8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作方式

1、8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作方式8253具有3個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)通道，采用減1計(jì)數(shù)方式。在門控信號(hào)有效時(shí)，每輸入1個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，通道作1次計(jì)數(shù)操作。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖是已知周期的時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，計(jì)數(shù)就成為定時(shí)。一、8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)82553芯片片有244條引腳腳，封裝裝在雙列列直插式式陶瓷管管殼內(nèi)。1.數(shù)數(shù)據(jù)總線線緩沖器器數(shù)據(jù)總總線緩沖沖器與系系統(tǒng)總線線連接，88位雙向向，與CCPU交交換信息息的通道道。這是是82553與CCPU之之間的數(shù)數(shù)據(jù)接口口，它由由8位雙雙向三態(tài)態(tài)緩沖存存儲(chǔ)器構(gòu)構(gòu)成，是是CPUU與82253之之間交換換信息的的必經(jīng)之之路。2.讀讀寫控控制讀寫寫控制分分別連接接系統(tǒng)的的IORR#和IIOW#，

2、 由由CPUU控制著著訪問882533的內(nèi)部部通道。接接收CPPU送入入的讀寫控制制信號(hào)， 并完成成對(duì)芯片片內(nèi)部各各功能部部件的控控制功能能， 因因此， 它實(shí)際際上是882533芯片內(nèi)內(nèi)部的控控制器。AA1A00：端口口選擇信信號(hào)，由由CPUU輸入。882533內(nèi)部有有3個(gè)獨(dú)獨(dú)立的通通道和一一個(gè)控制制字寄存存器， 它們構(gòu)構(gòu)成82253芯芯片的44個(gè)端口口，CPPU可對(duì)對(duì)3個(gè)通通道進(jìn)行行讀寫寫操作33對(duì)控制制字寄存存器進(jìn)行行寫操作作。 這這4個(gè)端端口地址址由最低低2位地地址碼AA1A00來選擇擇。如表表9.33.1所所示。3.通通道選擇擇(1) CSS#片選信信號(hào)，由由CPUU輸入，低低電平有有

3、效，通通常由端端口地址址的高位位地址譯譯碼形成成。(2) RDD#、WWR#讀寫控制制命令，由由CPUU輸入， 低電平平有效。RRD#效效時(shí)，CCPU讀讀取由AA1A00所選定定的通道道內(nèi)計(jì)數(shù)數(shù)器的內(nèi)內(nèi)容。WWR#有有效時(shí)，CCPU將將計(jì)數(shù)值值寫入各各個(gè)通道道的計(jì)數(shù)數(shù)器中， 或者是是將方式式控制字字寫入控控制字寄寄存器中中。CPPU對(duì)882533的讀寫操作作如表99.3.2所示示。4.計(jì)計(jì)數(shù)通道道022每個(gè)計(jì)計(jì)數(shù)通道道內(nèi)含11個(gè)166位的初初值寄存存器、減減1計(jì)數(shù)數(shù)器和11個(gè)166位的（輸輸出）鎖鎖存器。882533內(nèi)部包包含3個(gè)個(gè)功能完完全相同同的通道道，每個(gè)個(gè)通道內(nèi)內(nèi)部設(shè)有有一個(gè)116位計(jì)

4、計(jì)數(shù)器，可可進(jìn)行二二進(jìn)制或或十進(jìn)制制（BCCD碼）計(jì)計(jì)數(shù)。采采用二進(jìn)進(jìn)制計(jì)數(shù)數(shù)時(shí)， 最大計(jì)計(jì)數(shù)值是是FFFFFH， 采用BBCD碼碼計(jì)數(shù)時(shí)時(shí)。 最最大計(jì)數(shù)數(shù)值是999999。與此此計(jì)數(shù)器器相對(duì)應(yīng)應(yīng)， 每每個(gè)通道道內(nèi)設(shè)有有一個(gè)116位計(jì)計(jì)數(shù)值鎖鎖存器。必必要時(shí)可可用來鎖鎖存計(jì)數(shù)數(shù)值。當(dāng)某通通道用作作計(jì)數(shù)器器時(shí)，應(yīng)應(yīng)將要求求計(jì)數(shù)的的次數(shù)預(yù)預(yù)置到該該通道的的計(jì)數(shù)器器中、被被計(jì)數(shù)的的事件應(yīng)應(yīng)以脈沖沖方式從從CLKK端輸入入， 每每輸入一一個(gè)計(jì)數(shù)數(shù)脈沖，計(jì)計(jì)數(shù)器內(nèi)內(nèi)容減“11”，待待計(jì)數(shù)值值計(jì)到“00”。 OUTT端將有有輸出。表表示計(jì)數(shù)數(shù)次數(shù)到到。當(dāng)某某個(gè)通道道用作定定時(shí)器時(shí)時(shí)。 由由CLKK輸入一一

