六DMA控制器和定時(shí)計(jì)數(shù)器

PAGEPAGE22第一講：第六章ＤMA控制器和定時(shí)/計(jì)數(shù)器回顧:微型計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送控制方式本講重點(diǎn)：DＭＡ的基本概念，ＤＭA控制器芯片8２37的性能概述,內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)，工作周期，工作方式,通道的優(yōu)先級(jí)及數(shù)據(jù)傳輸速率。講授內(nèi)容：6.１ＤMA控制器Ｉnteｌ８２37一、DＭＡ概述我們已經(jīng)介紹了微機(jī)系統(tǒng)中各種常用的數(shù)據(jù)輸入輸出方法，有程控法（包括無條件及條件傳送方式）和中斷法,這些方法適用于CPU與慢速及中速外設(shè)之間的數(shù)據(jù)交換。但當(dāng)高速外設(shè)要與系統(tǒng)內(nèi)存或者要在系統(tǒng)內(nèi)存的不同區(qū)域之間，進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的快速傳送時(shí),就在一定程度上限制了數(shù)據(jù)傳送的速率。以Iｎtel8088CPU為例，CＰU從內(nèi)存（或外設(shè)）讀數(shù)據(jù)到累加器,然后再寫到外設(shè)端口（或內(nèi)存)中，若包括修改內(nèi)存地址,判斷數(shù)據(jù)塊是否傳送完,Ｉntｅｌ８0８８ＣPU（時(shí)鐘接近5MＨz）傳送一個(gè)字節(jié)約需要幾十微秒的時(shí)間,由此可大致估計(jì)出用程控及中斷的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,其數(shù)據(jù)傳送速率大約為每秒幾十ＫB字節(jié).為了提高數(shù)據(jù)傳送的速率，人們提出了直接存儲(chǔ)器存取(DMA）的數(shù)據(jù)傳送控制方式，即在一定時(shí)間段內(nèi)，由DMＡ控制器取代CＰU,獲得總線控制權(quán)，來實(shí)現(xiàn)內(nèi)存與外設(shè)或者內(nèi)存的不同區(qū)域之間大量數(shù)據(jù)的快速傳送。圖６－1DMAC的工作電路典型的ＤMAC的工作電路如圖6－1。DMA數(shù)據(jù)傳送的工作過程大致如下圖６－1DMAC的工作電路外設(shè)向ＤMＡC發(fā)出DMA傳送請(qǐng)求。DMＡC通過連接到CＰU的HＯLD信號(hào)向CPU提出DMA請(qǐng)求.CPU在完成當(dāng)前總線操作后會(huì)立即對(duì)ＤMA請(qǐng)求做出響應(yīng)。CPＵ的響應(yīng)包括兩個(gè)方面：一方面,CPＵ將控制總線、數(shù)據(jù)總線和地址總線浮空，即放棄對(duì)這些總線的控制權(quán);另一方面,ＣＰＵ將有效的HLDA信號(hào)加到DMＡＣ上，用此來通知DＭAC，CPＵ已經(jīng)放棄了總線的控制權(quán).待CＰU將總線浮空,即放棄了總線控制權(quán)后，由DＭAC接管系統(tǒng)總線的控制權(quán),并向外設(shè)送出DMA的應(yīng)答信號(hào)。由DMＡC送出地址信號(hào)和控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)外設(shè)與內(nèi)存或內(nèi)存不同區(qū)域之間大量數(shù)據(jù)的快速傳送。ＤMAC將規(guī)定的數(shù)據(jù)字節(jié)傳送完之后，通過向ＣPU發(fā)HＯＬD信號(hào)，撤消對(duì)CPＵ的DMA請(qǐng)求。CPU收到此信號(hào)，一方面使HLＤＡ無效，另一方面又重新開始控制總線，實(shí)現(xiàn)正常取指令、分析指令、執(zhí)行指令的操作.需要注意的是，在內(nèi)存與外設(shè)之間進(jìn)行DMA傳送期間,DＭAC控制器只是輸出地址及控制信號(hào)，而數(shù)據(jù)傳送是直接在內(nèi)存和外設(shè)端口之間進(jìn)行的，并不經(jīng)過DＭAC；對(duì)于內(nèi)存不同區(qū)域之間的ＤMA傳送，則應(yīng)先用一個(gè)ＤMA存儲(chǔ)器讀周期將數(shù)據(jù)從內(nèi)存的源區(qū)域讀出，存入到DMＡC的內(nèi)部數(shù)據(jù)暫存器中,再利用一個(gè)ＤＭA存儲(chǔ)器寫周期將該數(shù)據(jù)寫到內(nèi)存的目的區(qū)域中去.二、DMA控制器芯片Intel82３7的性能概述Iｎtｅl82３7是８086/8088微機(jī)系統(tǒng)中常用的DＭAC芯片，有如下性能：含有４個(gè)相互獨(dú)立的通道，每個(gè)通道有獨(dú)立的地址寄存器和字節(jié)數(shù)寄存器,而控制寄存器、狀態(tài)寄存器為四個(gè)通道所共用。2.每個(gè)通道的DＭＡ請(qǐng)求可以分別被允許/禁止。3.每個(gè)通道的DMA請(qǐng)求有不同的優(yōu)先權(quán)，可以可以通過程序設(shè)置為固定的或者是旋轉(zhuǎn)的方式。4．通道中地址寄圖6—圖6—３82３７的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成8237有4種工作方式，分別為：?jiǎn)巫止?jié)傳送、數(shù)據(jù)塊傳送、請(qǐng)求傳送、級(jí)連方式。允許用輸入信號(hào)來結(jié)束DMA傳送或重新初始化。7。82３7可以級(jí)連以增加通道數(shù).三、823７的內(nèi)部組成與結(jié)構(gòu)8２37的方框圖如圖6—3所示,主要包含以下幾個(gè)部分:1.四個(gè)獨(dú)立的ＤMA通道每個(gè)通道都有一個(gè)16位的基地址寄存器，一個(gè)１6位的基字節(jié)數(shù)計(jì)數(shù)器，一個(gè)16位的當(dāng)前地址寄存器和一個(gè)16位的當(dāng)前字節(jié)數(shù)計(jì)數(shù)器及一個(gè)8位的方式寄存器,方式寄存器接收并保存來自于CPＵ的方式控制字,使本通道能夠工作于不同的方式下;2．定時(shí)及控制邏輯電路對(duì)在DMA請(qǐng)求服務(wù)之前，CPU編程對(duì)給定的命令字和方式控制字進(jìn)行譯碼，以確定DＭA的工作方式,并控制產(chǎn)生所需要的定時(shí)信號(hào)；3。優(yōu)先級(jí)編碼邏輯對(duì)通道進(jìn)行優(yōu)先級(jí)編碼,確定在同時(shí)接收到不同通道的DMA請(qǐng)求時(shí)，能夠確定相應(yīng)的先后次序。通道的優(yōu)先級(jí)可以通過編程確定為是固定的或者是旋轉(zhuǎn)的。4．共用寄存器除了每個(gè)通道中的寄存器之外,整個(gè)芯片還有一些共用的的寄存器:包括１個(gè)16位的地址暫存寄存器，1個(gè)１6位的字節(jié)數(shù)暫存寄存器,1個(gè)8位的狀態(tài)寄存器，1個(gè)8位的命令寄存器，１個(gè)8位的暫存寄存器，1個(gè)4位的屏蔽寄存器和1個(gè)4位的請(qǐng)求寄存器等,我們將對(duì)這些寄存器的功能與作用，作較為詳細(xì)的介紹。8２37內(nèi)部寄存器的類型和數(shù)量如表６—１所示，其中,凡數(shù)量為４個(gè)的寄存器，則每個(gè)通道一個(gè)，凡數(shù)量只有一個(gè)的,則為各通道所公用。表6－1８２37的內(nèi)部寄存器寄存器名長(zhǎng)度（Ｂit）數(shù)量寄存器名長(zhǎng)度（Bit）數(shù)量基地址寄存器基字節(jié)數(shù)寄存器當(dāng)前地址寄存器當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器地址暫存寄存器字節(jié)數(shù)暫存寄存器1616161６161６４44４１1狀態(tài)寄存器命令寄存器暫存寄存器方式寄存器屏蔽寄存器請(qǐng)求寄存器8886441114115．８23７的數(shù)據(jù)引線，地址引線都有三態(tài)緩沖器，因而可以接也可以釋放總線。四、82３7的工作周期在設(shè)計(jì)８23７時(shí)，規(guī)定它具有兩種主要的工作周期(或工作狀態(tài)）,即空閑周期和有效周期，每一個(gè)周期又是由若干時(shí)鐘周期所組成的。1.空閑周期（lａdecyclｅ)當(dāng)８2３7的任一通道都無DＭＡ請(qǐng)求時(shí),則其處于空閑周期或稱為SI狀態(tài),空閑周期由一系列的時(shí)鐘周期組成,在空閑周期中的每一個(gè)時(shí)鐘周期,82３７只做兩項(xiàng)工作：采樣各通道的DRＥＱ請(qǐng)求輸入線，只要無ＤMA請(qǐng)求，則其始終停留在ＳI狀態(tài)；由CPU對(duì)8237進(jìn)行讀/寫操作,即采樣片選信號(hào)，只要信號(hào)變?yōu)橛行У牡碗娖?則表明ＣPU要對(duì)８237進(jìn)行讀/寫操作，當(dāng)8237采樣為低電平而DRＥQ也為低，即外部設(shè)備沒有向8２3７發(fā)DMＡ請(qǐng)求的情況下,則進(jìn)入CPU對(duì)８237的編程操作狀態(tài)，CＰU可以向82３７的內(nèi)部寄存器進(jìn)行寫操作，以決定或者改變8237的工作方式,或者對(duì)8237內(nèi)部的相關(guān)寄存器進(jìn)行讀操作,以了解8237的工作狀態(tài)。