中北大學(xué)微機原理課件第10章精品名師資料

1、可編程定時/計數(shù)器 第第1010章章 可編程定時可編程定時/ /計數(shù)器計數(shù)器本章重點：本章重點： 掌握可編程定時/計數(shù)器8253芯片的結(jié)構(gòu)、功能、編程和使用方法。 本章難點：本章難點： 在實際應(yīng)用中正確地連接可編程定時/計數(shù)器8253芯片，并編寫正確的應(yīng)用程序。 在計算機系統(tǒng)中經(jīng)常要用到定時信號，如動態(tài)存儲器的刷新定時、系統(tǒng)日歷時鐘的計時，系統(tǒng)定時中斷以及喇叭的聲源等都是用定時信號來產(chǎn)生的。 定時信號可以通過二種方法獲得，即軟件定時和硬件定時。硬件定時又可分為不可編程的硬件定時和可編程的硬件定時兩種。10.1 10.1 概概 述述 軟件定時是根據(jù)所需要的時間常數(shù)來設(shè)計一個延遲子程序,cpu執(zhí)行

2、延時程序?qū)⒄加胏pu的工作時間，降低了cpu的利用率。 硬件定時主要指用單穩(wěn)延時電路或計數(shù)電路來實現(xiàn)延時和定時?？删幊潭〞r/計數(shù)方法的優(yōu)點是定時或計數(shù)時，不占用cpu空間。 10.1 10.1 概概 述述 可編程定時/計數(shù)器具有兩種功能：計數(shù)器和定時器 8253可編程定時/計數(shù)器芯片采用24引腳，雙列直插式封裝，其主要特性： (1)采用nmos工藝，用單一的+5v電源供電 (2)片內(nèi)有3個獨立的16位減法計數(shù)器 (3)計數(shù)頻率為05mhz (4)兩種計數(shù)方式，即二進制和bcd方式計數(shù) (5)六種工作方式，既可對系統(tǒng)時鐘脈沖計數(shù)實現(xiàn)定 時，又可對外部事件進行計數(shù)。 10.2 10.2 可編程定時

3、可編程定時/ /計數(shù)器計數(shù)器8253825310.2.1 825310.2.1 8253的主要性能的主要性能 8253由數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀/寫邏輯、控制字寄存器、3個獨立的功能相同的計數(shù)器0、1、2和內(nèi)部總線等組。8253的外部引腳定義如圖所示，引腳的意義如下： 1. d7d0數(shù)據(jù)總線2. 讀信號3. 寫信號 4. 片選信號5. a1、a0地址碼 6. clk0clk2時鐘信號7. gate0、gate1、gate2門控信號 8. out0、out1、out2計數(shù)器輸出信號10.2.2 825310.2.2 8253的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 8253的三個計數(shù)器在工作前必須分別進行初始化編程。每個計數(shù)器的

4、編程步驟均由寫入控制字開始，選定一種工作方式，然后寫入計數(shù)初值。8253的編程主要包括設(shè)置控制字、賦初值、發(fā)鎖存命令和讀計數(shù)值。1. 設(shè)置控制字 控制字的格式及各位的含義如下： d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0sc1sc0rw1rw0m2m1m0bcd10.2.3 8253 10.2.3 8253 的編程的編程 scl、sc0用于指明送給哪一個計數(shù)器的控制字。 00：選擇計數(shù)器0；01：選擇計數(shù)器1；10：選擇計數(shù)器2；11：無意義。 bwl、bw0計數(shù)器讀/寫格式選擇。 00：使鎖存器的輸出鎖定為計數(shù)器的當(dāng)前計數(shù)值；01：只選計數(shù)器的低八位字節(jié)(lsb)進行讀/寫；10：只選計

5、數(shù)器的高八位字節(jié)(mlb)進行讀/寫； 11：先讀/寫低8位字節(jié)，再讀/寫高8位字節(jié)。 m2、m1、mo設(shè)定計數(shù)器的工作方式 ，8253的每個計數(shù)器都有6種工作方式可供選擇。 000：方式0； 001：方式1； 010：方式2； 011：方式3； 100：方式4； 101：方式5。 bcd計數(shù)方式選擇，可采用二進制計數(shù)或二十進制(bcd碼)計數(shù)，即“0”表示二進制計數(shù)；“1”表示二十進制計數(shù)。 2. 2. 賦初值賦初值 設(shè)置控制字后，按有關(guān)規(guī)定給計數(shù)器賦初值。3 3鎖存命令鎖存命令 在讀計數(shù)值時，應(yīng)先用鎖存命令將計數(shù)器當(dāng)前的計數(shù)值在鎖存器中鎖定，然后再加以讀取。目的是為了獲取正確的當(dāng)前計數(shù)值。

6、鎖存器的輸出會隨計數(shù)執(zhí)行部件的內(nèi)容而變化，當(dāng)計數(shù)器收到一個鎖存命令時，鎖存器的輸出將保持當(dāng)前的計數(shù)值不再發(fā)生變化，而當(dāng)cpu讀取計數(shù)值后，鎖存器的輸出將再次隨計數(shù)執(zhí)行部件而變。4. 4. 讀計數(shù)值讀計數(shù)值 讀計數(shù)值即cpu通過執(zhí)行輸入指令來獲取指定計數(shù)器的當(dāng)前計數(shù)值。讀計數(shù)值時，必須符合控制字的有關(guān)規(guī)定，即只讀低位字節(jié)還是只讀高位字節(jié)或高低位字節(jié)都讀。10.2.4 8253的工作方式 8253的計數(shù)器有六種工作方式供選擇。不同的工作方式下，計數(shù)過程的啟動不同，out端的輸出波形不同，自動重復(fù)功能、gate的控制作用以及更新計數(shù)初值的影響也不完全一樣。 同一芯片中的三個計數(shù)器，可以分別編程選擇不

7、同的工作方式。 1.方式0計數(shù)結(jié)束時中斷 2.方式1可編程單脈沖 3.方式2速率發(fā)生器 4.方式3方波發(fā)生器 5.方式4軟件觸發(fā)選通 6.方式5硬件觸發(fā)選通10.2.4 825310.2.4 8253的工作方式的工作方式 可編程定時器/計數(shù)器8253可與各種微型計算機系統(tǒng)相連并構(gòu)成完整的定時、計數(shù)或脈沖發(fā)生器。在使用8253時有兩項工作要做，一是要根據(jù)實際應(yīng)用要求，設(shè)計一個包含8253的硬件邏輯電路或接口，二是對8253進行初始化編程。10.2.5 825310.2.5 8253的應(yīng)用的應(yīng)用例1 將8253的計數(shù)器1作為5ms定時器，設(shè)輸入時鐘頻率為200khz，試編寫8253的初始化程序。(

8、1)計數(shù)初值計數(shù)初值n計算計算 已知輸入時鐘clk頻率為200khz，則時鐘周期為5us，于是計數(shù)初值n=5ms/t=1000。(2) 確定控制字確定控制字 按題意選計數(shù)器1，按bcd碼計數(shù)，工作于方式0，由于計數(shù)初值n=1000，控制字d5d4應(yīng)為11，于是8253的控制字為：01110001b=71h。 (3) 選擇8253各端口地址 設(shè)計數(shù)器1的端口地址為3f82h，控制口地址為3f86h。10.2.5 825310.2.5 8253的應(yīng)用的應(yīng)用(4) 初始化程序如下初始化程序如下 mov al,71h ；控制字 mov dx,3f86h ；控制口地址 out dx,al ；控制字送8253控制寄存器 mov dx,3f82h ；計