5、定頻率率的時(shí)鐘鐘脈沖。根根據(jù)要求求定時(shí)的的時(shí)間長長短確定定所需的的計(jì)數(shù)值值。并預(yù)預(yù)置到計(jì)計(jì)數(shù)器中中，每輸輸入一個(gè)個(gè)時(shí)鐘脈脈沖，計(jì)計(jì)數(shù)器內(nèi)內(nèi)容減“11”， 待計(jì)數(shù)數(shù)值計(jì)到到“0”。OOUT將將有輸出出，表示示定時(shí)時(shí)時(shí)間到。允允許從CCLK輸輸入的時(shí)時(shí)鐘頻在在122MHzz范圍內(nèi)內(nèi)。因此此，任一一通道作作計(jì)數(shù)器器用或作作定時(shí)器器用，其其內(nèi)部操操作完全全相同，區(qū)區(qū)別僅在在于前者者是由計(jì)計(jì)數(shù)脈沖沖進(jìn)行減減“1”計(jì)計(jì)數(shù)。 而后者者是內(nèi)時(shí)時(shí)鐘脈沖沖進(jìn)行減減“1”計(jì)計(jì)數(shù)。作作計(jì)數(shù)器器時(shí)， 要求計(jì)計(jì)數(shù)的次次數(shù)可直直接作為為計(jì)數(shù)器器的初值值預(yù)置到到減“11”計(jì)數(shù)數(shù)器中。作作定時(shí)器器時(shí)， 計(jì)數(shù)器器的初值值即定時(shí)時(shí)

6、系數(shù)應(yīng)應(yīng)根據(jù)要要求定時(shí)時(shí)的時(shí)間間進(jìn)行如如下運(yùn)算算才能得得到：定時(shí)時(shí)系數(shù)需要定定時(shí)的時(shí)時(shí)間時(shí)時(shí)鐘脈沖沖周期設(shè)置通通道：向向方式控控制字寄寄存器端端口寫入入方式選選擇控制制字，用用于確定定要設(shè)置置的通道道及工作作方式；計(jì)數(shù)/定時(shí)：向通道道寫入計(jì)計(jì)數(shù)值，啟啟動(dòng)計(jì)數(shù)數(shù)操作；讀取當(dāng)當(dāng)前的計(jì)計(jì)數(shù)值：向指定定通道讀讀取當(dāng)前前計(jì)數(shù)器器值時(shí)，882533將計(jì)數(shù)數(shù)器值存存入鎖存存器，從從鎖存器器向外提提供當(dāng)前前的計(jì)數(shù)數(shù)器值，計(jì)計(jì)數(shù)器則則繼續(xù)作作計(jì)數(shù)操操作。計(jì)數(shù)到到：當(dāng)計(jì)計(jì)數(shù)器減減1為00時(shí)，通通過引腳腳OUTTi向外輸輸出“到到”的脈脈沖信號(hào)號(hào)。計(jì)數(shù)初初值輸入入存放在在初值寄寄存器中中，計(jì)數(shù)數(shù)開始或或重裝入入時(shí)被

7、復(fù)復(fù)制到計(jì)計(jì)數(shù)器中中。 鎖存存器在非非鎖存狀狀態(tài)，其其值隨計(jì)計(jì)數(shù)器的的變化而而變化；一旦鎖鎖存了計(jì)計(jì)數(shù)器的的當(dāng)前值值，直到到鎖存器器值被讀讀取后才才能解除除鎖存狀狀態(tài)。5.方方式選擇擇控制字字二、882533的通道道工作方方式82553中各各通道可可有6種種可供選選擇的工工作方式式， 以以完成定定時(shí)、計(jì)計(jì)數(shù)或脈脈沖發(fā)生生器等多多種功能能。82253的的各種工工作方式式如下：1.方方式0：計(jì)數(shù)結(jié)結(jié)束則中中斷工作方方式0被被稱為計(jì)計(jì)數(shù)結(jié)束束中斷方方式，它它的定時(shí)時(shí)波形如如圖9.3.44所示。當(dāng)當(dāng)任一通通道被定定義為工工作方式式0時(shí)， OUTTi輸出為為低電平平；若門門控信號(hào)號(hào)GATTE為高高電平，