ＣＰＵ對(duì)８2３7進(jìn)行讀／寫操作時(shí)，由地址信號(hào)A３~A0來選擇82３７內(nèi)部的不同寄存器(組）,由讀／寫控制信號(hào)及來控制讀/寫操作.由于８23７內(nèi)部的地址寄存器和字節(jié)數(shù)計(jì)數(shù)器都是16位的，而數(shù)據(jù)線是8位的，所以在８２37的內(nèi)部,有一個(gè)高/低字節(jié)觸發(fā)器，稱為字節(jié)指針寄存器，由它來控制8位信息是寫入1６位寄存器的高8位還是低8位,該觸發(fā)器的狀態(tài)交替變化，當(dāng)其狀態(tài)為0時(shí)，進(jìn)行低字節(jié)的讀/寫操作；而當(dāng)其狀態(tài)為1時(shí)，則進(jìn)行低字節(jié)的讀/寫操作。2。有效周期（ＡｃtｉveＣycle）當(dāng)處于空閑狀態(tài)的823７的某一通道接收到外設(shè)提出的DMA請(qǐng)求DＲEＱ時(shí)，它立即向ＣＰＵ輸出HＲＱ有效信號(hào),在未收到CPＵ回答時(shí)，82３7仍處于編程狀態(tài),又稱初始狀態(tài),記為Ｓ0狀態(tài)。經(jīng)過若干個(gè)S０狀態(tài)后,當(dāng)823７收到來自于CＰU的HLDＡ應(yīng)答信號(hào)后，則進(jìn)入工作周期,或稱為有效周期，或者說8237由S0狀態(tài)進(jìn)入了S1狀態(tài)。S0狀態(tài)是DMA服務(wù)的第一個(gè)狀態(tài),在這個(gè)狀態(tài)下,８２３7已接收了外設(shè)的請(qǐng)求，向CPU發(fā)出了DMA請(qǐng)求信號(hào)HRQ,但尚未收到CPU對(duì)DMA請(qǐng)求的應(yīng)答信號(hào)HＬDA;而S１狀態(tài)則是實(shí)際的DＭA傳送工作狀態(tài)，當(dāng)8２３7接收到CPU發(fā)來的ＨLDA應(yīng)答信號(hào)時(shí)，就可以由Ｓ0狀態(tài)轉(zhuǎn)入S1狀態(tài)，開始ＤＭA傳送。在內(nèi)存與外設(shè)之間進(jìn)行DMA傳送時(shí)，通常一個(gè)Ｓ1周期由4個(gè)時(shí)鐘周期組成，即S1、S2、Ｓ3、S4,但當(dāng)外設(shè)速度較慢時(shí)，可以插入SW等待周期；而在內(nèi)存的不同區(qū)域之間進(jìn)行DＭA傳送時(shí),由于需要依次完成從存儲(chǔ)器讀和向存儲(chǔ)器寫的操作，所以完成每一次傳送需要8個(gè)時(shí)鐘周期,在前四個(gè)周期Ｓ11、S１２、S1３、Ｓ１4完成從存儲(chǔ)器源區(qū)域的讀操作,后四個(gè)時(shí)鐘周期S21、S２2、S23、Ｓ２４完成向存儲(chǔ)器目的區(qū)域的寫操作。五、8２3７的外部結(jié)構(gòu)82３７是具有40個(gè)引腳的雙列直插式集成電路芯片，其引腳如圖6－４所示：ＣLK：時(shí)鐘信號(hào)輸入引腳，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的8２３7,其輸入時(shí)鐘頻率為3MＨｚ,對(duì)于8２37－2,其輸入時(shí)鐘頻率可達(dá)5ＭHz.2.：芯片選擇信號(hào),輸入引腳。３。RESET：復(fù)位信號(hào),輸入引腳,用來清除８2３7中的命令、狀態(tài)請(qǐng)求和臨時(shí)寄存器,且使字節(jié)指針觸發(fā)器復(fù)位并置位屏蔽觸發(fā)器的所有位（即使所有通道工作在屏蔽狀態(tài))，在復(fù)位之后，823７工作于空閑周期SI。4.RＥADY:外設(shè)向８２37提供的高電平有效的“準(zhǔn)備好”信號(hào)輸入引腳，若823７在S3狀態(tài)以后的時(shí)鐘下降沿檢測(cè)到REＡDY為低電平,則說明外設(shè)還未準(zhǔn)備好下一次ＤMA操作,需要插入ＳW狀態(tài),直到ＲEADＹ引腳出現(xiàn)高電平為止。5．ＤREQ0～DＲEQ３：ＤＭA請(qǐng)求信號(hào)輸入引腳，對(duì)應(yīng)于四個(gè)獨(dú)立的通道，ＤRＥQ的有效電平可以通過編程來加以確定，優(yōu)先級(jí)可以固定,也可以旋轉(zhuǎn)。6．DACK0～ＤＡCＫ3:對(duì)相應(yīng)通道DＲEQ請(qǐng)求輸入信號(hào)的應(yīng)答信號(hào)輸出引腳。７.ＨRQ：8２37向ＣPU提出DMＡ請(qǐng)求的輸出信號(hào)引腳,高電平有效。8．ＨLDA：CPＵ對(duì)ＨRQ請(qǐng)求信號(hào)的應(yīng)答信號(hào)輸入引腳，高電平有效。9．DＢ0～DB7：8條雙向三態(tài)數(shù)據(jù)總線引腳.在ＣＰU控制系統(tǒng)總線時(shí)，可以通過DB0～DＢ7對(duì)８237編程或讀出８2３7的內(nèi)部狀態(tài)寄存器的內(nèi)容；在DMA操作期間,由DＢ0～DB7輸出高8位地址信號(hào)A８~Ａ1５,并利用ＡＤSTＢ信號(hào)鎖存該地址信號(hào)。在進(jìn)行內(nèi)存不同區(qū)域之間的DMＡ傳送時(shí)，除了送出A8～Ａ15地址信號(hào)外,還分時(shí)輸入從存儲(chǔ)器源區(qū)域讀出的數(shù)據(jù),送入823７的暫存寄存器中，等到存儲(chǔ)器寫周期時(shí),再將這些數(shù)據(jù)通過這8個(gè)引腳，由82３7的暫存寄存器送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上,然后寫入到規(guī)定的存儲(chǔ)單元中去。10。A３～A0:４條雙向三態(tài)的低位地址信號(hào)引腳。在空閑周期,接收來自于CPＵ的四位地址信號(hào),用以尋址8２37內(nèi)部的不同的寄存器（組);在DMA傳送時(shí),輸出要訪問的存儲(chǔ)單元或者Ｉ/O端口地址的低４位。1１。A7～A４：４條三態(tài)地址信號(hào)輸出引腳。在DＭA傳送時(shí)，輸出要訪問的存儲(chǔ)單元或者I/Ｏ端口地址的中4位。12.:低電平有效的雙向三態(tài)信號(hào)引腳.在空閑周期，它是一條輸入控制信號(hào),CPU利用這個(gè)信號(hào)讀?。?37內(nèi)部狀態(tài)寄存器的內(nèi)容；而在ＤMA傳送時(shí)，它是讀端口控制信號(hào)輸出引腳，與相配合，使數(shù)據(jù)由外設(shè)傳送到內(nèi)存。13．：低電平有效的雙向三態(tài)信號(hào)引腳，其功能與相對(duì)應(yīng).1４．：低電平有效的雙向三態(tài)信號(hào)引腳，用于DMA傳送，控制存儲(chǔ)器的讀操作。15．:低電平有效的雙向三態(tài)信號(hào)引腳，用于DＭA傳送，控制存儲(chǔ)器的寫操作。１6．ＡＥＮ：高電平有效的輸出信號(hào)引腳,由它把鎖存在外部鎖存器中的高８位地址送入系統(tǒng)的地址總線，同時(shí)禁止其它系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器使用系統(tǒng)總線。17。ADＳTＢ:高電平有效的輸出信號(hào)引腳,此信號(hào)把DB7～DB0上輸出的高8位地址信號(hào)鎖存到外部鎖存器中。１8。：雙向，當(dāng)字節(jié)數(shù)計(jì)數(shù)器減為0時(shí),在上輸出一個(gè)有效的低電平脈沖，表明DMA傳送已經(jīng)結(jié)束;也可接收外部的信號(hào),強(qiáng)行結(jié)束82３７的DMＡ操作或者重新進(jìn)行8２37的初始化.當(dāng)不使用端時(shí)，應(yīng)通過數(shù)千Ω的電阻接到高電平上，以免由它輸入干擾信號(hào).19。+５V、GND及Ｎ/C引腳六、８２3７的工作方式8２３7的各個(gè)通道在進(jìn)行ＤＭA傳送時(shí)，有四種工作方式1。單字節(jié)傳送方式每次DMＡ操作僅傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，完成一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)傳送后，823７將當(dāng)前地址寄存器的內(nèi)容加１(或減1),并將當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器的內(nèi)容減1，每傳送完這一個(gè)字節(jié)，ＤＭAＣ就將總線控制權(quán)交回CPU。２。數(shù)據(jù)塊傳送在這種傳送方式下，ＤMＡC一旦獲得總線控制權(quán)，便開始連續(xù)傳送數(shù)據(jù)。每傳送一個(gè)字節(jié)，自動(dòng)修改當(dāng)前地址及當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器的內(nèi)容，直到將所有規(guī)定的字節(jié)全部傳送完，或收到外部信號(hào)，DＭAC才結(jié)束傳送，將總線控制權(quán)交給ＣPU,一次所傳送數(shù)據(jù)塊的最大長(zhǎng)度可達(dá)64KB，數(shù)據(jù)塊傳送結(jié)束后可自動(dòng)初始化。