微機原理ppt課件

1、第八章 可編程定時/8253及其運用第一節(jié) Intel8253-PIT的任務(wù)原理一. 8253的功能 計算機系統(tǒng)中，實現(xiàn)定時或延時有三種方法：軟件定時、不可編程的硬件定時、可編程的硬件定時器。8253為可編程的硬件定時/1. 主要功能* 具有3個獨立的16位計數(shù)器通道；* 每個計數(shù)器均可按二進(jìn)制或二十進(jìn)制計數(shù)；* 每個計數(shù)器的計數(shù)速率高達(dá)2MHz；* 每個通道有6種任務(wù)方式，可由程序設(shè)置和改動；* 一切的輸入輸出都與TTL兼容。1二. 8253的內(nèi)部構(gòu)造*三個計數(shù)器減法器 3個獨立的16位減法器，可作定時/計數(shù)器運用； 計數(shù)器按二/BCD方式減法計數(shù)，從預(yù)常減到零時，OUT端輸出一信號。數(shù)據(jù)總

2、線緩沖 器計數(shù)器0讀/寫邏輯控制字存放器計數(shù)器1計數(shù)器2CLK0CLK1CLK2GATE0GATE1GATE2OUT0OUT1OUT2D7 D0RDWRA0A1CS8253內(nèi)部構(gòu)造內(nèi)部數(shù)據(jù)總線*數(shù)據(jù)總線緩沖器(傳送信息) 寫控制字, 寫時常， 讀計數(shù)值*讀寫邏輯*控制字存放器(存放控制字)2數(shù)據(jù)總線緩沖 器計數(shù)器0讀/寫邏輯控制字存放器計數(shù)器1計數(shù)器2CLK0CLK1CLK2GATE0GATE1GATE2OUT0OUT1OUT2D7 D0RDWRA0A1CS8253內(nèi)部構(gòu)造內(nèi)部數(shù)據(jù)總線三.8253 的引線* 數(shù)據(jù)線D7D0* 地址線：選擇內(nèi)部寄 存器；* 控制線：完成片選和 讀寫操作。CLK：

3、輸入脈沖線；GATE：門控信號輸入線； GATE=0 制止計數(shù)， GATE=1 允許任務(wù)；OUT：輸出引腳； 當(dāng)計數(shù)到“0時，OUT 端輸出一信號。3CSRDWR A1A0寄存器選擇和操作01000寫入計數(shù)器 001001寫入計數(shù)器 101010寫入計數(shù)器 201011寫入控制寄存器00100讀計數(shù)器 000101讀計數(shù)器 100110讀計數(shù)器 200111無操作（三態(tài)）1*禁止（三態(tài)）8253輸入信號組合的功能表4四. 8253-PIT的控制字00 選擇計數(shù)器001 選擇計數(shù)器110 選擇計數(shù)器211 非法選擇0=二進(jìn)制1=BCD計數(shù)器讀/寫格式任務(wù)方式數(shù)制D0D1D2D3D4D5D6D7

4、在8253的初始化編程中，由CPU向8253的控制字存放器寫入一個控制字來規(guī)定8253的任務(wù)方式。00 計數(shù)器鎖存命令10 只讀/寫最高有效字節(jié)高八位01 只讀/寫最低有效字節(jié)低八位11 先讀寫最低有效字節(jié)然后讀寫最高有效字節(jié)000 方式0001 方式1*10 方式2*11 方式3100 方式4101 方式55五. 8253-PIT的任務(wù)方式* CW寫入，OUT=0；* 寫入時常，通道開場計數(shù)；* 計數(shù)到零，OUT=1；* 計數(shù)器只計數(shù)一遍；* OUT是N+1個CLK后變高；* 計數(shù)過程中，GATE=0， 計數(shù)暫停；* 計數(shù)過程中可改動計數(shù)值；* 8253無中斷控制，可用OUT信號作為中斷懇求

5、。1. 方式043210FFOUTGATE=1CLKWRCW=10LSB=432220FFOUTGATECLKWRCW=10LSB=31 置時常6方式1可編程單穩(wěn)* 寫入控制字OUT=1，寫入常數(shù)不計數(shù)；* GATE啟動計數(shù)，OUT=0；* 計數(shù)到，OUT=1。*單拍脈沖寬度為N；*由GATE重新啟動；*計數(shù)中，可重新啟動；*計數(shù)中，可改動計數(shù)值，再次啟動有效。二. 8253-PIT的工作方式3230FFOUTGATECLKWRCW=12LSB=31二. 8253-PIT的工作方式3230OUTGATECLKWRCW=12LSB=3121732OUTGATECLKWRCW=14LSB=3321

