微机原理与接口技术（龚尚福）第9章.ppt

* 第9章 定时/计数接口电路 第9章 定时/计数接口电路 9.1 定时/计数的基本概念 9.2 可编程定时/计数器Intel 8253/8254 9.3 Intel 8254简介 习题9 9.1 定时/计数的基本概念 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。要实现定时或延时控制，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 软件定时的方法是：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。这种方法由于要完全占用CPU的时间，因而降低了CPU的利用率。 2. 纯硬件定时 它采用固定的电路，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 系列的8253、8254就是常用的可编程定时/计数器。 9.2 可编程定时/计数器Intel 8253/8254-PIT 9.2.1 Intel 8253的主要性能和内部结构 1. Intel 8253的主要性能 Intel 8253-PIT有3个独立的16位计数器，每个计数器都可以按照二进制或BCD码进行计数，计数速率可达2MHz（8254为10MHZ），每个计数器有6种工作方式，可编程设置和改变。它可用在多种场合，如方波发生器、分频器、实时时钟、事件计数等方面。 2. Intel 8253的内部结构 ⑴数据总线缓冲器 它与CPU的数据总线相连，是8位双向三态缓冲器。CPU通过这个缓冲器对8253进行读/写操作。 ⑵控制字寄存器 此寄存器只能写入而不能读出。在8253初始化时，由CPU写入控制字来设置计数器的工作方式。 ⑶计数器 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，每一个都是由一个16位的可预置的减法计数器构成。 图9.1 Intel 8253的内部结构 9.2.2 Intel 8253的外部性能 图9.2 Intel 8253的外部引脚图 GATE：门控信号，当GATE为低电平时，禁止计数器工作； GATE为高电平时，才允许计数器工作。 CLK：计数脉冲输入。 OUT：脉冲输出。当计数到“0”时，从OUT端输出信号，输出信号的波形取决于工作方式。 CS、RD、WR、A0、A1共同结合，用于对8253进行端口操作，如表9-1所示。 表9-1 8253的端口选择 A1 A0 寄存器选择和操作 0 1 0 0 0 写计数器0 0 1 0 0 1 写计数器1 0 1 0 1 0 写计数器2 0 1 0 1 1 写控制字寄存器 0 0 1 0 0 读计数器0 0 0 1 0 1 读计数器1 0 0 1 1 0 读计数器2 0 0 1 1 1 无操作(三态) 1 × × × × 禁止(三态) 0 1 1 × × 无操作(三态) 9.2.3 Intel8253的控制字和编程 图9.3 8253的控制字 SC1、SC0： 这两位决定这个控制字是哪一个计数器的控制字。 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。 M2、M1、M0：设置每个计数器的工作方式。 BCD：用于选择每个计数器的计数制。在二进制计数时，计数初值的范围是0000H～FFFFH，其中0000H是最大值，代表65536。在BCD码计数时，计数初值的范围中0000—9999，其中，0000是最大值，代表10000。 9.2.4 Intel8253的工作方式 Intel 8253的每个计数器都有6种工作方式，这6种方式的主要区别是：输出的波形不同，计数过程中GATE