顯然,在這種方式下,CPＵ可能會(huì)很長(zhǎng)時(shí)間不能獲得總線的控制權(quán)。這在有些場(chǎng)合是不利的，例如,PC機(jī)就不能用這種方式，因?yàn)樵趬K傳送時(shí)，８088不能占用總線,無法實(shí)現(xiàn)對(duì)DRAM的刷新操作。3.請(qǐng)求傳送只要DＲEQ有效，DMA傳送就一直進(jìn)行,直到連續(xù)傳送到字節(jié)計(jì)數(shù)器為0或外部輸入使變低或ＤRＥＱ變?yōu)闊o效時(shí)為止.4。級(jí)聯(lián)方式利用這種方式可以把多個(gè)8２37連接在一起,以便擴(kuò)充系統(tǒng)的DMA通道數(shù)。下一級(jí)的ＨRＱ接到上一級(jí)的某一通道的DＲEQ上，而上一級(jí)的響應(yīng)信號(hào)DACK圖６－582３7級(jí)聯(lián)方式工作框圖圖６－582３7級(jí)聯(lián)方式工作框圖在級(jí)聯(lián)方式下，當(dāng)?shù)诙?jí)823７的請(qǐng)求得到響應(yīng)時(shí)，第一級(jí)8２３7僅應(yīng)輸出HRQ信號(hào)而不能輸出地址及控制信號(hào)，因?yàn)?第二級(jí)的８２３７才是真正的主控制器,而第一級(jí)的8２37僅應(yīng)起到傳遞DＲEＱ請(qǐng)求信號(hào)及DAＣK應(yīng)答信號(hào)的作用。七、8２37的DMＡ傳輸類型ＤＭＡ所支持的DMA傳送，可以在I/Ｏ接口到存儲(chǔ)器；存儲(chǔ)器到I/Ｏ接口及內(nèi)存的不同區(qū)域之間進(jìn)行，它們具有不同的特點(diǎn)，所需要的控制信號(hào)也不相同1。I／O接口到存儲(chǔ)器的傳送。當(dāng)進(jìn)行由Ｉ／O接口到存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳送時(shí)，來自I/O接口的數(shù)據(jù)利用DMAC送出的控制信號(hào),將數(shù)據(jù)輸送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線D0~D7上，同時(shí),DMAＣ送出存儲(chǔ)器單元地址及控制信號(hào)，將存在于Ｄ０~Ｄ7上的數(shù)據(jù)寫入所選中的存儲(chǔ)單元中。這樣就完成了由I/O接口到存儲(chǔ)器一個(gè)字節(jié)的傳送.同時(shí)DMAC修改內(nèi)部地址及字節(jié)數(shù)寄存器的內(nèi)容.存儲(chǔ)器到I/O接口與前一種情況類似，在進(jìn)行這種傳送時(shí)，ＤＭAC送出存儲(chǔ)器地址及控制信號(hào)，將選中的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容讀出放在數(shù)據(jù)總線D０～D7上,接著，DMＡC送出控制信號(hào),將數(shù)據(jù)寫到規(guī)定的（預(yù)選中）端口中去,而后ＭDAＣ自動(dòng)修改內(nèi)部的地址及字節(jié)數(shù)寄存器的內(nèi)容。存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器8２37具有存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器的傳送功能，利用82３７編程命令寄存器，可以選擇通道０和通道１兩個(gè)通道實(shí)現(xiàn)由存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器的傳送.在進(jìn)行傳送時(shí)。采用數(shù)據(jù)塊傳送方式,由通道0送出內(nèi)存源區(qū)域的地址和控制信號(hào)，將選中內(nèi)存單元的的數(shù)據(jù)讀到8２37的暫存寄存器中，通道0修改地址及字節(jié)數(shù)寄存器的值;接著由通道1輸出內(nèi)存目的區(qū)域的地址及控制信號(hào),將存放在暫存寄存器中的數(shù)據(jù),通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線,寫入到內(nèi)存的目的區(qū)域中去，爾后通道1修改地址和字節(jié)數(shù)寄存器的內(nèi)容，通道1的字節(jié)計(jì)數(shù)器減到零或外部輸入時(shí)可結(jié)束一次ＤMＡ傳輸過程.八、82３７各個(gè)通道的優(yōu)先級(jí)及傳輸速率1。優(yōu)先級(jí)８２３７有兩種優(yōu)先級(jí)方案可供編程選擇:（1).固定優(yōu)先級(jí)規(guī)定各通道的優(yōu)先級(jí)是固定的,即通道0的優(yōu)先級(jí)最高，依次降低,通道3的優(yōu)先級(jí)最低。(2）。循環(huán)優(yōu)先級(jí)規(guī)定剛被服務(wù)通道的優(yōu)先級(jí)最低，依次循環(huán)。這就可以保證4個(gè)通道的優(yōu)先級(jí)是動(dòng)態(tài)變化的,若3個(gè)通道已經(jīng)被服務(wù)則剩下的通道一定是優(yōu)先級(jí)最高的。2．傳送速率在一般情況下,８２３７進(jìn)行一次DMＡ傳送需要4個(gè)時(shí)鐘周期(不包括插入的等待周期ＳW）。例如，ＰC機(jī)的時(shí)鐘周期約210nｓ，則一次DMA傳送需要210ns4＋２ｌ０ｎs=１05０nｓ。多加一個(gè)21０nｓ是考慮到人為插入一個(gè)SW的緣故。另外,８23７為了提高傳送速率,可以在壓縮定時(shí)狀態(tài)下工作。在壓縮定時(shí)狀態(tài)下，每個(gè)DMA總線周期僅用2個(gè)時(shí)鐘周期就可以實(shí)現(xiàn)，從而可以大幅度地提高數(shù)據(jù)的傳送速率。習(xí)題與思考：什么叫DMＡ傳送方式？試說明ＤMA方式傳送數(shù)據(jù)的主要步驟。2。試比較ＤＭA傳輸、查詢式傳輸及中斷方式傳輸之間的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)合?3.DMA控制器芯片Inｔｅl823７有哪幾種工作方式？各有什么特點(diǎn)？４．Inｔｅｌ8２37支持哪幾種ＤＭＡ傳輸類型?第二講:6.1DMA控制器Iｎｔｅl82３7回顧:ＤMＡ的基本概念，DMA控制器芯片8237的性能概述，內(nèi)、外部結(jié)構(gòu),工作周期，工作方式,通道的優(yōu)先級(jí)及數(shù)據(jù)傳輸速率。本講重點(diǎn):DMＡ控制器芯片82３７的內(nèi)部寄存器，端口地址,編程與應(yīng)用。講授內(nèi)容：九、8２37的內(nèi)部寄存器組8２37有4個(gè)獨(dú)立的DMＡ通道，有許多內(nèi)部寄存器。前面表６—１已經(jīng)給出了這些寄存器的名稱、長(zhǎng)度和數(shù)量，我們來詳細(xì)介紹各個(gè)寄存器的功能和作用.1．基地址寄存器用以存放16位地址，只可寫入而不能讀出。在編程時(shí),它與當(dāng)前地址寄存器被同時(shí)寫入某一起始地址，可用作內(nèi)存區(qū)域的首地址或末地址。在８2３7進(jìn)行DＭＡ數(shù)據(jù)傳送的工作過程中，其內(nèi)容不發(fā)生變化，只是在自動(dòng)預(yù)置時(shí),其內(nèi)容可被重新寫到當(dāng)前地址寄存器中去.2．基字節(jié)數(shù)寄存器用以存放相應(yīng)通道需要傳送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，只可寫入而不能讀出.在編程時(shí)它與當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器被同時(shí)寫入要傳送數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。在８237進(jìn)行ＤＭA數(shù)據(jù)傳送的工作過程中，其內(nèi)容保持不變,只是在自動(dòng)預(yù)置時(shí)，其內(nèi)容可以被重新寫到當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器中去。３。當(dāng)前地址寄存器存放DＭA傳送期間的地址值。每次傳送后自動(dòng)加l或減ｌ。CPＵ可以對(duì)其進(jìn)行讀寫操作。在選擇自動(dòng)預(yù)置時(shí),每當(dāng)字節(jié)計(jì)數(shù)值減為0或外部有效后，就會(huì)自動(dòng)將基地址寄存器的內(nèi)容寫入當(dāng)前地址寄存器中,恢復(fù)其初始值。4。當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器存放當(dāng)前的字節(jié)數(shù)。每傳送一個(gè)字節(jié)，該寄存器的內(nèi)容減1。當(dāng)計(jì)數(shù)值減為０或接收到來自外部的信號(hào)時(shí)，會(huì)自動(dòng)將基字節(jié)數(shù)寄存器的內(nèi)容寫入該寄存器,恢復(fù)其初始計(jì)數(shù)值，即為自動(dòng)預(yù)置。