6、32方式2速率發(fā)生器* 寫入控制字OUT=1；* 寫入常數(shù)立刻對CLK計數(shù)；* 計數(shù)到1，OUT=0；* 一個CLK周期后，OUT=1，重新計數(shù)。* 通道延續(xù)任務(wù)不需重置時常；* 計數(shù)過程中，GATE=0，計數(shù)暫停，GATE變高后重新計數(shù)；* 計數(shù)過程中可改動計數(shù)值；新的計數(shù)值在下一次有效。321OUTGATE=1CLKWRCW=14LSB=332138542OUTGATE=1CLKWRCW=16LSB=52545252方式3方波速率發(fā)生器* 與方式2的區(qū)別在于：輸出為周期是N個CLK脈沖的方波。* 假設(shè)計數(shù)值為偶數(shù)，每個CLK使計數(shù)值減2，計到0，OUT改動形狀，重裝計數(shù)值開場新的計數(shù)。*假

7、設(shè)計數(shù)值為奇數(shù)，第一個脈沖先減1，以后，每個CLK使計數(shù)值減2，計到0 時，OUT改動形狀，重裝計數(shù)值后，第一個脈沖減3，以后，每個CLK使計數(shù)值減2，計到0時，OUT改動形狀。*GATE信號控制計數(shù)過程；*計數(shù)過程中寫入新的計數(shù)值將在半周期終了時裝入計數(shù)器。424OUTGATE=1CLKWRCW=16LSB=4242429例：要求計數(shù)器0任務(wù)于方式3，輸出方波的頻率為2KHz，計數(shù)脈沖的頻率為2.5MHz，采用BCD計數(shù)，試寫出初始化程序段。2. 常數(shù)計算：TC = 2.5MHz/2KHz=1250MOV AL，37HOUT 83H，ALMOV AL，50HOUT 80H，ALMOV AL，

8、12HOUT 80H，AL1. 8253的端口地址為：80H，81H，82H，83H。000111113. 8253的方式控制字為：4. 初始化程序段：10方式4軟件觸發(fā)選通321OUTGATE=1CLKWRCW=18LSB=30FFFEFD321OUTGATE=1CLKWRCW=18LSB=301FF2LSB=2* 寫入控制字OUT=1；* 寫入常數(shù)立刻對CLK計數(shù)；* 計數(shù)到0，OUT=0；* 一個CLK周期后，OUT=1，計數(shù)器停頓計數(shù)。* 計數(shù)器只計數(shù)一遍；* OUT是N+1個CLK后變低；* 計數(shù)過程中，GATE=0， 計數(shù)暫停；* 假設(shè)在計數(shù)過程中，改動計數(shù)值，那么按新的計數(shù)值重新

9、開場計數(shù)。11方式5硬件觸發(fā)選通321OUTGATECLKWRCW=1ALSB=30FF3321OUTGATECLKWRCW=1ALSB=30FF32* 寫入控制字OUT=1；* 寫入常數(shù)后，由GATE的上升沿啟動計數(shù)；* 計數(shù)到0，OUT=0；* 一個CLK周期后，OUT=1，計數(shù)器停頓計數(shù)。* 計數(shù)器只計數(shù)一次；* OUT是N+1個CLK后變低；* 在 計數(shù)過程中出現(xiàn)的GATE脈沖， 將使 計數(shù)器重新開場計數(shù)，對輸出形狀沒有影響；* 假設(shè)在計數(shù)過程中改動計數(shù)值，只需沒有GATE信號觸發(fā)，不影響計數(shù)過程。有新的GATE信號觸發(fā)那么按新的計數(shù)值開場計數(shù)。12六. 8253-PIT任務(wù)方式小結(jié)1

10、. 輸出端OUT的初始形狀 只需方式0是在寫入控制字后輸出為低，其它均為高；2. 計數(shù)值的設(shè)置 任一種方式，只需在寫入計數(shù)值后才干開場計數(shù)，方式0、2、3、4在寫入計數(shù)值后，計數(shù)自動開場，方式1、5需外部觸發(fā)，才開場計數(shù)。13計數(shù)值N與輸出波形的關(guān)系方式功能N與輸出波形的關(guān)系0計完最后一個數(shù)中斷 寫入計數(shù)值N后，經(jīng)過N+1 個CLK脈沖輸出變高1硬件再觸發(fā)單拍脈沖 單拍負(fù)脈沖的寬度為N個CLK脈沖2速率發(fā)生器 N個CLK脈沖，輸出寬度為一個CLK周期的負(fù)脈沖3方波速率發(fā)生器寫入N后，輸出N /2 個CLK高電平，N /2 個CLK低電平（N為偶數(shù)） ； （N+1）/2 個 CLK 高電平， （

