第8章 可编程计数器8253.ppt

8.1 计数/定时的基本概念 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，无需太多的硬件设备，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。 3.定时/计数器的作用 生产线上统计产品的数目----计数器 系统的动态存储器刷新----定时器 系统时钟计时----定时器 扬声器的频率源----定时器 8.2 8253的工作原理 8253的内部结构和引脚信号 8253是Intel公司生产的可编程计数/定时器芯片。 8253的操作对所在系统没有特殊要求，其通用性强，适用于各种微处理器组成的系统。 它有3个独立的16位减1计数器，每个计数器有6种工作方式，能进行二进制或BCD码计数或定时操作，计数速率可达2MHz，最高信号时钟频率2.6MHz，所有的输入/输出都与TTL电平兼容。 同类型的定时/计数器芯片还有Intel 8254等。 8253内部结构 具有三个相互独立的16位计数器通道； 每个通道都可设定以6种工作方式之一进行计数/定时； 每个计数器都可设为按二进制或BCD码计数 ； 具有计数和定时功能，基于减1计数工作； 定时器减为0后，可自动装入定时常数初值，并产生输出信号； 在减1操作中，任何时刻计数器的值都可由CPU经计数输出寄存器读取。 数据总线缓冲器 数据总线缓冲器是8253与CPU数据总线连接的8位双向三态缓冲器。 CPU用输入/输出指令对8253进行读/写操作的所有信息都是通过这8条总线传送的。 CPU在初始化编程时写入8253的控制字； CPU向8253某一计数器写入的计数初值； CPU从8253某一计数读取的计数值； (2) 读/写逻辑 读/写逻辑是8253内部操作的控制部分。当片选信号有效， 即 =0时，读/写逻辑才能工作。 该控制逻辑根据读/写命令及送来的地址信息A1A0，决定三个计数器和控制字寄存器中哪一个工作，并控制内部总线上数据传送的方向。  8253的读/写操作 (3) 控制字寄存器 在8253初始化编程时，由CPU向控制字寄存器写入控制字，以决定每个计数器的工作方式。 此寄存器只能写入而不能读出。 在8253工作之前，必须对它进行初始化编程，也就是向8253的控制字寄存器写入一个控制字和向计数器赋计数初值。 控制字的功能是：选择计数器，确定对计数器的读/写格式，选择计数器的工作方式以及确定计数的数制。  SC1、SC0：计数器选择位。这两位表示这个控制字是对哪一个计数器设置的。 00—计数器0；01—计数器1；10—计数器2；11—非法选择。  RW1、RW0：数据读/写格式选择位。CPU在对计数器写入初值和读取它们的当前值时，有几种不同的格式，由这两位来决定。 00—将计数器当前值锁存于输出锁存器中，以便读出；01—只读/写计数器的低8位，写入时高8位自动设置为0； 10—只读/写计数器的高8位，写入时低8位自动设置为0；11—对16位计数器进行两次读/写操作，低字节在前，高字节在后， 两次操作的地址相同。  M2、M1、M0：计数器工作方式选择位。8253的每个计数通道有6种不同的工作，工作方式由这3位决定。000—方式0；001—方式1；010—方式2；011—方式3；100—方式4；101—方式5。  BCD：数制选择。8253的每个计数器有两种数制二进制和二—十进制，由这一位决定选择哪一种。 BCD=0表示采用二进制计数，写入的初值范围为0000H～FFFFH，其中0000H是最大值，代表65536；BCD=1表示采用二—十进制计数，写入的初值范围为0000