微型计算机系统原理及应用 教学课件 ppt 作者 贺建民 第5章 可编程定时_1.ppt

第5章 可编程定时/计数器 5.1 定时系统基本概念 5.2 可编程定时/计数器8253-5 5.3 8253-5应用举例 5.1 定时系统基本概念 5.1.1 定时器、计数器的功能与分类 定时器是以周期性的时钟信号作为计数脉冲的计数器件 计数器是以外部事件产生的时钟信号作为计数脉冲的计数器件。 5.1 定时系统基本概念 1. 定时/计数器的功能 （1）实现指定的时间延迟，提供标准的均匀分布的时间间隔，以便进行定时控制； （2）向外部设备提供周期可控的精确的定时序列脉冲； （3）在多任务的分时系统中提供定时中断，以便定时切换程序； （4）作为可编程的波特发生器，向串行接口提供接收和发送时钟； （5）统计外部过程中某一事件发生的次数，并将计数结果输入计算机； （6）数据采集系统定时向主机输入数据，或者主机定时对数据进行采样。 5.1 定时系统基本概念 2. 定时/计数器的类型 （1）所谓软件定时控制，是通过CPU调用一个具有固定延迟时间的子程序来实现定时。 特点：准确性高、方法简单、不需要硬件电路，但是占用了CPU且可移植性差。 （2）非可编程的硬件定时系统，则是采用中小规模的集成电路实现。 特点：结构简单、成本低、使用方便，同时它不占用CPU工作时间，但功能单一，灵活性差。 （3）可编程的定时系统是软件和硬件的结合，定时值和定时范围可由软件确定和改变。 特点：软件编程简单，使用范围广泛，不需要CPU参与工作，可以提高CPU的利用率。 5.1.2 微机系统中的定时/计数器 8086/8088微型机中采用的是Intel公司的8253-5定时/计数器芯片，具有三个16位计数器，每个计数器都可以编程为独立的定时器或计数器使用，有六种工作方式供用户编程选择。 8086/8088微型计算机系统中，8253-5中的三个计数器使用情况如下： CNT0：电子钟时间基准定时； CNT1：动态存储器刷新定时； CNT2：输出方波至扬声器，提供故障告警和执行拌音程序使用。 5.2 可编程定时/计数器8253-5 8253-5的外特性主要有： 24引脚的DIP封装； 三个计数定时器(16位)； 可编程的工作方式选择； 最高计数频率小于2.6MHZ。 5.2.1 8253-5的结构及功能 Intel 8253-5定时/计数器是24引脚双列直插式芯片，使用单电源+5V供电，输入输出均与TTL兼容。 5.2.1 8253-5的结构及功能 8253-5定时/计数器内部结构组成。 5.2.1 8253-5的结构及功能 1. 计数器 8253-5内部有三个相同的计数器，各自可按不同的方式工作。 5.2.1 8253-5的结构及功能 1. 计数器 （1）计数初值寄存器CR CR是由两个8位的寄存器组成的16位寄存器，CPU可以按8位或者16位访问。 （2）减法计数器CE CE是一个16位减法计数器。CPU不能直接访问，由CR将计数初值“加载”到CE中。 （3）当前计数值输出锁存器OR 当前计数值输出锁存器用于保存计数器当前的计数值，CPU按照先低后高的顺序访问。 5.2.1 8253-5的结构及功能 计数器的工作过程： 当8253-5初始化确定了某个通道的工作方式。 CPU向该通道写入计数初值到CR初值寄存器中，门控信号GATE为有效电平； CR在第一个计数脉冲CLK控制之下，将计数初值加载到CE减法计数器中； CE在第二个CLK脉冲开始减1计数，直到计数到位，OUT输出相应信号。 计数过程中，可随时将当前计数值送入OL锁存器，以便CPU查询。 5.2.1 8253-5的结构及功能 1. 计数器 每一个计数器有三个控制信号： （1）CLK：时钟信号。计数过程中每输入一个时钟，计数器的值减1。 （2）GATE：门选通信号。该信号用于控制计数器进程。根据工作方式不同有电平控制和上升沿控制。在电平控制时，高电平表示允许计数，低电平表示停止计数。 （3）OUT：计数输出信号。当计数器的值变成0时，则OUT端输出一个信号。 5.2.1 8253-5的结构及功能 2. 数据总线缓冲器 数据总线缓冲器：用于8253与系统数据总线发送或接收数据。 数据总线缓冲器主要完成三个基本工作： （1）通过编程确定8253-5的工作方式（设置控制字）； （2）向计数器装入数据（设置计数初值）； （3）从计数器读出计数值。 5.2.1 8253-5的结构及功能 3. 读/写逻辑 （1）CS：片选信号。为“0”时， 8253-5被选中，可以对其进行读/写操作。 （2）RD：读控制信号。为“0”时，表示CPU读8253-5计数器数据。 （3）WR：写控制信号。为“0”时，表示CPU写8253-5工作方式信息或向计数器装入计数初值。 （4）A0、A1：地址线。用于对三个计数器和控制字寄