que corresponda a ese contador.
Palabra de statusPalabra de status
OUTPUTOUTPUT NULL COUNTNULL COUNT RW1RW1 RW0RW0 M2M2 M1M1 M0M0 BCDBCD
D0D1D2D3D4D5D6D7
Valor de la terminal out
1 “Null count”0 cuenta disponible para ser leída
Modo del contador activo Contador:
0 binario 16 bits1 BCD 4 décadas
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Al leer la palabra de status se permite leer el valor actual deAl leer la palabra de status se permite leer el valor actual de la cuenta, asla cuenta, asíícomo averiguar tambicomo averiguar tambiéén el modo programado para un contador y el estado n el modo programado para un contador y el estado actual de la terminal OUT, ademactual de la terminal OUT, ademáás de verificar la bandera de cuenta nula s de verificar la bandera de cuenta nula ((NullNull CountCount) de los contadores que se indiquen) de los contadores que se indiquen
Comando de enclavamiento (Comando de enclavamiento (CounterCounter Latch Latch CommandCommand).).
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SC1SC1 SC0SC0 00 00 XX XX XX XX
D0D1D2D3D4D5D6D7
contador afectado:0 0 contador 00 1 contador 11 0 contador 2
Si se envSi se envíían varios comandos de enclavamiento al mismo contador, separadosan varios comandos de enclavamiento al mismo contador, separados por un por un cierto intervalo de tiempo, scierto intervalo de tiempo, sóólo se considerarlo se consideraráá el primero (por tanto, la cuenta leel primero (por tanto, la cuenta leíída da correspondercorresponderáá al valor del contador cuando fue al valor del contador cuando fue enclavadoenclavado por vez primera).por vez primera).
Este comando se envEste comando se envíía como una palabra de control a como una palabra de control (A1=A0=1) con los bits 5 y 4 a cero. (A1=A0=1) con los bits 5 y 4 a cero. Cuando se envCuando se envíía el comando, el latch de salida (OL) del a el comando, el latch de salida (OL) del contador seleccionado queda congelado hasta que la CPU contador seleccionado queda congelado hasta que la CPU lo lee, momento en el que se lo lee, momento en el que se descongeladescongela y pasa de nuevo a y pasa de nuevo a seguir a CE. seguir a CE. Esto permite leer los contadores Esto permite leer los contadores al vueloal vuelo sin afectar la sin afectar la cuenta en curso. Se pueden enviar varios de estos cuenta en curso. Se pueden enviar varios de estos comandos a los diversos contadores, cuyos comandos a los diversos contadores, cuyos latcheslatches de de salida (salida (OL'sOL's) quedar) quedaráán enclavados hasta ser len enclavados hasta ser leíídos.dos.
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Modos de programaciModos de programacióón del timer n del timer 82548254
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Modo 0: Interrupt On Terminal Count (Interrupción al final de la cuenta).
(3) (2) (1) (0)Inicia conteo
Final de conteoSe carga la cuenta al registro de conteo
(4)
Pulso de escritura
CLK
WR
GATE
OUT
(3) (2) (1) (0)(4)Pulso de escritura
CLK
WR
GATE
OUT
Conteo detenido
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Modo 1:Hardware Retriggerable One-Shot (Monoestable programable).
(3) (2) (1) (0)(4)
N=4
CLK
WR
OUT
T=NTc
Disparos del monoestable
(3) (2)(4) (1)
GATE (TRIGGER)
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Modo 2: Rate Generator (Generador de ritmo).
(3) (2) (1) (0)(4)
N=4
CLK
WR
OUT
T=NTc
(3) (2)(4) (1)
GATE
un periodo de reloj (Tc)
N=cuenta cargadaTc=periodo del reloj en CLK=1/fclk
(0) (4) (3)
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
N = cuenta cargadaTc = periodo del reloj en CLK = 1/fclk
T= NTc
(3) (2) (1) (0)(4)
N=4
CLK
WR
OUT
(3) (2)(4) (1)
GATE
(0) (4) (3)
T1 T0-
Ya que es una onda cuadrada T1 = T0 = N/2Si N es impar entonces T1 = (N+1)/2 y T0 = (N-1)/2
Modo 3: Square Wave Mode (Generador de onda cuadrada).
