可编程定时器计数器8253及其应用.doc

第八章 可编程定时器/计数器8253及其应用 PAGE PAGE 12 第 PAGE 12 页, 共 NUMPAGES 12 页 第八章 可编程定时器/计数器8253及其应用 【回顾】 可编程芯片的概念，端口的概念。 【本讲重点】 定时与计数的基本概念及其意义，定时/计数器芯片Intel8253的性能概述，内、外部结构及其与CPU的连接。 8.1 定时与计数 1．定时与计数 在微机系统或智能化仪器仪表的工作过程中，经常需要使系统处于定时工作状态，或者对外部过程进行计数。定时或计数的工作实质均体现为对脉冲信号的计数，如果计数的对象是标准的内部时钟信号，由于其周期恒定，故计数值就恒定地对应于一定的时间，这一过程即为定时，如果计数的对象是与外部过程相对应的脉冲信号（周期可以不相等），则此时即为计数。 2．定时与计数的实现方法 (1) 硬件法 专门设计一套电路用以实现定时与计数，特点是需要花费一定硬设备，而且当电路制成之后，定时值及计数范围不能改变。 (2) 软件法 利用一段延时子程序来实现定时操作，特点，无需太多的硬设备，控制比较方便，但在定时期间，CPU不能从事其它工作，降低了机器的利用率。 (3) 软、硬件结合法 即设计一种专门的具有可编程特性的芯片，来控制定时和计数的操作，而这些芯片，具有中断控制能力，定时、计数到时能产生中断请求信号，因而定时期间不影响CPU的正常工作。 8.2 定时/计数器芯片Intel8253 Intel8253是8086微机系统常用的定时/计数器芯片，它具有定时与计数两大功能。 一、8253的一般性能概述 1．每个8253芯片有3个独立的16位计数器通道； 2．每个计数器通道都可以按照二进制或二—十进制(BCD码)计数； 3．每个计数器的计数速率可以高达2MHz； 4．每个通道有6种工作方式，可以由程序设定和改变； 5．所有的输入、输出电平都与TTL兼容。 二、8253内部结构 8253的内部结构如图8-1所示，它主要包括以下几个主要部分： 图8-1 8253的内部结构 1．数据总线缓冲器 实现8253与CPU数据总线连接的8位双向三态缓冲器，用以传送CPU向8253的控制信息、数据信息以及CPU从8253读取的状态信息，包括某时刻的实时计数值。 2．读/写控制逻辑 控制8253的片选及对内部相关寄存器的读/写操作，它接收CPU发来的地址信号以实现片选、内部通道选择以及对读/写操作进行控制。 3．控制字寄存器 在8253的初始化编程时，由CPU写入控制字，以决定通道的工作方式，此寄存器只能写入，不能读出。 4．计数通道0#、1#、2#： 这是三个独立的，结构相同的计数器/定时器通道，每一个通道包含一个16位的计数寄存器，用以存放计数初始值，一个16位的减法计数器和一个16位的锁存器，锁存器在计数器工作的过程中，跟随计数值的变化，在接收到CPU发来的读计数值命令时，用以锁存计数值，供CPU读取，读取完毕之后，输出锁存器又跟随减1计数器变化。 三、8253的外部引脚 8253芯片是具有24个引脚的双列直插式集成电路芯片，其引脚分布如图8－2所示。8253芯片的24个引脚分为两组，一组面向CPU，另一组面向外部设备，各个引脚及其所传送信号的情况，介绍如下： 1．D7~D0：双向、三态数据线引脚，与系统的数据线连接，传送控制、数据及状态信息。 2．：来自于CPU的读控制信号输入引脚，低电平有效。 3．：来自于CPU的写控制信号输入引脚，低电平有效。 4．：芯片选择信号输入引脚，低电平有效。 图8-2 8253的引脚 5．A1、A0：地址信号输入引脚，用以选择8253芯片的通道及控制字寄存器。、的状态与8253端口地址的对应关系如下表所示。 A1 A0 0 0 0＃通道 0 1 1＃通道 1 0 2＃通道 1 1 控制端口 6．VCC及GND：+5V电源及接地引脚 7．CLKi：i=0,1,2,第i个通道的计数脉冲输入引脚，8253规定，加在CLK引脚的输入时钟信号的频率不得高于2.6MHZ，即时钟周期不能小于380ns。 8．GATEi：i=0,1,2,第i个通道的门控信号输入引脚，门控信号的作用与通道的工作方式有关。 9．OUTi：i=0,1,2,第i个通道的定时/计数到信号输出引脚，输出信号的形式由通道的工作方式确定，此输出信号可用于触发其它电路工作，或作为向CPU发出的中断请求信号。 四、8253的控制字 8253有一个8位的控制字寄存器，其格式如下： 图8-3 8253的控制字 其中： D0：数制选择控制。为1时，表明采用BCD码进行定时/计数；否则，采用二进制进行定时/计数。 D3~D1：工作方式选择控制。000，0；001，1；X10，2；X11，3；100，4；101，5； D