微机8253复习与实验讲解.ppt

微机原理习题课 07级研：卢 岑 Contents 1.定时/计数的基本概念 所谓定时/计数就是通过硬件或者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。 （1）软件定时：适当挑选指令和安排循环次数，降低了CPU的利用率 。 （2）纯硬件定时：有专用的多谐振荡器件或单稳态触发器 。改变定时要改变硬件 。 （3）可编程硬件定时/计数器：改变编程控制参数即可改变定时时间 ，不再占用CPU时间 2.可编程定时/计数器Intel 8253 8253内部结构图 8253内部结构图分析 （1）数据总线缓冲器：双向﹑三态8位缓冲器。用于将8253与系统数据总线D0－D7相连。完成如下信息传递功能：CPU向8253写入工作方式控制字；向计数寄存器输入初值；读计数器的初值或当前值送给CPU。 （2）控制字寄存器：只写寄存器，根据CPU输出的初始化命令，选择计数器通道，确定计数器的工作方式。 （3）读/写逻辑：读/写逻辑接受由CPU送入的读﹑写信号和地址信号，选择相应的寄存器，并确定数据传送方向是读出还是写入。 （4）计数器：有计数器0﹑计数器1和计数器2三个独立的计数通道，每个通道内部结构相同。 可编程定时/计数器Intel 8253 8253计数器内部结构图 计数器的内部工作原理 计数器的初值必须在开始计数前，由CPU利用输出指令送入初值寄存器CR（初始化编程）中，给CR置以16位的初值，并保存在CR中。 初值寄存器CR把16位的初值送入减1计数器CE，CR对CLK引脚输入的外脉冲进行计数，每来一个脉冲减1，当减到0时，OUT端输出一个表示计数结束的信号，上升沿或者下降沿。究竟如何变化取决于工作方式。 在计数过程中，OL的内容随减法计数器CE的内容变化而变化。CPU随时用输入指令将计数器的当前值从OL读取，通过OL读出CE的当前值。读出时，OL锁存CE的当前值，读出完毕后，OL又跟随CE减1计数变化。 8253芯片管脚图 8253初始化控制字 8253只有一个控制字，8253的一个方式控制字只决定一个计数通道的工作模式。8253的控制字格式如图所示。共分为4部分，通道选择、计数器读/写方式、工作方式和计数码的选择。 D7、D6：选择计数器，11为非法； D5、D4：控制计数器读/写的字节及读写高低字节的顺序； 00-锁存命令；01-只读/写一个低字节； 10-只读/写一个高字节；11—读/写2个字节，先低后高； D3、D2、D1：选择计数器的工作方式，自方式0至方式5； D0：计数器码制，0-二进制，1-二十进制。 定时/计数的工作过程 1. 设置8253的工作方式 2. 设置计数初值到初值寄存器 3. 第一个CLK信号使初值寄存器的内容置入计数寄存器 4. 以后每来一个CLK信号，计数寄存器减1 5. 减到0时，OUT端输出一特殊波形的信号 注：以上计数过程中还受到GATE信号的控制 计数启动方式——程序启动 程序指令启动————软件启动 GATE端外加触发信号启动 ——硬件启动 程序启动 首先在初始化程序时，CPU向8253送入控制字，当CPU再向8253送入计数初值后就自动启动计数：CPU写入初值后的第一个CLK信号将初值寄存器CR中的内容装入减1计数器CE中，而从第二个CLK脉冲的下降沿才使计数器开始减1计数。以后，每来一个CLK脉冲，使CE减1直到0为止，计数过程结束。 计数启动方式——外部触发启动 外部触发启动 是写入初值后并不能自动启动计数，而是靠外加在门控信号GATE端的信号由低电平到高电平后，再经CLK信号的上升沿采样，之后在该CLK的下降沿才开始计数。 工作方式 方式0——计数结束时中断 方式1——可编程单脉冲输出 方式2——频率发生器 方式3——方波发生器 方式4——软件启动选通脉冲输出 方式5——硬件启动选通脉冲输出 工作方式所遵循的原则 初始化编程是8253正常工作的必要条件。 初值写入后，要经过一个时钟周期后（一个上升沿和一个下降沿），计数器才开始计数。时钟脉冲的下降沿触发，使计数器进行减1计数。 通常，在CLK时钟信号的上升沿，8253采样门控信号GATE，不同的工作方式，门控信号GATE的触发方式有不同的规定，可以是电平触发，也可以是边沿触发。在电平触发的情况下，门控信号GATE必须在下一个时钟的上升沿时保持高电平，否则，该门控信号无效。一般边沿触发是一个很窄的脉冲，正负脉冲皆可。 8253的应用——计数器 学习任务：利用8086外接8253可编程定时器/计数器，可以实现对外部事件进行计数。掌握8086与8253的连接方