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
(3) (2) (1) (0)(4)
N=4
CLK
WR
OUT
T=NTc
GATE
un periodo de reloj (Tc)
N=cuenta cargadaTc=periodo del reloj en CLK=1/fclk StrobeStrobe
MODO 4: Software Triggered strobe Mode (Pulso Strobe iniciado por programa)
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
(3) (2) (1) (0)(4)
N=4
CLK
WR
OUT
T=NTc
GATE (TRIGGER)
un periodo de reloj (Tc)
StrobeStrobeDisparo del Strobe
MODO 5: Hardware Triggered strobe Mode (Pulso Strobe iniciado por hardware)
InterconexiInterconexióón del 8254 con un n del 8254 con un microprocesadormicroprocesador
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Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Ejemplo de Conexión del 8254 con el Z80
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Direcciones válidas para el 8254:
84h contador 0 85h contador 186H contador 287H r. control
Direcciones válidas para el 8254:
84h contador 0 85h contador 186H contador 287H r. control
Gate 1Clock 1
Z80 Z80
Bus de DatosBus de Datos
CS
RD
WR
RD
WR
A0
A1A0
A1A2A3A4A5A6A7
Bus de Direcciones (Bajo)
Bus de Direcciones (Bajo)
ABCG1AG1BG2
74LS138
Y1=84H-87HA3A2
A6A5A4
A7
IORQ
Out 0Gate 0
Clock 0
Out 1
Out 2
Gate 2
Clock 2
Contador 0
Contador 1
Contador 2
Timer 8254
IORD
IOWR
EJEMPLO DE APLICACIONES DEL EJEMPLO DE APLICACIONES DEL 82548254
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Control de velocidad de un motor de CD con PWMControl de velocidad de un motor de CD con PWM
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
CIRCUITO DE CONTROL DE SENTIDO DE GIRO DE UN CIRCUITO DE CONTROL DE SENTIDO DE GIRO DE UN MOTORES DE CD USANDO UN CI (MOTORES DE CD USANDO UN CI (½½) L293 ) L293
½ L293B
VEND C
+VCC=5v
+VSM
816
217
6 3
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Circuito de un sensor Circuito de un sensor óóptico herradura para un encoder ptico herradura para un encoder
DISCO RANURADO O ENCODER
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Motor Motor Motor
CIRCUITO SUGERIDO PARA LIMPIAR LOS PULSOS ENVIADOS POR EL ENCODER
+5V
CLK 0CLK 0
220Ω10 kΩ
7414Al 8254
Circuito para contar el nCircuito para contar el núúmero de revoluciones de un motor de CDmero de revoluciones de un motor de CD
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
82548254
Motor de CD
10 kΩ220 Ω
Clk 0
L293 L293 PPI
8255
PPI8255
Bus de Datos
Z80 Z80
Out 0
INT
gate0
+5v
PPI8255
PPI8255
(½)L293B(½)L293B
1
2
IN1
IN2
EN1
74LS14T0
Circuito L293B doble puente” H”
Out1
Out2
Motor de CD
10 kΩ220 Ω
+5V
4.7 kΩ
8254CONTADOR 0
8254CONTADOR 0
CLK 0
+VS
GATE0
+5V
4.7 kΩ
OUT 0
alimentación del motor
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Uso del 8254 para controlar el conteo del giro de un motor de CDUso del 8254 para controlar el conteo del giro de un motor de CD
Contador2Contador2
Contador1Contador1
Contador0Contador0
Clk 1
CircuitoDe reloj del z80
CircuitoDe reloj del z80
Out 1
Encoder Encoder
L293BL293B
Z80
INT
Clk0 Gate0
Gate1
Out 0
PPI 8255
PPI 8255
TIMER 8254
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Programado en modo 0Programado en modo 0
Programado en modo 3Programado en modo 3No se usa No se usa No se usa
Tono de 1khz
fclk =2Mhz
Start
PA.7
PB.0PB.1PC.0
EsquemEsquemáático de la conexitico de la conexióón del 8254 con el z80 para la prn del 8254 con el z80 para la prááctica 9ctica 9EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
VS
A0
LAS DIRECCIONES SELECCIONADAS SON DE 84H A 87H
PB.1
INT
VCC
A1
PPI8255
PRACTICA NUM.9APLICACIONES DEL TIMER /CONTADOR 8254
A2
AL 8254
+5V
D1
Carlos Canto
L293
27
1015
19
361114
168
1A2A3A4A
1/2EN3/4EN
1Y2Y3Y4Y
VCC1VCC2
A3
741412
A0
PPI8255
A5
+5V
+5V
START
SPEAKER
D4
220
2N3904
3
2
1
A4
+5V
MOTOR CD
1 2
A1
A6
VCC
PA.7 D2
A2
2.7 K
A7
D3
IORD
A3
0
IOWR7414 12
A4
8254
87654321
22231920
21
9
11
10
151413
18
16
17
24
12
D0D1D2D3D4D5D6D7
RDWRA0A1
CS
CLK0
G0
OUT0
CLK1G1
OUT1
CLK2
G2
OUT2
VCC
GND
84H-87H
0 X
+5V
4.7 K
A5
0
CIRCUITO DE RELOJ DEL Z80
PB.0
SENSOR ÓPTICO
74LS138
123
645
15141312111097
ABC
G1G2AG2B
Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7
A6
BUS DE DIRECCIONES
0
10K
A7
1 X1
BUS DE DATOS
PC.0
Out 0
Out 1
Gate1
Final de conteo
Final de conteo
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Pita la bocina por 1 seg.Pita la bocina por 1 seg.