8、當(dāng)當(dāng)CPUU利用輸輸出指令令向該通通道寫入入計(jì)數(shù)值值WR#有效時(shí)時(shí)，OUUTi仍保持持低電平平，然后后計(jì)數(shù)器器開始減減“1”計(jì)計(jì)數(shù)， 直到計(jì)計(jì)數(shù)值為為“0”，此此刻OUUTi將輸出出由低電電平向高高電平跳跳變，可可用它向向CPUU發(fā)出中中斷請求求，OUUTi端輸出出的高電電平一直直維持到到下次再再寫入計(jì)計(jì)數(shù)值為為止。在工作作方式00情況下下，門控控信號(hào)GGATEE用來控控制減“11”計(jì)數(shù)數(shù)操作是是否進(jìn)行行。當(dāng)GGATEE=1時(shí)時(shí)，允許許減“11”計(jì)數(shù)數(shù)；GAATE=0時(shí)，禁禁止減“11”計(jì)數(shù)數(shù)； 計(jì)計(jì)數(shù)值將將保持GGATEE有效時(shí)時(shí)的數(shù)值值不變， 待GAATE重重新有效效后，減減“1”計(jì)計(jì)數(shù)繼

9、續(xù)續(xù)進(jìn)行。顯然，利用工作方式0既可完成計(jì)數(shù)功能， 也可完成定時(shí)功能。當(dāng)用作計(jì)數(shù)器時(shí)，應(yīng)將要求計(jì)數(shù)的次數(shù)預(yù)置到計(jì)數(shù)器中，將要求計(jì)數(shù)的事件以脈沖方式從CLKi端輸入， 由它對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行減“1”計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)值為0，此刻OUTi輸出正跳變， 表示計(jì)數(shù)次數(shù)到。當(dāng)用作定時(shí)器時(shí)，應(yīng)把根據(jù)要求定時(shí)的時(shí)間和CLKi的周期計(jì)算出定時(shí)系數(shù)，預(yù)置到計(jì)數(shù)器中。從CLKi，輸入的應(yīng)是一定頻率的時(shí)鐘脈沖，由它對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行減“1”計(jì)數(shù)， 定時(shí)時(shí)間從寫入計(jì)數(shù)值開始，到計(jì)數(shù)值計(jì)到“0”為止，這時(shí)OUTi輸出正跳變，表示定時(shí)時(shí)間到。有一點(diǎn)需要說明，任一通道工作在方式0情況下， 計(jì)數(shù)器初值一次有效，經(jīng)過一次計(jì)數(shù)或定時(shí)后如果需要繼續(xù)

10、完成計(jì)數(shù)或定時(shí)功能，必須重新寫入計(jì)數(shù)器的初值。2.方方式1：單脈沖沖發(fā)生器器工作方方式1被被稱作可可編程單單脈沖發(fā)發(fā)生器，其其定義波波形如圖圖9.33.5。進(jìn)進(jìn)入這種種工作方方式， CPUU裝入計(jì)計(jì)數(shù)值nn后OUUTi輸出高高電平， 不管此此時(shí)的GGATEE輸入是是高電平平還是低低電平， 都不開開始減“11”計(jì)數(shù)數(shù)，必須須等到GGATEE由低電電平向高高電平跳跳變形成成一個(gè)上上升沿后后，計(jì)數(shù)數(shù)過程才才會(huì)開始始。與此此同時(shí)，OOUTii輸出由由高電平平向低電電平跳變變，形成成了輸出出單脈沖沖的前沿沿，待計(jì)計(jì)數(shù)值計(jì)計(jì)到“00”， OUTTi輸出由由低電平平向高電電平跳變變，形成成輸出單單脈沖的的后

11、沿， 因此，由由方式ll所能輸輸出單脈脈沖的寬寬度為CCLKii周期的的n倍。如果在在減“11”計(jì)數(shù)數(shù)過程中中， GGATEE由高電電平跳變變?yōu)榈碗婋姾?，這這并不影影響計(jì)數(shù)數(shù)過程，仍仍繼續(xù)計(jì)計(jì)數(shù)；但但若重新新遇到GGATEE的上升升沿，則則從初值值開始重重新計(jì)數(shù)數(shù)， 其其效果會(huì)會(huì)使輸出出的單脈脈沖加寬寬，如教教材圖99-222(b)中的第第2個(gè)單單脈沖。這種工作方式下，計(jì)數(shù)值也是一次有效，每輸入一次計(jì)數(shù)值，只產(chǎn)生一個(gè)負(fù)極性單脈沖。3.方方式2：速率波波發(fā)生器器工作方方式2被被稱作速速率波發(fā)發(fā)生器，其其定時(shí)波波形如圖圖9.33.6所所示。進(jìn)進(jìn)入這種種工作方方式， OUTTi輸出高高電平，裝裝入計(jì)

