第12章 定時器計數(shù)器和32位機中的多功能接口芯片

1、第第1212章章 定時器定時器/ /計數(shù)器和計數(shù)器和3232位機位機中的多功能接口芯片中的多功能接口芯片 12.1 12.1 可編程定時器可編程定時器/ /計數(shù)器芯片計數(shù)器芯片82C5482C54的編程結構和的編程結構和 引腳信號引腳信號12.2 82C5412.2 82C54的控制字與編程的控制字與編程12.3 82C5412.3 82C54的六種工作方式的六種工作方式12.4 3212.4 32位機中的多功能接口芯片位機中的多功能接口芯片82371AB82371AB12.1 12.1 可編程定時器可編程定時器/ /計數(shù)器芯片計數(shù)器芯片 82C5482C54的編程結構和引腳信號的編程結構和引

2、腳信號12.1.1 82C5412.1.1 82C54的基本功能的基本功能1 182C5482C54的基本功能包括定時和計數(shù)兩個方面的基本功能包括定時和計數(shù)兩個方面 。2. 2. 作定時操作時，輸入時鐘脈沖的周期是固定作定時操作時，輸入時鐘脈沖的周期是固定不變的，這樣保證輸出脈沖有固定的時間間隔。不變的，這樣保證輸出脈沖有固定的時間間隔。3. 3. 作計數(shù)操作時，輸入時鐘脈沖的周期是可以作計數(shù)操作時，輸入時鐘脈沖的周期是可以變化的，只需要記錄輸入脈沖的個數(shù)。變化的，只需要記錄輸入脈沖的個數(shù)。12.1.2 82C5412.1.2 82C54的編程結構的編程結構1 1數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器

3、8 8位雙向三態(tài)的緩沖器，可直接掛在數(shù)據(jù)總線上。位雙向三態(tài)的緩沖器，可直接掛在數(shù)據(jù)總線上。（內(nèi)部功能結構）（內(nèi)部功能結構）2 2讀寫控制邏輯讀寫控制邏輯 讀寫控制邏輯的功能是接收來自讀寫控制邏輯的功能是接收來自CPUCPU的控制信號。的控制信號。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線總線緩沖器緩沖器讀讀 / 寫寫控制邏輯控制邏輯控制控制寄存器寄存器計數(shù)器計數(shù)器0計數(shù)器計數(shù)器1計數(shù)器計數(shù)器2OOOCLK2GATE2OUT2D0D7RDWRA0A1 CSCLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1圖圖12-1 82C5412-1 82C54的內(nèi)部結構圖的內(nèi)部結構圖3 3控制字寄存器控制字寄存器 接收來自接收來自CP

4、UCPU的控的控制字。制字。4 4減計數(shù)器減計數(shù)器 82C5482C54有有3 3個獨立的個獨立的減計數(shù)器，每個計數(shù)減計數(shù)器，每個計數(shù)器的結構完全相。器的結構完全相。 每一個計數(shù)器均由下列每一個計數(shù)器均由下列5 5個個主要部件組成：主要部件組成：（1 1）一個）一個1616位減計數(shù)部件位減計數(shù)部件CECE，實際上它是一個按同，實際上它是一個按同步方式工作的步方式工作的1616位減計數(shù)器，也可以分成位減計數(shù)器，也可以分成兩個兩個8 8位的位的減計數(shù)器。減計數(shù)器。（2 2）一個）一個1616位的初值寄存器位的初值寄存器CRCR，由高，由高8 8位位CRHCRH和低和低8 8位位CRLCRL組成。組

5、成。（3 3）一個）一個1616位的輸出鎖存寄存器位的輸出鎖存寄存器OLOL，由高，由高8 8位位OLHOLH和和低低8 8位位OLLOLL組成。組成。（4 4）控制寄存器用于寄存初始化的控制信息。）控制寄存器用于寄存初始化的控制信息。（5 5）該計數(shù)器的狀態(tài)可以被鎖存到狀態(tài)鎖存器中。）該計數(shù)器的狀態(tài)可以被鎖存到狀態(tài)鎖存器中。12.1.3 82C5412.1.3 82C54的引腳信號的引腳信號1 1與與CPUCPU一側的接口信號一側的接口信號CSWRRD（1 1）D D0 0D D7 7，三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線。，三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線。（2 2） ，片選信號，輸入。，片選信號，輸入。（3 3） ，寫信號，輸

