第10章 定时器／计数器.ppt

第10章 定时/计数技术及接口 §10.1 定时/计数技术概述 §10.2 可编程定时器/计数器8253/8254 §10.3 8253在微机系统中的应用 系统定时分类 2. 硬件定时 硬件定时—由硬件电路来实现的定时。 优点—减轻CPU的负担，使得在定时期间CPU能做 其它工作。 不可编程的硬件定时—555时基电路等 缺点：不易修改定时参数，时间长了器件会老化。 可编程硬件定时—8253定时/计数器等 优点：定时参数和工作方式可由软件来控制，定时 过程不需要CPU干预。 §10.2 可编程定时器/计数器8253/8254 §10.2.1 8253主要特性 ① 单一正5V电源，NMOS工艺制成。 ② 片内具有3个独立的16位减法计数器（或称计数通道）。 ③ 计数频率为0~2MHz。 ④ 两种计数方式：即二进制或BCD方式计数。 ⑤ 六种工作方式，既可对系统时钟脉冲计数实现定时，又可对外部事件进行计数。 ⑥ 可由软件或硬件控制开始计数或停止计数。 §10.2.2 8253 内部结构 8253 内部结构 1. 数据总线缓冲器：三态、双向8位寄存器 CPU写入的命令 传送的信息： CPU写入的计数初值 CPU读出的当前计数值 8254增加了回读命令：CPU可读出当前状态 8253 内部结构 2. 读/写逻辑 读/写逻辑接收由CPU发来的读、写信号和地址信号等，选择读出或写入寄存器，控制芯片完成读写操作。 3. 控制字寄存器 控制字寄存器接收CPU送来的控制命令。选择计数器及相应的工作方式。 控制字寄存器只能写入，不能读出。 8253 内部结构 4. 计数器 8253有三个独立的计数通道 16位的计数单元（减1计数器） 每个通道的组成： 16位初值寄存器（只写） 16位输出锁存器—锁存当前计数值 控制单元—控制该计数器的工作方式 8253 内部结构 计数初值寄存器：用于存放计数初值（定时常数或称分频系数），最大计数值为65536（64K）。 计数初值是在初始化时装入计数初值寄存器的，计数初值在计数过程中保持不变。 计数单元：用于进行减1计数操作，每来一个时钟脉冲，它就作一次减1运算，直至将计数初值减为零。 当前计数值锁存器：用于锁存减1计数器的内容，以供CPU读出。 8253 内部结构 计数器工作原理： 初始化时 首先向计数通道装入计数初值，送入计数初值寄存器 然后送到计数单元（减1计数器）。 计数启动后（GATE允许），在时钟脉冲CLK作用下，计数单元进行减1计数，直到计数值减到0， OUT输出端产生相应动作时，计数结束。计数初值寄存器的内容在计数过程中保持不变。 需要读出当前计数值时，发锁存命令，锁存器锁定当前计数值，之后读出当前计数值。 §10.2.3 8253外部特性 8253 的 引 脚 图 8253外部特性 8253的引脚分为两部分： 1. 与CPU连接的引脚 CPU写入的命令 D7—D0：数据线（双向,三态）,传送 CPU写入的计数初值 CPU读出的当前计数值 ：写信号，用于控制完成写操作 ：读信号，用于控制完成写操作 A1、A0：地址线，用于寻址8253内部的4个端口 ：片选信号，用于选中 8253芯片 8253外部特性 2. 与外设的接口引脚 CLK0~2：计数时钟，输入。用于输入定时脉冲或计数脉冲信号。 GATE0~2：门控信号，输入。用于外部控制计数器的启动计数和停止计数的操作。 OUT0~2：计数输出端。当计数器从初值开始完成计数操作时，OUT引脚上输出相应的信号。 §10.2.4 8253方式控制字（CW） 8253控制字的格式 §10.2.6 8253 初始化编程 初始化编程的具体步骤为： 1.?写入计数器的控制字，规定其工作方式等； 2.??写入计数初值。 若规定只写低8位，则写入的为计数值的低8位，高8位自动置0； 若规定只写高8位，则写入的是计数值的高8位，低8位自动