第八章計(jì)數(shù)器定時(shí)器接口技術(shù)

第八章計(jì)數(shù)器定時(shí)器接口技術(shù)第一頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日本章內(nèi)容§8.1基本概念§8.28253A內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳§8.38253A的編程§8.48253A的工作方式§8.58253A的應(yīng)用第二頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日§8.1概述定時(shí):定時(shí)打鈴\石英鐘\紅綠燈\動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新定時(shí)\系統(tǒng)的日歷時(shí)鐘計(jì)數(shù):生產(chǎn)線\出租車計(jì)費(fèi)\點(diǎn)鈔機(jī)定時(shí)信號(hào)軟件定時(shí)不可編程硬件定時(shí)可編程硬件定時(shí)第三頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日延遲子程序,包含一定的指令,設(shè)計(jì)者要求對(duì)這些指令的執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)密的計(jì)算或者精確的測(cè)試,以便確立延遲時(shí)間是否符合要求,時(shí)間長(zhǎng)時(shí)用循環(huán)程序。優(yōu)點(diǎn)：不需添加硬件設(shè)備，只需編制有關(guān)延時(shí)程序缺點(diǎn)：增加CPU的開銷，時(shí)間越長(zhǎng)，開銷越大，浪費(fèi)CPU資源。1.軟件定時(shí)第四頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路或計(jì)數(shù)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)或定時(shí)器件容易老化，導(dǎo)致定時(shí)不準(zhǔn)（RC決定脈沖寬度）。2.不可編程的硬件延時(shí)在實(shí)際中很少單獨(dú)采用1、2，而采用1、2結(jié)合的方法，并且將它們作成一個(gè)通用的器件，這就是3。3.可編程硬件定時(shí)主要思路：計(jì)數(shù)器/定時(shí)器開始工作，此時(shí)CPU不必過(guò)問(wèn)它的工作，而可以去作別的工作。計(jì)數(shù)器/定時(shí)器計(jì)數(shù)或定時(shí)達(dá)到確定值時(shí)，可以自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)輸出。第五頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日優(yōu)點(diǎn)：計(jì)數(shù)或定時(shí)時(shí)，不占用CPU，并且利用計(jì)數(shù)/定時(shí)器產(chǎn)生中斷信號(hào)，還可以建立多作業(yè)環(huán)境，提高了CPU的效率?？删幊逃?jì)數(shù)器/定時(shí)器具有兩種功能：一是作為計(jì)數(shù)器，設(shè)置好計(jì)數(shù)初值后，計(jì)數(shù)器被啟動(dòng)，便開始減1計(jì)數(shù)，當(dāng)減為0時(shí)，輸出一個(gè)信號(hào)；二是作為定時(shí)器，設(shè)置好計(jì)數(shù)初值后，啟動(dòng)減1計(jì)數(shù)，按定時(shí)常數(shù)不斷的輸出為時(shí)鐘周期整數(shù)倍的定時(shí)間隔。兩者區(qū)別：計(jì)數(shù)時(shí)，減到0之后，輸出一個(gè)信號(hào)結(jié)束定時(shí)時(shí)，不斷的產(chǎn)生信號(hào)兩者都基于減1計(jì)數(shù)第六頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日§8.28253A內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳1.8253的主要功能①3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)通道；②每個(gè)計(jì)數(shù)器都可以單獨(dú)使用，采用二進(jìn)制或BCD；③計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速率可達(dá)2MHz，最高達(dá)2.6MHz；④每個(gè)通道有6種工作方式；⑤輸入\出與TTL兼容。2.8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8253A由數(shù)據(jù)總線緩沖存儲(chǔ)器、讀/寫控制電路、控制字寄存器及3個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)通道組成。

第七頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日第八頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日①數(shù)據(jù)總線緩沖器