11、N-1）/2 個 CLK 低電平（N為奇數(shù)）4軟件觸發(fā)選通 寫入N后，過N+1 個CLK，輸出寬度為一個CLK的負(fù)脈沖5硬件觸發(fā)選通 門控觸發(fā)后過N+1 個CLK，輸出寬度為一個CLK的負(fù)脈沖143. 門控信號的作用-GATE輸入總是在CLK輸入時鐘的上升沿被采樣。在方式0，2，3，4中，GATE輸入是電平起作用。在方式1，2，3，5中 GATE輸入是上升沿起作用的。GATE方式功 能低或變?yōu)榈蜕仙馗?計完最后一個數(shù)中斷禁止計數(shù)_允許計數(shù)1硬件再觸發(fā)單拍脈沖-啟動計數(shù)下一個 CLK 脈沖使輸出變低-2速率發(fā)生器禁止計數(shù)立即使輸出為高重新裝入計數(shù)值啟動計數(shù)允許計數(shù)3方波速率發(fā)生器禁止計數(shù)立即使

12、輸出為高啟動計數(shù)允許計數(shù)4軟件觸發(fā)選通禁止計數(shù)-允許計數(shù)5硬件觸發(fā)選通-啟動計數(shù)-15方式功能 改變計數(shù)值0計完最后一個數(shù)中斷立即有效1硬件再觸發(fā)單拍脈沖外部觸發(fā)后有效2速率發(fā)生器計數(shù)到 1 后有效3方波速率發(fā)生器外部觸發(fā)后有效計數(shù)到 0 后有效4軟件觸發(fā)選通立即有效5硬件觸發(fā)選通外部觸發(fā)后有效4. 在計數(shù)過程中改動計數(shù)值立刻有效是寫入計數(shù)值后的下一個CLK脈沖后，新的計數(shù)值開場起作用。5.計數(shù)到0后計數(shù)器的形狀計數(shù)器減到0后并不停頓，在方式0，1，4，5，計數(shù)器減到0后從FFFF/9999繼續(xù)計數(shù)。方式2，3是延續(xù)計數(shù)，計數(shù)器自動裝入計數(shù)值后，繼續(xù)計數(shù)。 16七. 8253-PIT的編程82

13、53-PIT初始化編程的步驟：1.寫入通道控制字，規(guī)定通道的任務(wù)方式；A1A0=112. 寫入計數(shù)值由控制字的D7D6確定通道號。假設(shè)規(guī)定只寫入低8位，那么寫入的為計數(shù)值的低8位，高8位自動置0；假設(shè)規(guī)定只寫入高8位，那么寫入的為計數(shù)值的高8位，低8位自動置0；假設(shè)是16位計數(shù)值，那么分兩次寫入，先寫入低8位，再寫入高8位。17例1：某8253端口地址為F8HFBH，欲用通道0以方式1，按BCD計數(shù)，計數(shù)值為5080。1.確定通道控制字；2.計數(shù)值的低8位為80；3.計數(shù)值的高8位為50。00110011初始化程序為：MOV AL，33HOUT 0FBH，ALMOV AL，80HOUT 0F8

14、H，ALMOV AL，50HOUT 0F8H，AL在計數(shù)過程中，8253讀計數(shù)器現(xiàn)行值的方法：將計數(shù)值存入內(nèi)部鎖存器MOV AL，03H ；計數(shù)器0的鎖存命令OUT 0FBH，AL；寫入控制存放器IN AL，0F8H ；讀低8位MOV CL，AL ；存入CL中IN AL，0F8H ；讀高8位MOV CH，AL ；存入CH中第二節(jié) Intel8253-PIT的運用舉例18A4A3A0A5M/IOA7A6A9A8G1G2BG2ACBAY4A2A1RDWRD7D0GATE0OUT0CLK0CLK1CLK2GATE1OUT1GATE2OUT2A1A0RDWRD7D0CS1MHz方波5V2KHz方波1m