５．地址暫存寄存器和字節(jié)數(shù)暫存寄存器這兩個(gè)１6位的寄存器和CＰU不直接發(fā)生關(guān)系，我們也不必要對(duì)其進(jìn)行讀/寫操作，因而對(duì)如何使用８2３7沒有影響.6．方式寄存器每個(gè)通道有一個(gè)8位的方式寄存器,但是它們占用同一個(gè)端口地址,用來存放方式字，依靠方式控制字本身的特征位來區(qū)分寫入不同的通道，用來規(guī)定通道的工作方式，各位的作用如下:DD7D6D5D4D1D3D2D00０通道0００請(qǐng)求傳輸方式０1通道101單字節(jié)傳輸方式通道選擇1０通道2１0塊傳輸方式方式選擇11通道311級(jí)聯(lián)傳輸方式00校驗(yàn)傳輸傳輸類型選擇0１寫傳輸10讀傳輸11無意義自動(dòng)預(yù)置功能選擇,０—禁止；1-允許。地址增/減1選擇，0—增1；1—減1。圖6—６8２37的方式寄存器自動(dòng)預(yù)置就是當(dāng)某一通道按要求將數(shù)據(jù)傳送完后，又能自動(dòng)預(yù)置初始地址和傳送的字節(jié)數(shù),而后重復(fù)進(jìn)行前面已進(jìn)行過的過程.校驗(yàn)傳送就是實(shí)際并不進(jìn)行傳送,只產(chǎn)生地址并響應(yīng)信號(hào)，不產(chǎn)生讀寫控制信號(hào),用以校驗(yàn)823７的功能是否正常.7．命令寄存器8237的命令寄存器存放編程的命令字，命令字各位的功能如圖６-７所示，DD7D6D5D4D1D3D2D0０ＤACK低電平有效0禁止存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器傳輸１ＤACK高電平有效1允許存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器傳輸0DＲEＱ高電平有效０禁止通道0地址保持1DＲEＱ低電平有效1允許通道0地址保持。Ｄ０=０時(shí)無意義0不擴(kuò)展寫入0啟動(dòng)82３７工作1擴(kuò)展寫入1停止８2３7的工作０固定優(yōu)先權(quán)0正常時(shí)序1旋轉(zhuǎn)優(yōu)先權(quán)1壓縮時(shí)序圖６—78２37的命令寄存器其中:Ｄ0位用以規(guī)定是否允許采用存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器的傳送方式.若允許這樣做，則利用通道0和通道1來實(shí)現(xiàn)。Ｄ1位用以規(guī)定通道0的地址是否保持不變。如前所述，在存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器傳送中，源地址由通道0提供，讀出數(shù)據(jù)到暫存寄存器，而后，由通道l送出目的地址，將數(shù)據(jù)寫入目的區(qū)域;若命令字中D１=0，則在整個(gè)數(shù)據(jù)塊傳送中（塊長(zhǎng)由通道1決定)保持內(nèi)存源區(qū)域地址不變,因此，就會(huì)把同一個(gè)數(shù)據(jù)寫入到整個(gè)目的存儲(chǔ)器區(qū)域中。D２位是允許或禁止82３7芯片工作的控制位。D3位用于選擇總線周期中寫信號(hào)的定時(shí)。例如,PC機(jī)中動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器寫是由寫信號(hào)的上升沿啟動(dòng)的。若在DＭA周期中寫信號(hào)來得太早，可能造成錯(cuò)誤，所以PＣ機(jī)選擇D3＝０。命令字的其他位容易理解，不再說明。D5位用于選擇是否擴(kuò)展寫信號(hào).在D３＝０（正常時(shí)序)時(shí)，如果外設(shè)速度較慢，有些外設(shè)是用８２３7A送出的和信號(hào)的下降沿來產(chǎn)生的RＥADY信號(hào)的。為提高傳送速度,能夠使ＲＥADY信號(hào)早些到來,須將和信號(hào)加寬，以使它們提前到來。因此，可以通過令D5=１使和信號(hào)擴(kuò)展2個(gè)時(shí)鐘周期提前到來。８．請(qǐng)求寄存器用于在軟件控制下產(chǎn)生一個(gè)DMA請(qǐng)求，就如同外部DＲEQ請(qǐng)求一樣。圖６-8所示，為請(qǐng)求字的格式，D0D１的不同編碼用來表示向不同通道發(fā)出ＤMA請(qǐng)求.在軟件編程時(shí),這些請(qǐng)求是不可屏蔽的，利用命令字即可實(shí)現(xiàn)使82３7按照命令字的D０D1所指的通道，完成Ｄ２所規(guī)定的操作，這種軟件請(qǐng)求只用于通道工作在數(shù)據(jù)塊傳送方式之下。DD7D6D5D4D1D3D2D000通道0無用01通道1通道選擇１0通道２１１通道３0-復(fù)位請(qǐng)求位;1-置位請(qǐng)求位。圖6—８８２３7請(qǐng)求寄存器９.屏蔽寄存器８237的屏蔽字有兩種形式：①單個(gè)通道屏蔽字。這種屏蔽字的格式如圖6－9所示。利用這個(gè)屏蔽字,每次只能選擇一個(gè)通道。其中D０Ｄ1的編碼指示所選的通道,Ｄ２＝ｌ表示禁止該通道接收ＤRＥQ請(qǐng)求，當(dāng)D2＝0時(shí)允許DＲＥQ請(qǐng)求.②四通道屏蔽字?？梢岳眠@個(gè)屏蔽字同時(shí)對(duì)８２３７的４個(gè)通道的屏蔽字進(jìn)行操作，故又稱為主屏蔽字.該屏蔽字的格式如圖6—10所示。它與單通道屏蔽字占用不同的I/O接口地址,以此加以區(qū)分.DD7D6D5D4D1D3D2D0０0通道0無用01通道1通道選擇１0通道211通道３0—清除屏蔽位；1—置屏蔽位。圖6－9８2３7的單通道屏蔽寄存器DD7D6D5D4D1D3D2D00清通道0屏蔽位無用1置通道0屏蔽位０清通道１屏蔽位1置通道１屏蔽位0清通道2屏蔽位１置通道2屏蔽位0清通道3屏蔽位1置通道3屏蔽位圖6—1０82３7四通道屏蔽寄存器DD7D6D5D4D1D3D2D0Ｄ7=1通道３請(qǐng)求D0＝1通道0已終止計(jì)數(shù)D６=1通道2請(qǐng)求D１＝1通道1已終止計(jì)數(shù)Ｄ5=１通道１請(qǐng)求Ｄ2=1通道2已終止計(jì)數(shù)D4=１通道０請(qǐng)求D３＝1通道３已終止計(jì)數(shù)圖６—1182３７的狀態(tài)寄存器10。狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器存放各通道的狀態(tài),ＣPU讀出其內(nèi)容后，可得知8２３７的工作狀況。主要有：哪個(gè)通道計(jì)數(shù)已達(dá)到計(jì)數(shù)終點(diǎn)-—對(duì)應(yīng)位為1；哪個(gè)通道的DMA請(qǐng)求尚未處理-—對(duì)應(yīng)位為１。狀態(tài)寄存器的格式如圖6-１1所示。11．暫存寄存器用于存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器傳送過程中對(duì)數(shù)據(jù)的暫時(shí)存放。12．字節(jié)指針觸發(fā)器這是一個(gè)特殊的觸發(fā)器，用于對(duì)前述各16位寄存器的尋址.由于前述各1６位寄存器的讀或?qū)懕仨毞謨纱芜M(jìn)行,先低字節(jié)后高字節(jié)。為此，要利用字節(jié)指針觸發(fā)器,當(dāng)此觸發(fā)器狀態(tài)為0時(shí),進(jìn)行低字節(jié)操作。一旦低字節(jié)讀/寫操作完成后，字節(jié)指針觸發(fā)器會(huì)自動(dòng)置ｌ，再操作一次又會(huì)清零。利用這種機(jī)制,就可以進(jìn)行雙字節(jié)讀寫操作，這樣16位寄存器可以僅占用一個(gè)外設(shè)端口地址，高、低字節(jié)共用。十、８237的編程及應(yīng)用1。８237的尋址及連接８2374個(gè)通道中的寄存器及其它各種寄存器的尋址編碼如表6—2和表６－３所示。從表6—2中可以看到,各通道的寄存器通過和地址線A3～Ａ０規(guī)定不同的地址，高低字節(jié)再由字節(jié)指針觸發(fā)器來決定.其中有的寄存器是可讀可寫的，而有的寄存器是只寫的。從表6-3可以看出，利用和Ａ３～Ａ０規(guī)定寄存器的地址，再利用或控制對(duì)其進(jìn)行讀或?qū)懖僮?。需要注意的?方式寄存器每通道一個(gè),但僅分配一個(gè)端口地址，靠方式控制字的Ｄ1和D０位來區(qū)分不同通道。2。8237在系統(tǒng)中的典型連接我們注意到823７只能輸出A０～Ａ15１6位地址信號(hào),這對(duì)于一般8位CPＵ構(gòu)成的系統(tǒng)來說是比較方便的,因?yàn)榇蠖鄶?shù)８位機(jī)的尋址范圍就是6４KB。而在８086/８８系統(tǒng)中，系統(tǒng)的尋址范圍是1MＢ，地址線有2０條,即Ａ０～A1９。為了能夠在8086/88系統(tǒng)中使用8237來實(shí)現(xiàn)ＤMA，需要用硬件提供一組４位的頁寄存器.通道0、1、２、3各有一個(gè)４位的頁寄存器.在進(jìn)行ＤMA傳送之前，這些頁寄存器可利用Ｉ/O地址來裝入和讀出。當(dāng)進(jìn)行DMＡ傳送時(shí)，DMAC將Ａ0~Ａ15放在系統(tǒng)總線上,同時(shí)頁寄存器把A16～Ａ19也放在系統(tǒng)總線上，形成A0～Ａ19這20位地址信號(hào)實(shí)現(xiàn)ＤMA傳送。