《定時器講稿》PPT課件.ppt

情境三 定時/計數(shù)器8253/8254,重點內容： 1、掌握定時計數(shù)器工作原理 2、了解8253內部結構及引腳功能 3、掌握8253控制字設置及工作方式 4、掌握8253編程,定時/計數(shù)器的功能需求,計算機內部時鐘信息產生 定時間隔信息 動畫設計 音頻、視頻控制,3.1 定時/計數(shù)器工作原理,硬件定時：專門定時電路實現(xiàn)定時，分為: 簡單硬件定時（數(shù)字邏輯電路定時）; 可編程接口芯片定時。 軟件定時：CPU每執(zhí)行一條指令都需要幾個固定指令周期，用軟件編程方式控制延時；,3.1 定時/計數(shù)器工作原理,硬件定時和軟件定時的區(qū)別： 硬件定時：不占用CPU時間，精度高，需要硬件支持； 軟件定時：占用CPU時間，不需要硬件支持；,3.2 8253內部結構和管腳,8253的引腳配置,單通道定時/計數(shù)器結構,CR（16位）初值,CE（16位）當前值,OL（16位）鎖存值,與門,CLK,GATE,OUT,單通道定時/計數(shù)器結構,OUT,CR：計數(shù)器初始值，由CPU設定 CE：計數(shù)器減1計數(shù)當前值 OL：計數(shù)器鎖存值，供CPU讀取 CLK：輸入脈沖，CE減1 GATE：門控信號，控制CLK能否影響CE OUT：CE=0，產生驅動信號,定時/計數(shù)器計數(shù)原理,OUT,CPU先設定計數(shù)器初始值CR， CE 、 OL 同； GATE 為高電平時，對輸入脈沖CLK計數(shù)，每接收一個脈沖，計數(shù)器CE減1； 獲取計數(shù)值有兩種方法：第一， CE為0， CE=0，產生驅動信號；第二，讀取OL計數(shù)器鎖存值。,定時/計數(shù)器計數(shù)原理,OUT,計數(shù)值=計數(shù)器初始值CR-計數(shù)器當前值CE 計數(shù)值=計數(shù)器初始值CR-計數(shù)器指定時刻值 OL 如果CE=0，由硬件觸發(fā)定時信號,定時/計數(shù)器計數(shù)原理,（1）計數(shù)值=計數(shù)器初值CR -計數(shù)器當前值CE 讀CE，CPU一般不能直接讀CE（不可用） （2）計數(shù)值=計數(shù)器初始值CR-計數(shù)器鎖存OL CPU可讀OL，計數(shù)器初始值CR由CPU設置，可以預先保存，所以， CR OL可求 （3）如果CE=0，由硬件觸發(fā)定時信號 計數(shù)值滿時，由OUT端自動觸發(fā)信號，作為中斷源,定時/計數(shù)器計數(shù)原理,所以，常用的計數(shù)方法是： （1）計數(shù)值=計數(shù)器初始值CR-計數(shù)器鎖存OL （2）如果CE=0，由硬件觸發(fā)定時信號,8253定時/計數(shù)器主要功能,有3個獨立的16位計數(shù)器通道； 可以按二進制或十進制（BCD）碼進行計數(shù)； 最高計數(shù)頻率8253為2.6MHZ、 8254為10MHZ； 有六種工作方式； 與TTL電平兼容；,A1A0編碼與8253內部寄存器對應關系,8253管腳控制信號的軟件實現(xiàn),CS：由inportb()和outport()地址碼高位確定； RD：在執(zhí)行 inportb() 時有效； WR：在執(zhí)行outport()時有效； A1、A0：由inportb()和outport()地址碼低位確定；,28253的編程控制字,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,0=,二進制,1=,二十進制,工作方式選擇,000=,方式,0,001=,方式,1,010=,方式,2,011=,方式,3,100=,方式,4,101=,方式,5,通道控制字尋址,00=,通道,0,控制寄存器,01=,通道,1,控制寄存器,10=,通道,2,控制寄存器,11=,不用,讀寫操作,00=,鎖定當前計數(shù)值,01=,讀,/,寫計數(shù)器低,8,位,10=,讀寫計數(shù)器高,8,位,11=,先讀,/,寫計數(shù)器低,8,位,再,/,寫計數(shù)器高,8,高,位,讀,設8253占用端口地址280H283H。 