接口技術(shù)課件：第八章 定時器計(jì)數(shù)器接口

1、第八章 定時器/計(jì)數(shù)器接口2011/10 東北大學(xué)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)研究所第八章 8.1 什么是定時和計(jì)數(shù)8.2 8253/8254可編程定時/計(jì)數(shù)器8.3 MC146818 CMOS RAM/實(shí)時時鐘鐘習(xí) 題定時：CPU通過接口電路產(chǎn)生時間符合要求的信號的過程稱為定時。該接口電路稱為定時器。計(jì)數(shù)： CPU通過接口電路對外部事件的數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的過程稱為計(jì)數(shù)。該接口電路稱為計(jì)數(shù)器。8.1 什么是定時和計(jì)數(shù) 軟件定時： MOV CX，XXXXH lp: NOP . NOP LOOP lp 或調(diào)用定時子程序，如INT指令、其它高級語言中的子程序。硬件定時：采用TTL或CMOS集成電路，如NE555、計(jì)數(shù)器等

2、，或晶振、阻容電路等?？删幊潭〞r器：如8253/8254，CTC等。8.1 什么是定時和計(jì)數(shù) 三種定時方法第八章 8.2 8253/8254可編程定時/計(jì)數(shù)器8.1 概 述8.3 MC146818 CMOS RAM/實(shí)時時鐘鐘習(xí) 題8.2.1 8253的引腳信號8253D0D7CH0RDWRCSA0A1CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2CH1CH28.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8.2.2 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 8253CLK0GATE0OUT0控制寄存器計(jì)數(shù)初值寄存器 計(jì)數(shù)器 當(dāng)前計(jì)數(shù)值寄存器 通道1通道2計(jì)數(shù)初值=參考時鐘頻率輸出頻率

3、8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8.2.3 8253的控制字 0/1二進(jìn)制 BCD碼通道號0 2工作方式0 5讀寫鎖存器00=鎖存計(jì)數(shù)值01=讀/寫LSB10=讀/寫MSB11=先讀寫LSB，后讀寫MSB 8253的初始化：先寫控制字再寫計(jì)數(shù)初值8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8.2.4 8253的工作方式 方式0：計(jì)數(shù)，電平觸發(fā)（軟觸發(fā)）CLKGATEOUTWRCWn=5計(jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)器43停止計(jì)數(shù)21058.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器方式1：計(jì)數(shù)，上升沿觸發(fā)（硬觸發(fā)）CLKGATEOUTWRCWn=543532105重新計(jì)數(shù)48.2 8253/8

4、254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8.2.4 8253的工作方式（續(xù)） 8.2.4 8253的工作方式（續(xù)） 方式2：定時，電平觸發(fā)，上升沿也觸發(fā)CLKGATEOUTWRCWn=3計(jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)器3210/3210/3210/312NNN分頻器8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8.2.4 8253的工作方式（續(xù)） 方式3：定時，電平觸發(fā)，上升沿也觸發(fā)CLKGATEOUTWRCWn=43210/43210/443212+2或3+28.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8.2.4 8253的工作方式（續(xù)） 方式4：計(jì)數(shù)，電平觸發(fā)（軟觸發(fā)）CLKGATEOUTWRCWn=4計(jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)

5、器43210NNN8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8.2.4 8253的工作方式（續(xù)） 方式5：計(jì)數(shù)，上升沿觸發(fā)（硬觸發(fā)）CLKGATEOUTWRCWn=432104計(jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)器8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器mode012345Gate=“0”Gate=“1”Gate=“ ” 停止計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)不受影響停止計(jì)數(shù)，輸出高電平停止計(jì)數(shù)，輸出高電平停止計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)不受影響開始計(jì)數(shù)，一個時鐘周期后輸出低電平開始計(jì)數(shù)，重設(shè)初始值開始計(jì)數(shù)開始計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)不受影響進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)8.2.4 8253的工作方式（續(xù)） 8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器*8253

6、的初始化 利用通道2控制揚(yáng)聲器發(fā)聲。選擇工作方式3，聲音頻率為4kHz(存放在DX中)。端口地址為40H43H。MOV SI, DXMOV AL, 10110110BOUT 43H, ALMOV DX, 0012HMOV AX, 34DCHDIV SIOUT 42H, ALMOV AL,AHOUT 42H, AL 8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8.2.5 8253在IBM PC系列機(jī)中的應(yīng)用（在PC/XT中為8253，在PC/AT中為8254 ）通道0：方式3，CLK=1.19MHz，GATE=“1”，OUT接IRQ0，計(jì)數(shù)初值為0（65536），即每隔55ms一個中斷請求信號

