第10章定时计数器8253要点.doc

第十章 定时计数器8253/8254 基本内容：8253/8254的功能、编程结构和工作原理，掌握8253/8254的外部接线、编程和使用方法。 基本要求：了解8253/8254的编程结构、工作原理及模式；掌握8253/8254的编程应用。 重点内容：8253/8254的编程结构、工作原理及模式和编程应用。 难点内容：8253/8254的编程结构和工作模式。 可编程控制接口芯片的学习要点： （1）不强调对接口芯片内部电路原理的具体分析； （2）侧重掌握接口芯片的外特性。 ①主要引脚的名称及定义； ②内部逻辑结构框图及功能描述； ③控制字、状态字的组成及定义； ④工作方式的定义。 第一节 概述 一、定时信号的获得 定时/计数技术用于构建微机系统的定时子系统。 所谓定时（计数）就是通过硬件或软件的方法产生一个时间基准，以此来实现对系统的定时或延时控制。 定时有三种主要方法：软件定时、纯硬件定时及可编程的硬件定时器/计数器。 （1）软件定时 使用延迟子程序 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，通过适当地挑选指令和安排循环次数来实现软件的定时。 该方法要求完全占用CPU的时间，因而降低了CPU的利用率。 （2）纯硬件定时 采用固定的电路，如可以采用小规模集成电路555，外接电阻和电容构成单稳延时电路。这样的定时电路简单，而且通过改变电阻和电容，可以使定时在一定的范围内调整。但它由纯硬件来完成，给使用带来不便。 （3）可编程硬件定时器/计数器 这是目前在控制系统中广泛使用的方法，它通过编程来控制电路的定时值及定时范围，功能强，使用灵活。在计算机系统中，象定时中断、定时检测、定时扫描等等都是用可编程定时器来完成定时控制的。 Intel 8253/8254就是常用的可编程定时/计数器。8253最高工作频率2.6MHz，8254最高工作频率为10MHz。 计数器/定时器的用处： ① 作为中断信号 ② 输出精确的定时信号 ③ 作为波特率发生器 ④ 实现延迟 二、可编程计数器/定时器的工作原理 计数器/定时器的基本原理图 计数器/定时器可以有下面几种工作模式： ①计数结束产生中断 ②可重复触发的单稳态触发器 ③分频器 ④方波发生器 ⑤选通信号发生器 第二节 可编程计数器/定时器8253 一、8253的编程结构 3个计数器，每个计数器内部有： 8位的控制寄存器 16位的计数初值寄存器 计数执行部件 输出锁存器 8253的编程结构 二、8253的工作原理 8253的工作原理图 1、计数器0，计数器1，计数器2 计数器0、计数器1、计数器2是三个完全独立、结构相同的计数器，每一个计数器都是由一个16位的可预置的减法计数器构成。每一个计数器都有CLK、GATE、OUT三个引脚。 ①每一个计数器都是由一个16位的可预置的减法计数器构成，计数器的初值n 由程序预置。 ②CLK： 计数脉冲输入端。每进入一个脉冲，计数器计数值就减1。 ③OUT： 脉冲输出端。当计数器计数值减到“0”时，就从OUT端输出一个信号，输出信号的波形取决于工作方式。 则： 定时时间 = 时钟周期 (T) × 预置的计数器初值( n ) ④GATE： 门控信号端，当GATE为低电平时，禁止计数器工作；当 GATE为高电平时，才允许计数器工作。 2、数据总线缓冲器 功能：①往计数器设置初值 ②从计数器读取计数值 ③往控制寄存器设置控制字 3、读写逻辑电路 A1、A0 对计数器和控制寄存器寻址，A1、A0为： 00----计数器 0， 01----计数器1， 10----计数器2， 11----控制器 RD 读信号，读取选中计数器的内容（计数值） WR 写信号，向选中的计数器写入计数初值，或向选中控制器写入控制字 CS 片选信号，有效表明8253被选中。 4、控制寄存器 在8253初始化时，由CPU写入控制字来设置计数器的工作方式。 特点： 只能写入而不能读出。 三、8253 的控制字和编程 1、编程——即对8253初始化 刚接通电源时，8253处于未定义的状态，需用程序将其设置为一个特定的模式，即初始化。 步骤：①写入控制字；②写入计数器初值。 注意： ① 三个计数器应该分别初始化 ② 计数器一旦初始化之后，就在设置的模式下进行减1计数 2、控制字的格式 ① SC1、SC0： 这两位决定这个控制字是哪一个计数器的控制字 ② RL1、RL0：设置数据读/写格式。在读取计数值时，可令RL1、RL0 = 00，先将写控制字时的计数值锁存，然后再读取。