8位三態(tài)緩沖器,CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線緩沖器向8253A寫入數(shù)據(jù)和命令或從數(shù)據(jù)總線緩沖器向8253A讀取數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。三個(gè)基本功能：a.向8253寫入確定工作方式的命令

b.向8253計(jì)數(shù)器寄存器裝入計(jì)數(shù)值c.讀出8253的計(jì)數(shù)值②

讀寫控制邏輯

8253內(nèi)部操作的控制部分,接受來(lái)自系統(tǒng)總線的信息,產(chǎn)生控制整個(gè)芯片的控制信號(hào)。第九頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日a.A1A0—端口選擇信號(hào)，由CPU輸入，選擇3個(gè)通道和控制端口。b.RD和WR——輸入低電平有效。RD—CPU讀取A1A0所選定通道內(nèi)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值WR—CPU向8253控制字寄存器或向計(jì)數(shù)器置計(jì)數(shù)初值c.CS—片選信號(hào)，低電平有效，通常由端口地址的高位地址譯碼形成。第十頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日③.通道0~通道1

三個(gè)獨(dú)立通道，每個(gè)通道內(nèi)有16位減1計(jì)數(shù)器，每來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖計(jì)數(shù)器減1，在OUTi端輸出一個(gè)計(jì)數(shù)結(jié)束信號(hào)，每個(gè)通道內(nèi)有一個(gè)計(jì)數(shù)鎖存器，可以鎖住當(dāng)前計(jì)數(shù)值，供CPU查詢。計(jì)數(shù)脈沖①計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)脈沖由CLK引腳輸入，計(jì)數(shù)周期可不固定，計(jì)數(shù)脈沖來(lái)自外部。②定時(shí)器計(jì)數(shù)脈沖要求來(lái)自系統(tǒng)的主時(shí)鐘，周期固定，CLK最高計(jì)數(shù)頻率為2.6MHz。第十一頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日定時(shí)系數(shù)=要求定時(shí)時(shí)間時(shí)鐘脈沖的周期④.控制字寄存器

用來(lái)存放CPU寫入8253的方式選擇控制字第十二頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日3).8253的編程命令①.8253的控制命令

在8253的初始化編程中，由CPU向8253的控制寄存器輸出一個(gè)控制字，用來(lái)選擇計(jì)數(shù)器，設(shè)定工作方式和計(jì)數(shù)格式。②.8253的設(shè)置初值命令控制字寫入8253后，設(shè)置初值命令，所謂設(shè)置初值就是設(shè)置計(jì)數(shù)的初始值，其初始值可以是8位的，也可以是16位，則要用兩條輸出指令完成計(jì)數(shù)初值決定，先送低字節(jié)，后送高字節(jié)。第十三頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日