其地址產(chǎn)生如圖6-12所示。圖６－１3是8237在ＰC機(jī)中的連接簡(jiǎn)圖.利用7４LS138譯碼器產(chǎn)生８2３7的,８2３7的接口地址可定為000Ｈ~00ＦＨ(注:在譯碼時(shí)XA4未用）。8237利用頁寄存器74LＳ６70、三態(tài)鎖存器7４LS37３和三態(tài)門741S２44形成系統(tǒng)總線的地址信號(hào)A0～A19。８2３7的、、、接到7４LS２45上，表6-２8２3７各通道寄存器的尋址通道寄存器操作A３Ａ２A1A０字節(jié)指針觸發(fā)器D0～D７0基和當(dāng)前地址寫０10０００００A0～Ａ７1A8～A15當(dāng)前地址讀００1０000０Ａ0～Ａ７1Ａ8～Ａ15基和當(dāng)前字節(jié)數(shù)寫０1000０1０W0~W71W8~W15當(dāng)前字節(jié)數(shù)讀0０1００010W0~Ｗ7１W8～Ｗ151基和當(dāng)前地址寫0100０１０0A0~A７１A８~Ａ15當(dāng)前地址讀００101０00A0~Ａ71A８～Ａ１5基和當(dāng)前字節(jié)數(shù)寫０1０001１０W0~W71Ｗ8~W１5當(dāng)前字節(jié)數(shù)讀０0１0011０W０～W71W８～W150基和當(dāng)前地址寫0１0010０0Ａ0~A71A8～Ａ15當(dāng)前地址讀０0１0０1０0A0～A71A8～A15基和當(dāng)前字節(jié)數(shù)寫0１0010１０W0～W７1W８～W15當(dāng)前字節(jié)數(shù)讀０0101０１0Ｗ0～Ｗ７１W8～W１50基和當(dāng)前地址寫０1001１０0Ａ0～Ａ7１A8～Ａ１5當(dāng)前地址讀０01０11０0Ａ0~A7１A８～A1５基和當(dāng)前字節(jié)數(shù)寫０10０1110W０~Ｗ7１W８~Ｗ1５當(dāng)前字節(jié)數(shù)讀00101１10W０～Ｗ71W８~W１5當(dāng)芯片823７空閑時(shí),CPＵ可對(duì)其編程，加控制信號(hào)到82３7。而在DＭA工作周期，823７的控制信號(hào)又會(huì)形成系統(tǒng)總線的控制信號(hào)。同樣，數(shù)據(jù)線XD0~ＸD７也是通過雙向三態(tài)門7４LS2４5與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連接。從前面的敘述中我們已經(jīng)看到，當(dāng)８２３7不工作時(shí)，即處于空閑狀態(tài)時(shí)，它是以接口的形式出現(xiàn)的。此時(shí)，CＰU經(jīng)系統(tǒng)總線對(duì)它初始化，讀出它的狀態(tài)等并對(duì)它進(jìn)行控制.這時(shí)，８23７并不對(duì)系統(tǒng)總線進(jìn)行控制。當(dāng)８２３7進(jìn)行DＭA傳送時(shí)，系統(tǒng)總線是由8237來控制的.這時(shí)，8２3７應(yīng)送出各種系統(tǒng)總線所需要的信號(hào)。上述情況會(huì)大大增加８2３7連接上的復(fù)雜程度。最重要的問題是，不管在８23７的空閑周期還是在其工作周期，連接上一定要保證各總線信號(hào)不會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng).表6-3Ａ3A2A1A0功能０10００01讀狀態(tài)寄存器０100０10寫狀態(tài)寄存器010010１非法0100110寫請(qǐng)求寄存器0101001非法01０１0１０寫單通道屏蔽寄存器０10１1０1非法01011１0寫方式寄存器０1１０001非法0110010字節(jié)指針觸發(fā)器清0０１101０1讀暫存寄存器0１10110總清０１11０01非法01１1０10清屏蔽寄存器0111１01非法01111１0寫4通道屏蔽寄存器選擇頁寄存器選擇頁寄存器DACK3選擇頁寄存器DACK2選擇頁寄存器DACK1選擇頁寄存器A19~A16DACK0A19~A16A15~A08237DMAC圖６—12利用頁寄存器產(chǎn)生存儲(chǔ)器地址3.8２３7的初始化在對(duì)823７初始化之前，通常必須對(duì)823７進(jìn)行復(fù)位操作，利用系統(tǒng)總線上的ＲESＥＴ信號(hào)或用表６-３所示的軟件命令對(duì)A3Ａ2ＡｌA0為1１０1的地址進(jìn)行寫操作,均可使823７復(fù)位.復(fù)位后,823７內(nèi)部的屏蔽寄存器被置位而其它所有寄存器被圖6－1圖6－13PＣ機(jī)中８2３７的連接初始化流程如圖6—14所示.在圖６-14中只畫出82３7一個(gè)通道的初始化過程。對(duì)于其他通道可順序進(jìn)行下去.下面我們抽出PC機(jī)中BIＯS對(duì)8２37初始化部分加以說明:為了對(duì)DMAC8２37初始化，首先進(jìn)行總清。總清時(shí)只地址低字節(jié)總清地址低字節(jié)總清地址高字節(jié)字?jǐn)?shù)低字節(jié)字?jǐn)?shù)高字節(jié)方式字命令字屏蔽字其他通道參數(shù)圖6-168237的初始化流程對(duì)DMAC(8２３７）的4個(gè)通道的基地址寄存器與當(dāng)前地址寄存器、基字節(jié)數(shù)寄存器及當(dāng)前字節(jié)數(shù)寄存器先寫入ＦＦＦFH,再讀出比較，看讀寫操作是否正確。若正確,再寫入0０00H，同樣讀出校驗(yàn),若仍正確則認(rèn)為DＭAC工作正常，就開始對(duì)其初始化。若比較時(shí)發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)，則執(zhí)行停機(jī)指令。由于每個(gè)通道的上述4個(gè)寄存器占用兩個(gè)地址(見表6－2),故將循環(huán)計(jì)數(shù)器ＣX的內(nèi)容置為8.程序?qū)MAC（８23７)的通道0初始化.在PC機(jī)中，通道0用于產(chǎn)生對(duì)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新控制。利用可編程定時(shí)器８２53每隔1５。085７μｓ向ＤＭAC提出1次請(qǐng)求.DＭAＣ響應(yīng)后向CPＵ提出ＤＭA請(qǐng)求。獲得總線控制權(quán)后，使ＣPU進(jìn)入總線放棄狀態(tài).在此DMＡ期間，ＤMＡC送出刷新行地址，并利用ＤAＣK０控制產(chǎn)生各刷新控制信號(hào)，對(duì)DRAＭ一行進(jìn)行刷新。一行刷新結(jié)束，HRQ變?yōu)闊o效，退出ＤＭA.此處給出通道０初始化程序如下：?OUTＤMA+０ＤＨ,AL?；總清82３７?MOＶDS，BX?MOVES，ＢＸ;初始化DＳ和EＳ?ＭＯVＡＬ，0FFH?OＵTDMA+1，ＡＬ?ＯＵTＤMＡ+1,AＬ;通道0的傳送字節(jié)數(shù)為64K字節(jié)，先寫低位,后寫高位?MＯVDＬ,０BH;使ＤＸ=0０0ＢH(方式字地址）?MOVＡL,58Ｈ?OUTDＸ，ＡL；寫方式字，單字節(jié)傳送方式，每次傳送行地址?MOＶＡL，0;爾后地址自動(dòng)加１,允許自動(dòng)預(yù)置?OＵTDMＡ+8，AL；寫入命令字 OＵTDMA+10,AＬ;寫入屏蔽字(單通道屏蔽字）另外,值得注意的是，在初始化通道０時(shí)，未初始化地址。因?yàn)榈刂芳拇嫫鲀H用于送出ＤRAM的行地址，總清后它們初始值為0,而后根據(jù)方式字地址遞增，實(shí)現(xiàn)每次刷新一行。再就是ＰC機(jī)中DMA方式不是通過CPＵ（８0８8)的HOＬD實(shí)現(xiàn)的，而是利用等待方式來實(shí)現(xiàn)的。這時(shí)CPU處于等待操作狀態(tài)，把系統(tǒng)總線交給DＭＡC來控制。為了進(jìn)一步理解ＤMAＣ的工作，我們?cè)僖裕?37從存儲(chǔ)器把數(shù)據(jù)傳送到接口為例，說明其初始化及工作過程。圖６-15DMＡC8237傳送數(shù)據(jù)到接口的電路框圖ＤMAＣ８2３７的硬件連接可參見圖6—１3.接口地址及連接簡(jiǎn)圖如圖6-1５所示。圖中接口請(qǐng)求傳送數(shù)據(jù)的信號(hào)經(jīng)觸發(fā)器74LS７4的Q端形成,由三態(tài)門輸出作為DMA請(qǐng)求信號(hào).當(dāng)DMAC響應(yīng)接口請(qǐng)求時(shí)，送出存儲(chǔ)器地址和信號(hào),使選中存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線D０～D7上。圖６-15DMＡC8237傳送數(shù)據(jù)到接口的電路框圖同時(shí)，ＤMＡC送出控制信號(hào)，將存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)鎖存在三態(tài)鎖存器74LS3７4中.在開始傳送前，應(yīng)當(dāng)送出接口有效信號(hào)。當(dāng)然,該信號(hào)在系統(tǒng)工作中也可以一直有效。在接口請(qǐng)求ＤMA傳送時(shí)，由圖6—15的邏輯電路產(chǎn)生控制信號(hào)，使CPU暫停執(zhí)行指令，同時(shí)將總線形成電路的輸出置高阻。DMＡ初始化程序如下：ＩNITADM:ＯＵTＤＭA＋1３，AＬ ?；總清??