方式0 : 計數(shù)結束中斷方式 減1計數(shù)到0時發(fā)中斷請求,3.3 8253工作方式,方式0的時序圖,（設計數(shù)初值為,3,）,OUT,0,0,1,2,3,GATE,2,1,2,3,0,OUT,0,例：設8253計數(shù)器通道0工作于方式0，用8位二進制計數(shù)，其計數(shù)值為50H，則它的初始化程序段如下： Outportb(0x283,0x10)；設置控制字 Outportb(0x280,ox50)；設置計數(shù)初值 問題：控制字的推導過程？,方式0舉例,按照通道選擇（D7、D6） 讀寫選擇（D5、D4） 工作方式選擇（D3、D2、D1） 二進制/BCD選擇（D0） 的順序設置控制字。,方式0舉例,方式1 可編程單脈沖輸出,開始計數(shù),CLK,WR,GATE,OUT,1,GATE,OUT,3,2,1,3,2,1,0,3,2,1,0,重新開始計數(shù),不停計數(shù),CW,LSB,1,1,1,例：設計數(shù)器通道1工作于方式1，按二進制計數(shù)，計數(shù)初值為6040H，它的初始化程序段為： Outportb(0x43, 0x72)；工作方式控制字 Outportb(0x41, 0x40)；先寫低字節(jié) Outportb(0x41, 0x60)；后寫高字節(jié),方式1 可編程單脈沖輸出,方式2 周期性時間間隔計時器（頻率發(fā)生器）,3,2,1,3,高電平,1,CW,LSB,CLK,WR,GATE,2,OUT,2,GATE,2,OUT,2,自動重復計數(shù),3,2,0,禁止計數(shù),3,2,0,重新開始計數(shù),0,1,1,例：設8253計數(shù)器0工作于方式2，按二進制計數(shù)，計數(shù)初值為0304H。 Outputb(0x43H,0x34)；設控制字，通道0，先讀/寫高8位 、再讀寫低8位，方式2，二進制。 Outputb (0x40H,0x04)；送計數(shù)值低字節(jié) Outputb (0x40H,0x03)；送計數(shù)值高字節(jié),方式2應用舉例,與方式二類似，方式3是輸出方波，方式2輸出占空比（N-1）：1的脈沖,方式3 方波發(fā)生器,CLK,WR,GATE,3,OUT,3,(N=,奇數(shù),),OUT,3,(N=,偶數(shù),),高電平,1,5,4,2,自動重復計數(shù),5,2,5,（,0,）,4,2,CW,LSB,4,2,4,2,4,2,4,2,例：設8253計數(shù)器2工作在，按二十進制計數(shù)，計數(shù)初值為4，則它的初始化程序段如下： Outportb(0x43,0x97); 計數(shù)器2,只讀/寫低8位,工作方式3，BCD碼,控制字送控制字寄存器 Outputb(0x42,4);送計數(shù)初值,方式3舉例,方式4 軟件觸發(fā)選通,例：設8253計數(shù)器1工作于方式4，按二進制計數(shù)，計數(shù)初值為3，則初始化程序段為： Outputb(0x43,0x58);設置控制字寄存器 Outputb(0x41,3);送計數(shù)初值,方式4 舉例,方式5 硬件觸發(fā)脈沖,例：設8253的通道1工作于方式5，按二進制計數(shù)，計數(shù)初值為4000H，則它的初始化程序段為： Outportb(0x43,0x6a);通道1，只讀寫高字節(jié)，方式5，二進制計數(shù)。 Outportb(0x41,ox40);送計數(shù)初值,方式5 舉例,總結,6種工作方式各有特點，適用于不同場合。,方式0：常用該輸出信號做中斷源，可用來 實現(xiàn)定時或對外部事件進行計數(shù)。,方式1：產生單脈沖,方式2：產生序列負脈沖，寬度與CLK脈沖 寬度相同。,總結,方式3：產生連續(xù)方波，對時鐘脈沖進行n分頻。,方式4和方式5的波形相同，都在計數(shù)器回0后， 從OUT端輸出一個負脈沖，其寬度等于一個時鐘 周期。方式4由軟件（設置計數(shù)值）觸發(fā)計數(shù)， 而方式5由硬件（門控信號）觸發(fā)計數(shù)。,方式0、1