7、，中斷程序據(jù)此維護(hù)系統(tǒng)的日歷時鐘。 通道1：方式2，CLK=1.19MHz，GATE=“1”，OUT接DREQ0，計(jì)數(shù)初值為18，即每隔15vs一個DMA請求信號，使DMA周期性地進(jìn)行DRAM刷新。 通道2：方式3，CLK=1.19MHz，GATE接8255A PB0，OUT接揚(yáng)聲器的驅(qū)動器輸入端，即產(chǎn)生不同頻率的方波，發(fā)出不同的聲音。 8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8.2.5 8253在IBM PC系列機(jī)中的應(yīng)用（8253時鐘中斷的使用） 8253通道0每55ms產(chǎn)生一次類型為8的中斷，在INT 8中斷服務(wù)程序中，修改系統(tǒng)時間，從而維護(hù)系統(tǒng)的日歷和時鐘。 為利用INT 8中斷

8、，在其中斷程序中有一條指令：INT 1CH。因此它與INT 8同步，而且不必在結(jié)束時執(zhí)行EOI命令，因?yàn)樵贗NT 1CH中執(zhí)行了。用戶可以利用INT 1CH編寫自己的定時程序。例：編寫一個駐留程序，每隔1s在屏幕的右上角顯示一個數(shù)字，在09之間變化。MAIN： MOV DX，OFFSET INT1C； 中斷程序入口 MOV AX，251CH； INT 21H ；設(shè)置中斷向量表MOV DX，OFFSET MAIN；駐留程序的長度 INT 27H ；8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8.2.5 8253在IBM PC系列機(jī)中的應(yīng)用（8253時鐘中斷的使用） 8253通道0每55ms產(chǎn)生

9、一次類型為8的中斷，在INT 8中斷服務(wù)程序中，修改系統(tǒng)時間，從而維護(hù)系統(tǒng)的日歷和時鐘。 為利用INT 8中斷，在其中斷程序中有一條指令：INT 1CH。因此它與INT 8同步，而且不必在結(jié)束時執(zhí)行EOI命令，因?yàn)樵贗NT 1CH中執(zhí)行了。用戶可以利用INT 1CH編寫自己的定時程序。例：編寫一個駐留程序，每隔1s在屏幕的右上角顯示一個數(shù)字，在09之間變化。MAIN: MOV DX，OFFSET INT1C； 中斷程序入口 MOV AX，251CH； INT 21H ；設(shè)置中斷向量表MOV DX，OFFSET MAIN；駐留程序的長度 INT 27H ；8.2 8253/8254可編程定時器/

10、計(jì)數(shù)器1)子程序名:SOUND;2)子程序功能: 啟動8253計(jì)數(shù)器2產(chǎn)生指定頻率的聲音并持續(xù)指定的時間3)入口條件: DX=產(chǎn)生方波的頻率;AX=持續(xù)(延時)的時間(ms);4)出口條件: 無;5)受影響的寄存器:AX,DX,F。 SOUND PROC PUSH CX ;保存CX、SI寄存器 PUSH SI PUSH AX MOV SI,DX ;頻率送SI8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8253在IBM PC系列機(jī)中的應(yīng)用（8253時鐘中斷的使用） MOV AL,10110110B ;將8253計(jì)數(shù)器2設(shè)置為方式3 OUT 43H,AL MOV DX,0012H ;119318

11、0的低位 MOV AX,34DCH ;1193180的高位 DIV SI ;1193180/頻率=計(jì)數(shù)值 OUT 42H,AL ;送計(jì)數(shù)值的低位 MOV AL,AH ;送計(jì)數(shù)值的高位 OUT 42H,AL IN AL,61H ;讀8255A的B口 OR AL,03H ;允許產(chǎn)生聲音 OUT 61H,AL8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8253在IBM PC系列機(jī)中的應(yīng)用（8253時鐘中斷的使用） POP AX ;恢復(fù)延時的時間(ms) MOV DX,1000 ;變?yōu)閟 MUL DX MOV CX,DX MOV DX,AX MOV AH,86H INT 15H ;延時 POP SI