ＭOVAL，４0H??OUＴDMA+2,ＡL???；送地址低字節(jié)到通道1 ＭOVＡL，７４Ｈ??OUTDMA+2，AL?；送地址高字節(jié)到通道1,7440H為通道基地址 ?MＯVAL，８0H??OUTPAＧ,AL???；送頁地址１000B? ＭOVAL,６4Ｈ??OUTDMA+3，ＡL ??;送傳送字節(jié)數(shù)低字節(jié)到通道１? MOＶAL，0；０064H表示１０0個(gè)字節(jié) ?OUＴＤMA+3，AＬ ??；送傳送字節(jié)數(shù)高字節(jié)到通道１ ?MOＶＡＬ，59Ｈ? ;通道1方式字：讀操作，單字節(jié)傳送 ＯUTDＭA+11,AＬ? ;地址遞增，自動(dòng)預(yù)置??MOVAL，0 ??；命令字：允許工作，固定優(yōu)先級(jí) ?OＵTＤMＡ+8，AＬ ??；ＤＡCK有效 ?OＵTDMA+１5，AL?；寫入四通道屏蔽寄存器,規(guī)定允許4個(gè)通道均可請(qǐng)求ＤMＡ傳送.程序中，將取數(shù)的存儲(chǔ)單元的首地址８7440H分別寫到頁寄存器（外加的三態(tài)輸出寄存器)和DＭAC通道1的高低字節(jié)寄存器中。這里每次傳送一個(gè)字節(jié),每傳送１０0個(gè)字節(jié)循環(huán)。為避免影響其它通道，開始也可以不用總清命令，可以換成只清字節(jié)指針觸發(fā)器的命令，即:? MOＶAL,0??OUTＤMA+１２,AL應(yīng)當(dāng)指出，ＤMA方式傳送數(shù)據(jù)具有最高的傳送速度，但連接DMＡC是比較復(fù)雜的。在實(shí)際工程應(yīng)用中，除非必須使用DMＡＣ,否則就不使用它,而采用查詢或中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。習(xí)題與思考：Intｅl8２３7占幾個(gè)端口地址？這些端口在讀／寫時(shí)操作過程中的作用是什么?試說明由Ｉntｅｌ82３７控制,把內(nèi)存中的一個(gè)數(shù)據(jù)塊向接口傳送的過程。某8０8６系統(tǒng)中使用8237完成從存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳送，已知源數(shù)據(jù)塊首地址的偏移地址值為１0０0H，目標(biāo)數(shù)據(jù)塊首地址的偏移地址值為10５０Ｈ,數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度為１0０字節(jié)。試編寫初始化程序,并畫出硬件連接圖。4.某8086系統(tǒng)中使用8２３7完成從存儲(chǔ)器到外設(shè)端口的數(shù)據(jù)傳送任務(wù)，若已知通道0的地址寄存器、字節(jié)計(jì)數(shù)器、方式寄存器端口地址分別為EEE０Ｈ，EＥE1Ｈ和ＥEE8H，要求通過通道0將存儲(chǔ)器中偏移地址為1００0H～１0FFH的內(nèi)容傳送到顯示器輸出,試編寫初始化程序。第三講：６.2定時(shí)與計(jì)數(shù)回顧：可編程芯片的概念，端口的概念.本講重點(diǎn)：定時(shí)與計(jì)數(shù)的基本概念及其意義，定時(shí)／計(jì)數(shù)器芯片Iｎtel８2５3的性能概述,內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)及其與CＰU的連接.講授內(nèi)容：６。2定時(shí)與計(jì)數(shù)１。定時(shí)與計(jì)數(shù)在微機(jī)系統(tǒng)或智能化儀器儀表的工作過程中，經(jīng)常需要使系統(tǒng)處于定時(shí)工作狀態(tài)，或者對(duì)外部過程進(jìn)行計(jì)數(shù).定時(shí)或計(jì)數(shù)的工作實(shí)質(zhì)均體現(xiàn)為對(duì)脈沖信號(hào)的計(jì)數(shù)，如果計(jì)數(shù)的對(duì)象是標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)，由于其周期恒定，故計(jì)數(shù)值就恒定地對(duì)應(yīng)于一定的時(shí)間,這一過程即為定時(shí)，如果計(jì)數(shù)的對(duì)象是與外部過程相對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)（周期可以不相等),則此時(shí)即為計(jì)數(shù)。2.定時(shí)與計(jì)數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法（1).硬件法專門設(shè)計(jì)一套電路用以實(shí)現(xiàn)定時(shí)與計(jì)數(shù)，特點(diǎn)是需要花費(fèi)一定硬設(shè)備,而且當(dāng)電路制成之后，定時(shí)值及計(jì)數(shù)范圍不能改變。(2）。軟件法利用一段延時(shí)子程序來實(shí)現(xiàn)定時(shí)操作，特點(diǎn),無需太多的硬設(shè)備,控制比較方便，但在定時(shí)期間,CＰU不能從事其它工作，降低了機(jī)器的利用率。（3).軟、硬件結(jié)合法即設(shè)計(jì)一種專門的具有可編程特性的芯片，來控制定時(shí)和計(jì)數(shù)的操作，而這些芯片，具有中斷控制能力,定時(shí)、計(jì)數(shù)到時(shí)能產(chǎn)生中斷請(qǐng)求信號(hào)，因而定時(shí)期間不影響CPU的正常工作.6。3定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片Ｉnｔel82５3Iｎtel8253是808６/８０8８微機(jī)系統(tǒng)常用的定時(shí)／計(jì)數(shù)器芯片，它具有定時(shí)與計(jì)數(shù)兩大功能，同類型的定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片還有Iｎteｌ825４等.一、8253的一般性能概述１.每個(gè)8253芯片有3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器通道2.每個(gè)計(jì)數(shù)器通道都可以按照二進(jìn)制或二—十進(jìn)制計(jì)數(shù)3。每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速率可以高達(dá)2MＨz4．每個(gè)通道有６種工作方式,可以由程序設(shè)定和改變５．所有的輸入、輸出電平都與ＴTL兼容§6．3．2８253內(nèi)部結(jié)構(gòu)８２53的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖６—16(P16０)所示，它主要包括以下幾個(gè)主要部分：圖6—1６8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.數(shù)據(jù)總線緩沖器8２53內(nèi)部實(shí)現(xiàn)與CＰU數(shù)據(jù)總線連接的8位雙向三態(tài)緩沖器，用以傳送CPU向8253的控制信息、數(shù)據(jù)信息以及ＣPU從825３讀取的狀態(tài)信息,包括某一方面時(shí)刻的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)值。2.讀／寫控制邏輯控制８２53的片選及對(duì)內(nèi)部相關(guān)寄存器的讀/寫操作，它接收CＰU發(fā)來的地址信號(hào)以實(shí)現(xiàn)片選、內(nèi)部通道選擇以及對(duì)讀/寫操作進(jìn)行控制.3．控制字寄存器在８2５3的初始化編程時(shí)，由ＣPＵ寫入控制字，以決定通道的工作方式，此寄存器只能寫入，不能讀出。4.計(jì)數(shù)通道0#、1＃、２#:這是三個(gè)獨(dú)立的,結(jié)構(gòu)相同的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器通道，每一個(gè)通道包含一個(gè)１６位的計(jì)數(shù)寄存器,用以存放計(jì)數(shù)初始值,和一個(gè)１6位的減法計(jì)數(shù)器和一個(gè)１6位的鎖存器,鎖存器在計(jì)數(shù)器工作的過程中，跟隨計(jì)數(shù)值的變化，在接收到CPU發(fā)來的讀計(jì)數(shù)值命令時(shí),用以鎖存計(jì)數(shù)值，供CPＵ讀取,讀取完畢之后,輸出鎖存器又跟隨減1計(jì)數(shù)器變化。另外,計(jì)數(shù)器的值為0的狀態(tài),還反映在狀態(tài)鎖存器中,可供讀取.二、8253的外部引腳8２５3芯片是具有2４個(gè)引腳的雙列直插式集成電路芯片，其引腳分布如圖６－17所示。8２5３芯片的24個(gè)引腳分為兩組，一組面向ＣPＵ,另一組面向外部設(shè)備，各個(gè)引腳及其所傳送信號(hào)的情況,介紹如下:1．D7～D0:雙向、三態(tài)數(shù)據(jù)線引腳，用以與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線連接，傳送控制、數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息。