Tono de 1KHZ
1 segundo
Diagrama de flujo que muestran las tareas a realizar por el programa
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
Inicio Inicio
Configurar PPI
Configurar PPI
Programar El 8254
Programar El 8254
Arranca motorArranca motorMotor giró
1000 vueltas?Out 0=alto?
Motor giró1000 vueltas?Out 0=alto?
Detener elmotor
Detener elmotor
iniciar pitido Bocina a 1khz
iniciar pitido Bocina a 1khz
Invertir girodel motor
Invertir girodel motor
Inicializar El 8254
Inicializar El 8254
Inicializar El 8254
Inicializar El 8254
Habilitar Interrupciones.
en modo1
Habilitar Interrupciones.
en modo1
Rehabilitar Interrupciones.
Rehabilitar Interrupciones.
No
Si
Ubica el Stack
Ubica el Stack
Si
Delay 1 segDelay 1 seg
Parar pitidoDe bocina
Parar pitidoDe bocina
RSIRSI
RETIRETI
CALL RSICALL RSI
AquAquíí el Z80 entra en un el Z80 entra en un estado HALT hasta que ocurra estado HALT hasta que ocurra la interrupcila interrupcióónn
Definición de los símbolos usados en el programaSTACK EQU 1000H ; Inicio del stackPORT_A EQU 80H ; dirección del puerto APORT_B EQU 81H ; dirección del puerto BPORT_C EQU 82H ; dirección del puerto C CTRL_PPI EQU 83H ; dirección del registro de control del PPI PAL_CTRL EQU 88H ; palabra de control del PPI el pto.Ch =entradaCONT_0 EQU 84H ; dirección del contador 0CONT_1 EQU 85H ; dirección del contador 1CTRL_TIM EQU 87H ; dirección del registro de control del 8254CONT_0_MOD0 EQU ; palabra de control para el contador 0, en modo 0 CONT_1_MOD3 EQU ; palabra de control para contador 1 en modo 3CONT_INICIAl_LSB EQU ; Byte menos significativo del valor de conteo inicialCONT_INICIAl_MSB EQU ; Byte menos significativo del valor de conteo inicialDIV_LSB EQU 0F0H ; Byte divisormenos significativo DIV_MSB EQU 07H ; Byte divisor más significativo
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
;UBICA EL STACKLD SP, STACK
; CONFIGUARCIÓN DEL PPILD A , PAL_CTRL ; Carga de palabra de control del PPIOUT (CTRL_PPI) , A
; PROGRAMACIÓN DEL TIMER 8254LD A , CONT_0_MOD0 ;Configura el contador 0 en modo 0OUT (CONT_0) , ALD A , CONT_1_MOD3 ; Configura contador 1 en modo 1OUT (CONT_1) , A
; INICIALIZACIÓN DEL TIMER 8254CALL INICIA_8254
; HABILITACIÓN DE LA INTERRUPCIONES Y SELECCIÓN DEL MODO1IE ; Habilita las interrupciones del Z80IM1 ; Selección del modo 1 de interrupciones
;ARRANCA EL MOTORLEER: IN A , (PTO_A) ;leer tecla start del puerto A
AND 80H ;enmascara bits no usadosJP NZ, LEER ;si no se oprimió la tecla vuelve a checarLD A, 01HOUT (PTO_B) , A ; si se oprimió la tecla , arranca el motor
HALT ; espera que ocurra la interrupción
EL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..
INICIA_8254 :;INICIALIZACIÓN DEL CONTADOR 0
LD A, CONT_INICIAL_LSB ;Carga el byte menos significativo del valor OUT (CONT_0) , A ; de conteo inicial al contador 0LD A, CONT_INICIAL_MSB ;Carga el byte más significativo del valor OUT (CONT_0) , A ; de conteo inicial al contador 0
;INICIALIZACIÓN DEL CONTADOR 1LD A , DIV_LSB ;Cargar al contador1 con el divisor de frecuenciaOUT (CONT_2) , A ; menos significativoLD A , DIV_MSB ; Cargar al contador1 con el divisor de frecuenciaOUT (CONT_2) , A ; más significativo
RET
Generador de señales en una IBM PCEL TIMER 8254EL TIMER 8254 MicroprocesadoresMicroprocesadores
Carlos E. Canto Quintal Carlos E. Canto Quintal M.CM.C..