12、 POP CX RET SOUND ENDP8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器8253在IBM PC系列機(jī)中的應(yīng)用（8253時鐘中斷的使用） *8253的應(yīng)用練習(xí)-多個通道級聯(lián)，任意周期的方波CLK0OUT0 GATE0CLK1OUT1 GATE1CLK2OUT2 GATE2+5VOUT0 OUT1 1MHz10 s1000s4ms1000ms8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器500ms*8253的應(yīng)用練習(xí)-多個通道級聯(lián)，占空比可調(diào)CLK0OUT0 GATE0CLK1OUT1 GATE1CLK2OUT2 GATE2+5VSRQQOUT0 OUT2 Q 1KHz4ms6m

13、s10ms4ms10ms8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器*8253的應(yīng)用練習(xí)-多個通道級聯(lián)，任意脈寬CLK0OUT0 GATE0CLK1OUT1 GATE1CLK2OUT2 GATE2+5VOUT0 OUT1 1KHz30ms3ms3ms方波8.2 8253/8254可編程定時器/計(jì)數(shù)器3ms.任意脈寬負(fù)脈沖第八章 8.3 MC146818 CMOS RAM/實(shí)時時鐘鐘8.1 概 述習(xí) 題8.2 8253/8254可編程定時/計(jì)數(shù)器8.3.1 MC146818的功能 64B的靜態(tài)存儲器，前14個字節(jié)用于保存秒、分、小時、星期、日、月、年，及一些狀態(tài)、控制寄存器。還保存硬件配置參數(shù)

14、。（通過程序或BIOS修改其內(nèi)容） 定時功能，可任意設(shè)定時間間隔為30.517us1天的中斷申請。 8.3 MC146818 CMOS RAM/實(shí)時時鐘MC146818的特點(diǎn) 采用CMOS工藝，功耗小，可用電池供電。 MC146818中數(shù)據(jù)的存取 利用INT 1AH：只能存取時鐘信息。例如，將時間設(shè)置為12：45，不使用夏時制 ： mov ah,03h; mov cl,45h; mov ch, 12h; mov dh,0; mov dl,0; int 1ah; 利用匯編語言：如在DEBUG下，O 70 10/O 71 10即可刪除CMOS的口令。8.3 MC146818 CMOS RAM/實(shí)時

15、時鐘*CMOS參數(shù)（1）Onboard FDD Controler ：主板上的軟驅(qū)控制器，如使用IDE卡上的控制器，則置Disable。Onboard PCI IDE Enable：主板上的IDE控制器，同上。IDE HDD Block Mode：硬盤塊傳輸模式，設(shè)置扇區(qū)數(shù)或Disable。IDE PIO Mode：5種模式，代表不同的速度1，2，.,AUTO。Onboard Serial Port或UART：主板上的串形通信接口COM1和COM2，若有內(nèi)置MODEM，則將相應(yīng)的串口置Disable。Onboard Parallel Port：主板上的打印機(jī)接口（378H/IRQ7）。Onbo

16、ard Parallel Mode：主板上的并行口工作模式，Normal，EPP，ECP，EPP+ECP模式。USB Controller：置abled或disabled。*CMOS參數(shù)（2）PCI slot IRQ：Auto/Manual（注意不要沖突）PCI IDE IRQ：Auto/Manual（注意不要沖突）PCI IDE Trigger Type：PCI 總線中斷控制信號的設(shè)置，Edge /Level，若接口無特殊要求則設(shè)置為Level。Resources Controlled By：設(shè)置系統(tǒng)資源(IRQ,DMA)的分配方式, Auto/ Manual。PCI IDE IRQ Map

17、 To: 若主板上插有非PCI總線的IDE卡時設(shè)為ISA。Primary IDE INTR#: A / Secondary IDE INTR#: B :設(shè)置IDE接口的中斷優(yōu)先級，A優(yōu)于B。IRQ xx Used By ISA：設(shè)置某個IRQ（315）給ISA總線使用。DMA x Used By ISA：設(shè)置某個DMA（1,3,5等）給ISA總線使用。PCI Latency Timer：PCI總線的響應(yīng)時間（32，64，128等）。與主板有關(guān)。第八章 習(xí) 題8.1 概 述8.3 MC146818 CMOS RAM/實(shí)時時鐘鐘8.2 8253/8254可編程定時/計(jì)數(shù)器1. 什么是定時器？什么是計(jì)數(shù)