、、、2。:來自于CPＵ的讀控制信號(hào)輸入引腳,低電平有效。3．:來自于CPU的寫控制信號(hào)輸入引腳,低電平有效。4．:芯片選擇信號(hào)輸入引腳，低電平有效。圖６－178２53的引腳5。A１、Ａ0：地址信號(hào)輸入引腳,一般接CＰU地址總線的Ａ１、A0位，用以選擇8２５３芯片的通道及控制字寄存器.、的狀態(tài)與8253端口地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表6－4所示（Ｐ１61）表6—４。０00＃通道01１＃通道10２＃通道11控制端口６．ＶCC及GＮD:＋5V電源及接地引腳7．CＬKi：i=0，１,２,第i個(gè)通道的計(jì)數(shù)脈沖輸入引腳，8253規(guī)定，加在CLK引腳的輸入時(shí)鐘信號(hào)的頻率不得高于２.6MHZ,即時(shí)鐘周期不能小于380nｓ。８.GATEi：i=0，１,2，第i個(gè)通道的門控信號(hào)輸入引腳，門控信號(hào)的作用與通道的工作方式有關(guān)。9．ＯUTi:ｉ=0，1，2，第i個(gè)通道的定時(shí)/計(jì)數(shù)到信號(hào)輸出引腳,輸出信號(hào)的形式由通道的工作方式確定,此輸出信號(hào)可用于觸發(fā)其它電路工作，或作為向CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求信號(hào)。三、8２５3的控制字82５3有一個(gè)8位的控制字寄存器,其格式如下：圖６-188２53的控制字其中：D0:數(shù)制選擇控制.為1時(shí)，表明采用BCD碼進(jìn)行定時(shí)/計(jì)數(shù)；否則,采用二進(jìn)制進(jìn)行定時(shí)/計(jì)數(shù)。Ｄ3~D1:工作方式選擇控制。000,0;001,1；Ｘ1０，2;X１1，3;1００，４;1０1，5；Ｄ5、D4:讀寫格式。００,計(jì)數(shù)鎖存命令；01，讀／寫高８位命令；１0，讀/寫低８位命令;11,先讀／寫低8位，再讀寫高8位命令。Ｄ７、D6：通道選擇控制。0０0通道;０1，1通道;1０，2通道；1１，非法1．82５3的初始化編程要使用825３，必須首先進(jìn)行初始化編程，初始化編程包括設(shè)置通道控制字和送通道計(jì)數(shù)初值兩個(gè)方面,控制字寫入8253的控制字寄存器，而初始值則寫入相應(yīng)通道的計(jì)數(shù)寄存器中。初始化編程包括如下步驟：(1)．寫入通道控制字,規(guī)定通道的工作方式（２)．寫入計(jì)數(shù)值，若規(guī)定只寫低8位,則高８位自動(dòng)置０，若規(guī)定只寫高8位，則低8位自動(dòng)置0.若為16位計(jì)數(shù)值則分兩次寫入，先寫低８位,后寫高８位。Ｄ0:用于確定計(jì)數(shù)數(shù)制,0,二進(jìn)制；1，BCD碼例１：設(shè)8253的端口地址為：0４Ｈ~０7Ｈ，要使計(jì)數(shù)器1工作在方式0,僅用8位二進(jìn)制計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)值為12８，進(jìn)行初始化編程?？刂谱譃?01０10００0B=50H初始化程序:MOVAL,5０ＨＯＵＴ０7H,ＡＬＭOVAL，8０ＨＯUＴ0５H,AＬ例２:設(shè)8253的端口地址為:F８H～ＦBH，若用通道0工作在方式１,按二――十進(jìn)制計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)值為5０80H，進(jìn)行初始化編程?？刂谱譃?00１１00１1B=33H初始化程序:MOVAL,３３HOUＴ0FBＨ,AＬＭＯVAＬ，8０ＨOＵＴ0F８Ｈ，ALMOＶAL,5０ＨＯUＴ０F8H,AL例3:設(shè)8２53的端口地址為：0４H~０7Ｈ，若用通道2工作在方式2,按二進(jìn)制計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值為02Ｆ0H,進(jìn)行初始化編程。（P1６４例3)控制字為：1０１10100Ｂ=０B4Ｈ初始化程序：ＭOＶAL,０B4HOUT０7H,ＡＬMＯＶAＬ,0F０HOＵＴ06H，ALＭOVAL，02HOＵT06H,ＡL２．讀取8２５3通道中的計(jì)數(shù)值8253可用控制命令來讀取相應(yīng)通道的計(jì)數(shù)值，由于計(jì)數(shù)值是16位的，而讀取的瞬時(shí)值,要分兩次讀取,所以在讀取計(jì)數(shù)值之前，要用鎖存命令，將相應(yīng)通道的計(jì)數(shù)值鎖存在鎖存器中，然后分兩次讀入，先讀低字節(jié),后讀高字節(jié)。當(dāng)控制字中,D５、D4=00時(shí)，控制字的作用是將相應(yīng)通道的計(jì)數(shù)值鎖存的命令，鎖存計(jì)數(shù)值在讀取完成之后,自動(dòng)解鎖。如要讀通道1的１6位計(jì)數(shù)器，編程如下:地址F8H～ＦBH。MＯＶ?AL，40Ｈ；ＯＵＴ?0ＦＢH,AL；鎖存計(jì)數(shù)值IN ＡL,0F9HＭＯＶ?ＣL，AL；低八位IN?ＡL，０F9H;MOＶ?ＣＨ，AＬ；高八位四、8２53在系統(tǒng)中的典型連接８2５３在系統(tǒng)中的連接如圖６－２５所示.圖6－25Iｎtel8２5３在系統(tǒng)中的連接習(xí)題與思考：試說明定時(shí)和計(jì)數(shù)在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用？這兩者之間有和聯(lián)系和差別？定時(shí)和計(jì)數(shù)有哪幾種實(shí)現(xiàn)方法?各有什么特點(diǎn)?試說明定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片Inｔel8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片Ｉnteｌ8２53占用幾個(gè)端口地址?各個(gè)端口分別對(duì)應(yīng)什么?第四講：6。3定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片Ｉntel8２53回顧：定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片Intel８２53的性能概述,內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)，端口尋址及控制字的格式及初始化編程。本講重點(diǎn)：Intel82５3的工作方式，編程設(shè)置及應(yīng)用。講授內(nèi)容:六、8253的工作方式8253共有6種工作方式,各方式下的工作狀態(tài)是不同的,輸出的波形也不同，其中比較靈活的是門控信號(hào)的作用。由此組成了825３豐富的工作方式、波形,下面我們逐個(gè)介紹：1．幾條基本原則(１)。控制字寫入計(jì)數(shù)器時(shí)，所有的控制邏輯電路立即復(fù)位,輸出端ＯUＴ進(jìn)入初始狀態(tài)。初始狀態(tài)對(duì)不同的模式來說不一定相同。（2）．計(jì)數(shù)初始值寫入之后,要經(jīng)過一個(gè)時(shí)鐘周期上升沿和一個(gè)下降沿,計(jì)數(shù)執(zhí)行部件才可以開始進(jìn)行計(jì)數(shù)操作，因?yàn)榈谝粋€(gè)下降沿將計(jì)數(shù)寄存器的內(nèi)容送減1計(jì)數(shù)器。(3）．通常,在每個(gè)時(shí)鐘脈沖CＬＫ的上升沿，采樣門控信號(hào)GＡTE.不同的工作方式下,門控信號(hào)的觸發(fā)方式是有具體規(guī)定的,即或者是電平觸發(fā),或者是邊沿觸發(fā)，在有的模式中,兩種觸發(fā)方式都是允許的.其中0、２、3、4是電平觸發(fā)方式，１、2、3、5是上升沿觸發(fā).（4).在時(shí)鐘脈沖的下降沿,計(jì)數(shù)器作減1計(jì)數(shù)，０是計(jì)數(shù)器所能容納的最大初始值。二進(jìn)制相當(dāng)于２16，用BCＤ碼計(jì)數(shù)時(shí),相當(dāng)于1０４2．方式0—計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷方式０的波形如圖6—19所示,當(dāng)控制字寫入控制字寄存器后，輸出OUＴ就變低,當(dāng)計(jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)器后開始計(jì)數(shù)，在整個(gè)計(jì)數(shù)過程中，ＯUT保持為低，當(dāng)計(jì)數(shù)到０后,OUT變高;ＧAＴＥ的高低電平控制計(jì)數(shù)過程是否進(jìn)行。圖6—19方式0波形從波形圖中不難看出,工作方式0有如下特點(diǎn)：=１\*ＧＢ3①計(jì)數(shù)器只計(jì)一遍，當(dāng)計(jì)數(shù)到0時(shí)，不重新開始計(jì)數(shù)保持為高，直到輸入一新的計(jì)數(shù)值,OUT才變低，開始新的計(jì)數(shù);=2\＊GＢ３②計(jì)數(shù)值是在寫計(jì)數(shù)值命令后經(jīng)過一個(gè)輸入脈沖，才裝入計(jì)數(shù)器的，下一個(gè)脈沖開始計(jì)數(shù),因此，如果設(shè)置計(jì)數(shù)器初值為N，則輸出OUT在N+1個(gè)脈沖后才能變高；=３\＊GB3③在計(jì)數(shù)過程中,可由GATE信號(hào)控制暫停.