6、入。，寫信號，輸入。（4 4） ，讀信號，輸入。，讀信號，輸入。（5 5）A A1 1、A A0 0，地址輸入線。用于尋址，地址輸入線。用于尋址82C5482C54內(nèi)部的內(nèi)部的4 4個端個端口?？?。 v24腳DIP封裝1 2 3 4 5 6 7 8 22 23 19 21 D7D6D5D4D3D2D1D0RDWRA0A1CSCLK0GATE0OUT0 CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2VCCGND圖圖12-3 82C5412-3 82C54的引腳信號圖的引腳信號圖 9111015141318161724122 2與外部設備的接口信與外部設備的接口信號號 （1 1）CLKCLK

7、，時鐘脈沖輸入，時鐘脈沖輸入端，端， CLKCLK0 0、CLKCLK1 1、CLKCLK2 2。 （2 2）GATEGATE，門控輸入端，門控輸入端， GATEGATE0 0、GATEGATE1 1、GATEGATE2 2。 （3 3）OUTOUT，計數(shù)輸出端。，計數(shù)輸出端。 OUTOUT0 0、OUTOUT1 1、OUTOUT2 2。 CSRDWR表表12-1 82C5412-1 82C54讀讀/ /寫操作邏輯寫操作邏輯A1A0操作功能01000計數(shù)初值裝入計數(shù)器001001計數(shù)初值裝入計數(shù)器101010計數(shù)初值裝入計數(shù)器201011寫控制寄存器00100讀計數(shù)器000101讀計數(shù)器100

8、110讀計數(shù)器212.2 82C5412.2 82C54的控制字與編程的控制字與編程12.2.1 82C5412.2.1 82C54的工作原理和控制字的工作原理和控制字1 182C5482C54的基本工作原理的基本工作原理 先寫入方式先寫入方式控制字控制字，后寫入，后寫入計數(shù)初值計數(shù)初值，計數(shù)器開始，計數(shù)器開始減計數(shù)減計數(shù)，由時鐘脈沖，由時鐘脈沖CLKCLK的的下降沿下降沿計數(shù)，當計數(shù)值減計數(shù)，當計數(shù)值減為為0 0時，輸出一個時，輸出一個OUTOUT信號。信號。 2 282C5482C54的方式控制字的方式控制字計數(shù)器計數(shù)器讀讀/ /寫格式寫格式工作方式工作方式數(shù)制數(shù)制 D D7 7 D D6

9、 6 D D5 5 D D4 4 D D3 3 D D2 2 D D1 1 D D0 00-0-二進制二進制1-BCD1-BCD計數(shù)計數(shù)000-000-方式方式0 0001-001-方式方式1 110-10-方式方式2 211-11-方式方式3 3100-100-方式方式4 4101-101-方式方式5 500-00-計數(shù)器鎖存命令計數(shù)器鎖存命令10-10-只讀只讀/ /寫高寫高8 8位位01-01-只讀只讀/ /寫低寫低8 8位位11-11-先讀先讀/ /寫低寫低8 8位，位，后讀后讀/ /寫高寫高8 8位位00-00-選擇計數(shù)器選擇計數(shù)器0 001-01-選擇計數(shù)器選擇計數(shù)器1 110-1

10、0-選擇計數(shù)器選擇計數(shù)器2 211-11-讀回命令讀回命令82C5482C54的方式控制字的方式控制字計數(shù)器計數(shù)器讀讀/寫格式寫格式工作方式工作方式數(shù)制數(shù)制D7D6D5D4D3D2D1D0注意：注意：控制字寫入控制字控制字寫入控制字I/OI/O地址（地址（A A1 1A A0 01111）00 00 計數(shù)器計數(shù)器0 001 01 計數(shù)器計數(shù)器1 110 10 計數(shù)器計數(shù)器2 211 11 讀回命令讀回命令00 00 計數(shù)器鎖存命令計數(shù)器鎖存命令 10 10 只讀只讀/ /寫高寫高8 8位位01 01 只讀只讀/ /寫低寫低8 8位位11 11 先讀先讀/ /寫低寫低8 8位位 后讀后讀/ /寫