8253初始化后進(jìn)入工作狀態(tài),鎖存命令是配合CPU讀計(jì)數(shù)器當(dāng)前值而設(shè)置的，在讀計(jì)數(shù)值時(shí)，必須先用鎖存命令，將當(dāng)前計(jì)數(shù)值在輸出鎖存器中鎖定，方可由CPU讀取，否則計(jì)數(shù)器的數(shù)值有可能正在改變過(guò)程中，可能讀取一個(gè)不確定的結(jié)果。鎖存命令一旦寫入8253，減法計(jì)數(shù)器計(jì)到某一個(gè)值，該值被鎖定，輸出鎖存器跟隨減法計(jì)數(shù)器，所以鎖存器鎖定的值就是計(jì)數(shù)器在同一時(shí)刻的值。③.8253的鎖存命令第十四頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日注意：當(dāng)CPU將鎖定值用輸入指令在讀走時(shí)，鎖存器自動(dòng)失鎖，又跟隨減法計(jì)數(shù)器工作，在鎖存和讀出計(jì)數(shù)值的過(guò)程中，不影響計(jì)數(shù)進(jìn)行。6種方式，基本原則：第一，控制字寫8253，控制邏輯復(fù)位,OUT進(jìn)入初始態(tài)。第二，裝入計(jì)數(shù)初值后，要經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)鐘周期，計(jì)數(shù)器工作，時(shí)鐘下降沿使計(jì)數(shù)器減1計(jì)數(shù)，初值最大值是0，二進(jìn)制計(jì)數(shù)，0相當(dāng)用于216，BCD計(jì)數(shù)，0相當(dāng)于104。4).8253的工作方式第十五頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日第三，一般情況下，CLK上升沿，采樣門控信號(hào)。門控信號(hào)觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式（上升沿檢測(cè)）邊沿觸發(fā)方式（邊沿觸發(fā)器檢測(cè)門控信號(hào)的上升沿，計(jì)數(shù)器控制邏輯電路在每個(gè)時(shí)鐘脈沖的上升沿采樣邊沿觸發(fā)器，檢測(cè)是否被外部門控脈沖觸發(fā)過(guò)）第十六頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日①.工作方式0—計(jì)數(shù)結(jié)束中斷第十七頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日②.工作方式1—可編程單脈沖發(fā)生器第十八頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日③.工作方式2—速率發(fā)生器第十九頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日④.工作方式3—方波發(fā)生器第二十頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日⑤.工作方式4—軟件觸發(fā)方式第二十一頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日⑥.工作方式5—硬件觸發(fā)方式第二十二頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日5).8253初始化舉例例1設(shè)8253通道0工作于方式0，用二進(jìn)制計(jì)數(shù)，其初始值為4，其初始化程序如下：MOVAL，10H；控制字（0001000B）OUT43H，AL；寫入控制寄存器MOVAL，4；計(jì)數(shù)初值，只送低8位OUT40H，AL；初值送通道0設(shè)8253端口地址為40H~43H例2設(shè)8253通道1，工作于方式1，用BCD碼計(jì)數(shù)，其初始值為4000H，其初始化程序如下：第二十三頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日MOVAL，63H；控制字（01100011B）OUT43H，AL；寫入控制寄存器MOVAL，40H；計(jì)數(shù)初值，只送高8位OUT41H，AL；初值送通道1例3設(shè)8253通道2，工作于方式2，用二進(jìn)制計(jì)數(shù)，其初始值為0304H，其初始化程序如下：MOVAL，0B4H；控制字（10110100B）OUT43H，AL；寫入控制寄存器MOVAL，04H；OUT42H，AL；初值低8位送通道2MOVAL，03H；OUT42H，04H；初值高8位送通道2第二十四頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日

某8086系統(tǒng)中包含一個(gè)8253芯片，要求完成如下功能：

（1）利用通道0完成對(duì)外部事件計(jì)數(shù)功能，計(jì)滿100次向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求。（2）利用通道1產(chǎn)生頻率為1KHz的方波。

（3）利用通道2作標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘。

6.8253應(yīng)用舉例8253A的四個(gè)端口地址分別為FFF9H、FFFBH、FFFDH、FFFFH；8259的兩個(gè)端口地址分別為FFFCH和FFFEH。第二十五頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日第二十六頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日

.MODELSMALL.STACK100.DATAAdd8253C0DBFFF9HAdd8253C1DB FFFBHAdd8253C2DB FFFDHAdd8253CRDB FFFFHAdd8259EDDB FFFCHAdd8259ODDB FFFEH.CODECLOCKPROCFARPUSHDS第二十七頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日MOVAX,0PUSHAXMOVAX,@DATAMOVDS,AXMOVDX,Add8253CRMOVAL,10HOUTDX,ALMOVDX,Add8253C0MOVAL,64HOUTDX,AL第二十八頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日MOVDX,Add8253CRMOVAL,76HOUTDX,ALMOVDX,Add8253C1MOVAX,09C4HOUTDX,ALMOVAL,AHOUTDX,ALMOVDX,Add8253CRMOVAL,B1HOUTDX,AL第二十九頁(yè)，共三十一頁(yè)，2022年，8月28日MOV DX,Add8253C2MOV AX,1000HOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,ALMOV DX,Add8259EDMOVAL,13HOUT DX,ALMOV DX,add8259ODMOV AL,50H OUT DX,AL第三十頁(yè)，共三十