當(dāng)GＡTE＝０時(shí)，暫停計(jì)數(shù);當(dāng)GATＥ＝1時(shí)，繼續(xù)計(jì)數(shù);=4\＊GB３④在計(jì)數(shù)過程中可以改變計(jì)數(shù)值,且這種改變是立即有效的，分成兩種情況：若是8位計(jì)數(shù)，則寫入新值后的下一個(gè)脈沖按新值計(jì)數(shù)；若是１6位計(jì)數(shù)，則在寫入第一個(gè)字節(jié)后,停止計(jì)數(shù)，寫入第二個(gè)字節(jié)后的下一個(gè)脈沖按新值計(jì)數(shù)。3.方式１—可編程的硬件觸發(fā)單拍脈沖方式1的波形如圖６-20所示，CPU向8253寫入控制字后ＯUT變高,并保持，寫入計(jì)數(shù)值后并不立即計(jì)數(shù),只有當(dāng)外界GATE信號(hào)啟動(dòng)后（一個(gè)正脈沖)的下一個(gè)脈沖才開始計(jì)數(shù)，OUＴ變低，計(jì)數(shù)到0后，OUT才變高,此時(shí)再來一個(gè)GAＴE正脈沖，計(jì)數(shù)器又開始重新計(jì)數(shù),輸出OUT再次變低，…，因此輸出為一單拍負(fù)脈沖。圖6-20方式1波形從波形圖不難看出：方式１有下列特點(diǎn):①輸出OUT業(yè)寬度為計(jì)數(shù)初值的單脈沖;②輸出受門控信號(hào)GATE的控制,分三種情況:計(jì)數(shù)到０后，再來ＧAＴE脈沖，則重新開始計(jì)數(shù),OＵT變低；在計(jì)數(shù)過程中來GATＥ脈沖，則從下一CＬＫ脈沖開始重新計(jì)數(shù),OUT保持為低；改變計(jì)數(shù)值后,只有當(dāng)GATＥ脈沖啟動(dòng)后，才按新值計(jì)數(shù)，否則原計(jì)數(shù)過程不受影響,仍繼續(xù)進(jìn)行，即新值的改變是從下一個(gè)GATＥ開始的。③計(jì)數(shù)值是多次有效的,每來一個(gè)GATE脈沖,就自動(dòng)裝入計(jì)數(shù)值開始從頭計(jì)數(shù)，因此在初始化時(shí)，計(jì)數(shù)值寫入一次即可.方式2—速率發(fā)生器方式2的波形如圖6—2１所示，在這種方式下，ＣPＵ輸出控制字后,輸出OUＴ就變高，寫入計(jì)數(shù)值后的下一個(gè)CLK脈沖開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到１后,輸出OUT變低,經(jīng)過一個(gè)ＣLＫ以后，ＯUT恢復(fù)為高，計(jì)數(shù)器重新開始計(jì)數(shù)，…,因此在這種方式下，只需寫入一次計(jì)數(shù)值,就能連續(xù)工作，輸出連續(xù)相同間隔的負(fù)脈沖(前提:GATＥ保持為高），即周期性地輸出,方式2下，825３有下列使用特點(diǎn):①通道可以連續(xù)工作;②GATＥ可以控制計(jì)數(shù)過程,當(dāng)GＡTＥ為低時(shí)暫停計(jì)數(shù)，恢復(fù)為高后重新從初值;（注意:該方式與方式0不同,方式0是繼續(xù)計(jì)數(shù))③重新設(shè)置新的計(jì)數(shù)值即在計(jì)數(shù)過程中改變計(jì)數(shù)值，則新的計(jì)數(shù)值是下次有效的,同方式1。圖6—21方式2波形５。方式３—方波速率發(fā)生器方式３的波形如圖6—22所示,這種方式下的輸出與方式２都是周期性的,不同的是周期不同，ＣＰＵ寫入控制字后，輸出ＯUT變高，寫入計(jì)數(shù)值后開始計(jì)數(shù),不同的是減2計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)到一半計(jì)數(shù)值時(shí),輸出變低，重新裝入計(jì)數(shù)值進(jìn)行減2計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到０時(shí),輸出變高，裝入計(jì)數(shù)值進(jìn)行減2計(jì)數(shù)，循環(huán)不止。計(jì)數(shù)值為偶數(shù)計(jì)數(shù)值為奇數(shù)圖6—22方式3時(shí)計(jì)數(shù)器的工作波形方式３下,8２53有下列使用特點(diǎn):①通道可以連續(xù)工作;②關(guān)于計(jì)數(shù)值的奇偶，若為偶數(shù)，則輸出標(biāo)準(zhǔn)方波,高低電平各為Ｎ/2個(gè);若為奇數(shù)，則在裝入計(jì)數(shù)值后的下一個(gè)CLK使其裝入,然后減1計(jì)數(shù)，（Ｎ+1)/２，ＯＵT改變狀態(tài),再減至0,OUＴ又改變狀態(tài),重新裝入計(jì)數(shù)值循環(huán)此過程，因此，在這種情況下,輸出有(Ｎ+1)/2個(gè)CLＫ個(gè)高電平,（N－1）／２個(gè)ＣLＫ個(gè)低電平;③GＡTE信號(hào)能使計(jì)數(shù)過程重新開始，當(dāng)ＧＡTＥ＝0時(shí)，停止計(jì)數(shù),當(dāng)ＧATE變高后,計(jì)數(shù)器重新裝入初值開始計(jì)數(shù),尤其是當(dāng)GＡTＥ=0時(shí)，若OUT此時(shí)為低，則立即變高，其它動(dòng)作同上；＝4＼*GＢ3④在計(jì)數(shù)期間改變計(jì)數(shù)值不影響現(xiàn)行的計(jì)數(shù)過程,一般情況下,新的計(jì)數(shù)值是在現(xiàn)行半周結(jié)束后才裝入計(jì)數(shù)器。但若中間遇到有GATE脈沖,則在此脈沖后即裝入新值開始計(jì)數(shù)。６.方式4—軟件觸發(fā)的選通信號(hào)發(fā)生器方式4的波形如圖6－23所示,在這種方式下，也是當(dāng)CPU寫入控制字后,OUＴ立即變高，寫入計(jì)數(shù)值開始計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)到０后，ＯUT變低，經(jīng)過一個(gè)CＬK脈沖后，OＵＴ變高，這種計(jì)數(shù)是一次性的（與方式0有相似之處)，只有當(dāng)寫入新的計(jì)數(shù)值后才開始下一次計(jì)數(shù)。圖6—23方式4波形方式4下，8253有下列使用特點(diǎn)：①當(dāng)計(jì)數(shù)值為N時(shí)，則間隔N+1個(gè)CＬK脈沖輸出一個(gè)負(fù)脈沖（計(jì)數(shù)一次有效）；②GＡTE=０時(shí),禁止計(jì)數(shù)，GAＴE=１時(shí)，恢復(fù)繼續(xù)計(jì)數(shù)；③在計(jì)數(shù)過程中重新裝入新的計(jì)數(shù)值，則該值是立即有效的（若為１6位計(jì)數(shù)值，則裝入第一個(gè)字節(jié)時(shí)停止計(jì)數(shù)，裝入第二個(gè)字節(jié)后開始按新值計(jì)數(shù))。７。方式５—硬件觸發(fā)的選通信號(hào)發(fā)生器方式5的波形如圖6－24所示,在這種方式下,當(dāng)控制字寫入后,OＵT立刻變高，寫入計(jì)數(shù)值后并不立即開始計(jì)數(shù)，而是由ＧAＴE的上升沿觸發(fā)啟動(dòng)計(jì)數(shù)的，當(dāng)計(jì)數(shù)到0時(shí),輸出變低，經(jīng)過一個(gè)ＣLK之后，輸出恢復(fù)為高，計(jì)數(shù)停止，若再有GAＴE脈沖來，則重新裝入計(jì)數(shù)值開始計(jì)數(shù),上述過程重復(fù)。方式5下,825３有下列使用特點(diǎn)：①在這種方式下,若設(shè)置的計(jì)數(shù)值是N,則在GAＴＥ脈沖后,經(jīng)過(N+１）個(gè)CLK才一個(gè)負(fù)脈沖;②若在計(jì)數(shù)過程中又來一個(gè)ＧＡＴE脈沖，則重新裝入初值開始計(jì)數(shù)，輸出不變,即計(jì)數(shù)值多次有效；③若在計(jì)數(shù)過程中修改計(jì)數(shù)值，則該計(jì)數(shù)值在下一個(gè)GATE脈沖后裝入開始按此值計(jì)數(shù)。圖６－2４方式5波形盡管8253有６種工作模式，但是從輸出端來看,仍不外乎為計(jì)數(shù)和定時(shí)兩種工作方式。作為計(jì)數(shù)器時(shí)，82５3在ＧＡＴE的控制下,進(jìn)行減１計(jì)數(shù),減到終值時(shí),輸出一個(gè)信號(hào)。作為定時(shí)器工作時(shí)，8253在門控信號(hào)GATE控制下,進(jìn)行減1計(jì)數(shù)。減到終值時(shí)，又自動(dòng)裝入初始值，重新作減1計(jì)數(shù)，于是輸出端會(huì)不斷地產(chǎn)生時(shí)鐘周期整數(shù)倍的定時(shí)時(shí)間間隔。8．825３的工作方式小結(jié)下面，我們對(duì)825３的6種工作模式的特點(diǎn)，作一番比較和總結(jié)。(1)．方式2、４、5的輸出波形是相同的，都是寬度為一個(gè)CＬK