12、數(shù)數(shù)值n后后如果GGATEE為高電電平，則則立即開開始計(jì)數(shù)數(shù)，OUUTi保持為為高電平平不變； 待計(jì)計(jì)數(shù)值減減到“11”和“00”之間間， OOUTii將輸出出寬度為為一個(gè)CCLKii周期的的負(fù)脈沖沖，計(jì)數(shù)數(shù)值為“00”時(shí)，自自動(dòng)重新新裝入計(jì)計(jì)數(shù)初值值n，實(shí)實(shí)現(xiàn)循環(huán)環(huán)計(jì)數(shù)，OOUTii將輸出出一定頻頻率的負(fù)負(fù)脈沖序序列， 其脈沖沖寬度固固定為一一個(gè)CLLKi周期， 重復(fù)周周期為CCLKii周期的的n倍。如果在在減“11”計(jì)數(shù)數(shù)過程中中，GAATE變變?yōu)闊o效效（輸入入0電平平），則則暫停減減“1”計(jì)計(jì)數(shù)，待待GATTE恢復(fù)復(fù)有效后后，從初初值n開開始重新新計(jì)數(shù)。這這樣會(huì)改改變輸出出脈沖的的速率。

13、如果在操作過程中要求改變輸出脈沖的速率，CPU可在任何時(shí)候，重新寫人新的計(jì)數(shù)值， 它不會(huì)影響正在進(jìn)行的減“1”計(jì)數(shù)過程，而是從下一個(gè)計(jì)數(shù)操作用期開始按新的計(jì)數(shù)值改變輸出脈沖的速率。4.方方式3：方波發(fā)發(fā)生器工作方方式3被被稱作方方波發(fā)生生器，其其定時(shí)波波型如圖圖9.33.7所所示。任任一通道道工作在在方式33， 只只在計(jì)數(shù)數(shù)值n為為偶數(shù)，則則可輸出出重復(fù)周周期為nn、占空空比為11：1的的方波。進(jìn)入工工作方式式3，OOUTii輸出低低電平， 裝入計(jì)計(jì)數(shù)值后后，OUUTi立即跳跳變?yōu)楦吒唠娖健Ｈ缛绻?dāng)GGATEE為高電電平， 則立即即開始減減“1”計(jì)計(jì)數(shù)，OOUTii保持為為高電平平，若nn為偶

14、數(shù)數(shù)，則當(dāng)當(dāng)計(jì)數(shù)值值減到nn/2時(shí)時(shí)，OUUTi跳變?yōu)闉榈碗娖狡剑恢敝北３值降接?jì)數(shù)值值為“00”，系系統(tǒng)才自自動(dòng)重新新置入計(jì)計(jì)數(shù)值nn，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)循環(huán)計(jì)計(jì)數(shù)。這這時(shí)OUUTi端輸出出的周期期為nCLKKi周期，占占空比為為1:11的方波波序列； 若nn為奇數(shù)數(shù)， 則則OUTTi端輸出出周期為為nCCLKii周期，占占空比為為(nn+1)/2)/(n-11)/22)的近近似方波波序列。如果在操作過程中， GATE變?yōu)闊o效，則暫停減“1”計(jì)數(shù)過程，直到GATE再次有效，重新從初值n開始減“l(fā)”計(jì)數(shù)。如果要求改變輸出方波的速率， 則CPU可在任何時(shí)候重新裝入新的計(jì)數(shù)初值n，并從下一個(gè)計(jì)數(shù)操作周期開始改

15、變輸出方波的速率。5.方方式4：軟件觸觸發(fā)方式式計(jì)數(shù)工作方方式4被被稱作軟軟件觸發(fā)發(fā)方式，其其定時(shí)波波形如圖圖9.33.8所所示。進(jìn)進(jìn)入工作作方式44，OUUTi輸出高高電平。 裝入計(jì)計(jì)數(shù)值nn后， 如果GGATEE為高電電平，則則立即開開始減“11”計(jì)數(shù)數(shù)，直到到計(jì)數(shù)值值減到“00”為止止，OUUTi輸出寬寬度為一一個(gè)CLLKi周期的的負(fù)脈沖沖。由軟軟件裝入入的計(jì)數(shù)數(shù)值只有有一次有有效，如如果要繼繼續(xù)操作作， 必必須重新新置入計(jì)計(jì)數(shù)初值值n。如如果在操操作的過過程中，GGATEE變?yōu)闊o無效，則則停止減減“1”計(jì)計(jì)數(shù)， 到GAATE再再次有效效時(shí)，重重新從初初值開始始減“11”計(jì)數(shù)數(shù)。顯然，利

