计数与定时技术.pptx

计数/定时技术 概述 •实现定时的三种方法： (1) 软件定时 由CPU执行指令序列所花费的时间来构成一定的时间间隔，从而达到定时的目的。 例如： MOV CX , ××××H HERE: LOOP HERE 优点:不需要专门的硬件设备。 缺点: 浪费了宝贵的CPU资源。 (2)不可编程的硬件定时 采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间 (3)可编程计数器/定时器 可用软件的方法(通过初始化编程)设定或调整定时范围。 软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路 典型产品：ZilogZ80-CTC Intel 8253(8254) 可编程计数器/定时器8253 1. 8253 的主要功能 (1)具有三个独立的16位计数通道； (2)每个计数通道可按二进制或二－十进制计数； (3)每个计数通道的计数速率可达2MHz； (4)每个计数通道有六种工作方式； (5)全部输入输出都与TTL电平兼容。 8253的结构 8253的内部由与CPU的接口、内部控制电路以及三个计数器通道所组成 (1) 数据总线缓冲器 这是8253与CPU的数据总线(D７～D０)连接的8位双向三态缓冲器。 CPU用输入输出指令对8253进行读写操作时的所有信息都通过这个缓冲器传送。 (2) 读/写逻辑 这是8253内部操作的控制电路，它从系统控制总线上接收输入信号，然后转换成8253内部操作的各种控制信号。 (3)控制字寄存器 当地址信号A1和A0都为1时，访问控制字寄存器。 控制字寄存器从数据总线上接收CPU送来的控制字，并由控制字的D7、D6两位的编码决定控制字写入哪个通道的控制寄存器中去。 由寄存在每个通道内的控制寄存器的内容决定该通道的工作方式，选择计数器是按二进制还是BCD数计数，并确定每个计数器初值的写入顺序。 (4)计数器0、计数器1、计数器2 这是三个计数器/定时器通道，每一个都由16位的可设置计数初值的减法计数器构成。 三个通道的操作是完全独立的。每个通道都有两个输入引脚CLK和GATE以及一个输出引脚OUT。 从编程的角度看，8253的结构框图如图所示。 “控制寄存器”及“计数初值寄存器(CR)”可由CPU写入； “输出锁存器(OL)”可由CPU读出。 8253的引脚 8253的引脚 8253 的工作方式 8253的每个通道均可以通过编程选择6种工作方式之一: (1) 方式0——计数到零产生中断请求(Interrupt on Terminal Count) 方式0的时序图 方式0的主要特点是： 1) 计数器只计一遍而不能自动重复工作。 •当减1计数到零时，并不自动恢复计数初值重新开始计数，且OUT输出保持为高电平。 只有CPU再次写入一个新的计数值(即使计数值相同也需再次写入)，OUT才变为低电平，计数器按新写入的计数值重新开始计数。 或者CPU重新对8253设置方式0控制字，它的OUT输出也可以立即变为低电平，并等再次写入计数初值后重新开始计数。 2) CPU向CR寄存器写入计数初值后的第一个CLK脉冲（即图中用斜线标出的那个脉冲），将CR的内容送入CE，从此之后计数器才开始减1计数。 •这第一个CLK脉冲不包括在减1计数过程中。 •如果设置计数初值为N，则输出OUT是在N+1个CLK脉冲之后才变为高电平。 3) 在计数过程中，可由GATE信号控制暂停计数。 •当GATE变低时，计数暂停； •当GATE变高后又接着计数。 方式0计数过程中改变GATE信号 4) 在计数过程中也可改变计数值。 在写入新的计数值后，计数器将立即按新的计数值重新开始计数，即改变计数值是立即有效的。 当按新的计数值减1计数到0时，输出OUT变为高电平。 (2) 方式1—硬件可重复触发的单稳态触发器 方式1的时序 在方式1，当CPU输出控制字后(WR的上升沿)，OUT输出变为高电平(若原为高电平，则保持为高电平)； 在CPU写入计数初值后，计数器并不开始计数，直至门控信号GATE上升沿(即门控触发信号)出现，并在其下一个CLK脉冲的下降沿，CR的内容送入CE，同时使OUT输出变为低电平，然后开始对随后的CLK脉冲进行减1计数。 在计数过程中，OUT一直维持为低电平，直至减1计数到0时，OUT输出变为高电平。 即由于GATE上升沿的触发，使OUT输出端产生一个宽度为N个CLK周期的负脉冲。 此后，若再次由GATE上升沿触发，则输出再次产生一个同样宽度的负脉冲。 方式1的主要特点是： 1)若设置计数初值为N，则输出负脉冲的宽度为N个CLK脉冲周期。 2) 当计数到零时，可再次由GATE上升沿触发，输出同样宽度的负脉冲，而不必重新写入计数初值。 3) 在计数过程中(输出负脉冲期间)，可由GATE上升沿再触发。并使计数器