15、s的負(fù)脈沖單脈沖8086CPU74LS例2：用8253產(chǎn)生各種定時波形。19例2：用8253產(chǎn)生各種定時波形。要求：1通道0輸出頻率為2KHz的方波；2通道1產(chǎn)生寬度為1ms的負(fù)脈沖；3通道2以硬件方式觸發(fā)，輸出單脈沖時常為26。知：8253基地址為310H，3通道所用時鐘脈沖頻率為1MHz。分析：通道0任務(wù)于方式3，控制端GATE0接+5V，時間常數(shù)N0=1MHz/2KHz=500；通道1任務(wù)于方式1，由控制端GATE1的正跳變觸發(fā)，OUT1的寬度為時常，單次觸發(fā)，時間常數(shù)N1=1ms/0.001ms=1000；通道2任務(wù)于方式5，由控制端GATE2的正跳變觸發(fā)，可延續(xù)觸發(fā)，時間常數(shù)N2=2

16、6。20；通道0初始化程序MOV DX，316HMOV AL， 00110111BOUT DX，ALMOV DX，310H MOV AL，00HOUT DX，ALMOV AL，05HOUT DX，AL；通道1初始化程序MOV DX，316HMOV AL， 01110011BOUT DX，ALMOV DX，312H MOV AL，00HOUT DX，ALMOV AL，10HOUT DX，AL；通道2初始化程序MOV DX，316HMOV AL， 10011011BOUT DX，ALMOV DX，314H MOV AL，26HOUT DX，AL21例3：8253控制LED。要求：LED點亮10秒，

17、熄滅10秒分析：分析： 8253的數(shù)據(jù)線與的數(shù)據(jù)線與CPU高高8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線D8D15相連，相連，8253的各端口的地址為的各端口的地址為81H、83H、85H、87H。OUT1輸出占空比為輸出占空比為1:1的方波，的方波， 8253端口端口1任務(wù)在方式任務(wù)在方式3。時鐘頻率為2MHz時，16位計數(shù)通道的最大定時時間為：0 .5s65536=32.768ms級連：通道0輸出400Hz脈沖時常5000，通道1輸出0.05Hz方波時常8000。D7-D0WR RD A1 A0 CSCLK0OUT0CLK1OUT1譯碼WRRDA2A1M/ IOA0-A7+5VD8-D15GATE0GATE12M

18、Hz22；通道0初始化程序MOV AL， 00110101BOUT 87，ALMOV AL，00HOUT 81，ALMOV AL，50HOUT 81，AL；通道1初始化程序MOV AL， 01110111BOUT 87，ALMOV AL，00HOUT 83，ALMOV AL，80HOUT 83，AL23例4：用8253設(shè)計一個自動計數(shù)系統(tǒng)計數(shù)500向CPU提出中斷懇求。8253端口地址： F0H， F2H， F4H， F6H，8253任務(wù)方式：計數(shù)器1任務(wù)于方式0，按BCD計數(shù)，先讀寫低字節(jié)，后讀寫高字節(jié)。D7-D0OUT1 WR RD A1 A0 CSGATE1CLK1譯碼INTRWRRDA

19、2A1M/IOAB+5V+5V+5V24；通道1初始化程序MOV AL， 01110001BOUT 0F6H， ALMOV AL， 99HOUT 0F2H， ALMOV AL， 04HOUT 0F2H， AL；讀通道1計數(shù)值程序MOV AL， 01000000BOUT 0F6H， ALIN AL， 0F2HMOV AH， ALIN AL， 0F2HXCHG AH， AL當(dāng)前計數(shù)值的讀取 1利用GATE控制信號，使計數(shù)器停頓計數(shù)。故干擾了計數(shù)過程，需求硬件電路配合。 2利用計數(shù)器鎖存命令鎖存現(xiàn)行計數(shù)值，就可從相應(yīng)的計數(shù)器通道中讀取計數(shù)值。25第三節(jié) Intel8253-PIT在PC/XT機中的運用GATE0GATE1GATE2CLK0CLK1CLK2OUT2A1A0RDWRD7D0CSIRQ018.2HzT/C2 OUT896HzA1A0IORIOWT/C CSD7D0U21D QC QOUT1OUT05VU73D S QC CLRDRQ066.2878KHzPCLK2.38636MHzRESETDRVPB0DACK0BRD40H-43H方式3，n =0方式2，n =18方式3，n =133126 例例1: 將數(shù)據(jù)段中起始地址將數(shù)據(jù)段中起始地址 為為Souce的的100個字節(jié)個字節(jié) 的數(shù)據(jù)傳送到附加段的數(shù)據(jù)傳送到附加段 的的Dest指向的單元中。指向的單元中。 LEA SI