16、利用這種種工作方方式可以以完成定定時(shí)功能能，定時(shí)時(shí)時(shí)間從從裝入計(jì)計(jì)數(shù)值nn開始，則則OUTTi輸出負(fù)負(fù)脈沖（表表示定時(shí)時(shí)時(shí)間到到），其其定時(shí)時(shí)時(shí)間nnCLLK周期期。 這這種工作作方式也也可完成成計(jì)數(shù)功功能，它它要求計(jì)計(jì)數(shù)的事事件以脈脈沖的方方式從CCLKii輸入，將將計(jì)數(shù)次次數(shù)作為為計(jì)數(shù)初初值裝入入后，由由CLKKi端輸入入的計(jì)數(shù)數(shù)脈沖進(jìn)進(jìn)行減“11”計(jì)數(shù)數(shù)，直到到計(jì)數(shù)值值為“00”，由由OUTTt端輸出出負(fù)脈沖沖（表示示計(jì)數(shù)次次數(shù)到）。 當(dāng)然也也可利用用OUTTj向CFFU發(fā)出出中斷請請求。 因此工工作方式式4與工工作方式式0很相相似，只只是方式式0在OOUTii端輸出出正階躍躍信號(hào)、方方

17、式4在在OUTTi端輸出出負(fù)脈沖沖信號(hào)。6.方方式5：硬件觸觸發(fā)方式式計(jì)數(shù)工作方方式5被被稱為硬硬件觸發(fā)發(fā)方式，其其定時(shí)波波形如圖圖9.33.9所所示。進(jìn)進(jìn)入工作作方式55， OOUTii輸出高高電平， 硬件觸觸發(fā)信號(hào)號(hào)由GAATE端端引入。 因此，開開始時(shí)GGATEE應(yīng)輸入入為0， 裝入計(jì)計(jì)數(shù)初值值n后，減減“1”計(jì)計(jì)數(shù)并不不工作，一一定要等等到硬件件觸發(fā)信信號(hào)由GGATEE端引入入一個(gè)正正階躍信信號(hào)，減減“1”計(jì)計(jì)數(shù)才會(huì)會(huì)開始，待待計(jì)數(shù)值值計(jì)到“00”， OUTTi將輸出出負(fù)脈沖沖，其寬寬度固定定為一個(gè)個(gè)CLKKi周期，表表示定時(shí)時(shí)時(shí)間到到或計(jì)數(shù)數(shù)次數(shù)到到。這種工工作方式式下，當(dāng)當(dāng)計(jì)數(shù)值值

18、計(jì)到“00”后， 系統(tǒng)將將自動(dòng)重重新裝入入計(jì)數(shù)值值n，但但并不開開始計(jì)數(shù)數(shù)， 一一定要等等到由GGATEE端引入入的正跳跳沿，才才會(huì)開始始進(jìn)行減減“1”計(jì)計(jì)數(shù)， 因此這這是一種種完全由由GATTE端引引入的觸觸發(fā)信號(hào)號(hào)控制下下的計(jì)數(shù)數(shù)或定時(shí)時(shí)功能。如如果由CCLKii輸入的的是一定定頻率的的時(shí)鐘脈脈沖，那那么可完完成定時(shí)時(shí)功能，定定時(shí)時(shí)間間從GAATE上上升沿開開始，到到OUTTi端輸出出負(fù)脈沖沖結(jié)束。如如果從CCLKii端輸入入的是要要求計(jì)數(shù)數(shù)的事件件，則可可完成計(jì)計(jì)數(shù)功能能，計(jì)數(shù)數(shù)過程從從GATTE上升升沿開始始，到OOUTii輸出負(fù)負(fù)脈沖結(jié)結(jié)束。GGATEE可由外外部電路路或控制制現(xiàn)場產(chǎn)產(chǎn)生，故故硬件觸觸發(fā)方式式由此而而得名。如果需要改變計(jì)數(shù)初值， CPU可在任何時(shí)候用輸出指令裝入新的計(jì)數(shù)初值m，它將不影響正在進(jìn)行的操作過程， 而是到下一個(gè)計(jì)數(shù)操作周期才會(huì)按新的計(jì)數(shù)值進(jìn)行操作。從上述各工作方