定时器／计数器技术方案.pptVIP

第10章 定时器／计数器 10.1 定时/计数技术概述 10.2 可编程定时器/计数器8253 10.3 8253在IBM PC/XT中的应用 10.1 定时/计数技术概述 10.1.1 系统的时间基准 1. 计算机为什么需要时间基准？ 计算机系统的时间基准 主时钟频率（简称主频） （1）计算机系统本身需要一个时间基准，以保证计算机在确定时刻完成规定动作。 （2）用计算机构成的测控系统常被要求能提供一些定时和计数的功能等 。 软件定时—— 让CPU执行一段具有固定延时时间的循环程序来实现的延时。是实现系统定时或延时控制的最简单的方法。 优点：不需要外加硬件电路且定时精确。 缺点：定时时间越长，CPU的开销越大，而且不能响应中断，否则定时就不准确了。 10.1.2 系统定时分类 1. 软件定时 2. 硬件定时 硬件定时 —— 由硬件电路来实现的定时。 优点：减轻CPU的负担，使得在定时期间CPU能做其它工作。 （2）可编程硬件定时 —— 8253定时/计数器 优点：定时参数和工作方式又可由软件来控制，定时过程不需要CPU干预。 （1）不可编程的硬件定时—— 555时基电路 缺点：不易修改定时参数，时间长了会老化。 10.2 可编程定时器/计数器8253 10.2.1 8253主要特性 10.2.2 8253内部结构 10.2.3 8253外部特性（ 引脚 ） 10.2.4 8253方式控制字（CW） 10.2.5 8253工作方式 10.2.6 8253应用举例 10.2.1 8253主要特性 （1）单一正5V电源，NMOS工艺制成。 （2）片内具有3个独立的16位减法计数器（或称计数通道）。 （3） 计数频率为0 ~ 2MHz。 （4） 两种计数方式：即二进制或BCD方式（十进制）计数。 （5）每个通道有6种工作方式，既可对系统时钟脉冲计数实现定时，又可对外部事件进行计数。 （6）可由软件或硬件控制开始计数或停止计数。 10.2.2 8253 内部结构 （1）数据总线缓冲器 （2）读/写控制逻辑 （3）控制寄存器 （4）计数器0、1、2 ① 8253有三个完全相同的计数器。 ② 每个计数器包括一个8位的控制寄存器，一个16位计数单元CE，一个16位的计数初值寄存器CR和一个16位的输出锁存器OL。 ③ CR和OL只起锁存作用，计数工作由CE完成，并受控于控制寄存器。 ④ 基本操作：CE接受写入CR中的初值，对CLK信号进行减1计数，并把结果送入OL锁存。 ⑤ 门控信号GATE对计数起开关或触发作用。 ⑥ 计数到0后，OUT端输出一个电平或脉冲信号。 计数器结构 CR CE OL 10.2.3 8253外部特性（引脚） 1. 8253与CPU连接的接口引线 8253与CPU接口除无RESET引脚外，其余同8255A。 读出计数器#2 0 1 1 0 0 读出计数器#1 1 0 1 0 0 读出计数器#0 0 0 1 0 0 写入控制寄存器 1 1 0 1 0 写入计数器#2 0 1 0 1 0 写入计数器#1 1 0 0 1 0 写入计数器#0 0 0 0 1 0 寄存器选择和操作 A0 A1 WR RD CS 8253的端口选择 —— 由CS、RD、 WR、 A1、 A0组合选择。 2. 8253与外设的接口 （1）CLK0 ~ 2 —— 计数脉冲输入端。 （2）GATE0 ~ 2 —— 门控信号输入端，为高时，才允许计数器工作。 （3）OUT0 ~ 2 —— 计数/定时到脉冲输出端。 每个通道三条引线： 10.2.4 8253方式控制字（CW） D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 计数器 读 / 写格式 工作方式 数制 数制选择 0 二进制:0000H~FFFFH 1 十进制:0000~9999 计数器选择 0 0 计数器#0 0 1 计数器#1 1 0 计数器#2 1 1 非法选择 计数器读/写格式 0 0 锁存、再读取 0 1 只读/写低8位 1 0 只读/写高8位 1 1 先读/写高8位、再读/写低8位 工作方式选择 0 0 0 方式0 0 0 1 方式1 x 1 0 方式2 x 1 1 方式3 1 0 0 方式4 1 0 1 方式5 10.2.5 8253工作方式 8253可编程选择6种不同的工