11、高寫高8 8位位000 000 方式方式0 0001 001 方式方式1 110 10 方式方式2 211 11 方式方式3 3100 100 方式方式4 4101 101 方式方式5 50 0 二進制二進制1 1 十進制十進制寫入計數(shù)初值寫入計數(shù)初值（1 1）選擇二進制計數(shù)時）選擇二進制計數(shù)時 計數(shù)值范圍：計數(shù)值范圍：0000H0000HFFFFHFFFFH 0000H 0000H是最大值，代表是最大值，代表6553665536（2 2）選擇十進制（）選擇十進制（BCDBCD碼）計數(shù)時碼）計數(shù)時 計數(shù)值范圍：計數(shù)值范圍：0000000099999999 0000H 0000H是最大值，代表是

12、最大值，代表1000010000例例【12-112-1】 選用計數(shù)器選用計數(shù)器0 0計數(shù)，計數(shù)值為計數(shù)，計數(shù)值為10001000，分別用，分別用二進制方式計數(shù)，用方式二進制方式計數(shù)，用方式3 3計數(shù)，假設系統(tǒng)安排計數(shù)，假設系統(tǒng)安排82C5482C54計計數(shù)器數(shù)器0 0、1 1、2 2和控制端口的地址分別為：和控制端口的地址分別為：300H300H、301H301H、302H302H和和303H303H，試對計數(shù)器，試對計數(shù)器0 0編程初始化。編程初始化。 mov dx mov dx，303h303h mov mov al al，00110110b 00110110b ；二進制方式計數(shù)；二進制方

13、式計數(shù) out dxout dx，al al ；送計數(shù)方式控制字；送計數(shù)方式控制字 mov dxmov dx，300h300h mov mov ax ax，1000 1000 ；十進制數(shù)；十進制數(shù)10001000送給送給axax out dx out dx，al al ；先送低；先送低8 8位位 movmov al al，ahah out dx out dx，al al ；后送高；后送高8 8位位例例【12-212-2】 選用選用82C5482C54計數(shù)器計數(shù)器2 2計數(shù)，計數(shù)值只有低計數(shù)，計數(shù)值只有低8 8位，計數(shù)器位，計數(shù)器0 0、1 1、2 2和控制端口的地址分別為：和控制端口的地址分別

14、為：304H304H、305H305H、306H306H和和307H307H，查看，查看82C5482C54計數(shù)器計數(shù)器2 2的當前計數(shù)值是的當前計數(shù)值是否為零。否為零。abc:mov dxabc:mov dx，307h307h mov mov al al，10000000b 10000000b ；計數(shù)器；計數(shù)器2 2的鎖存命令的鎖存命令 out dxout dx，al al ；將鎖存命令寫入控制字；將鎖存命令寫入控制字 ；寄存器；寄存器 mov dxmov dx，306h 306h ；計數(shù)器；計數(shù)器2 2 in al in al，dxdx ；讀計數(shù)器；讀計數(shù)器2 2的當前計數(shù)值的當前計數(shù)值

15、cmpcmp al al，0 0 ；與；與0 0比較比較 jne abcjne abc ；不是；不是0 0，再讀，再讀 hlthlt ；是；是0 0，暫停，暫停12.2.2 82C5412.2.2 82C54的鎖存命令字的鎖存命令字1 182C5482C54的鎖存命令字的鎖存命令字11COUNTSTATUSCN2CN1CN00 D D7 7 D D6 6 D D5 5 D D4 4 D D3 3 D D2 2 D D1 1 D D0 0A A1 1A A0 0=11 CS=0 RD=1 WR=0=11 CS=0 RD=1 WR=0D D5 5=0: =0: 鎖存選中計數(shù)器的計數(shù)值鎖存選中計數(shù)器

16、的計數(shù)值D D4 4=0=0：鎖存選中計數(shù)器的狀態(tài)：鎖存選中計數(shù)器的狀態(tài)D D3 3=1=1：選擇計數(shù)器：選擇計數(shù)器2 2D D2 2=1=1：選擇計數(shù)器：選擇計數(shù)器1 1D D1 1=1=1：選擇計數(shù)器：選擇計數(shù)器0 0D D0 0：保留供將來擴充使用，必須為：保留供將來擴充使用，必須為0 02 282C5482C54的狀態(tài)字的狀態(tài)字讀出讀出8 8位狀態(tài)寄存器的值分別代表的意義如下：位狀態(tài)寄存器的值分別代表的意義如下： 若若D D7 7位位=1=1，表示對應計數(shù)器的輸出端，表示對應計數(shù)器的輸出端OUTOUT為高為高平，否則為低電平；平，否則為低電平； D D6 6位位=0=0，表示初值已經(jīng)送

17、入減計數(shù)器，讀出的計，表示初值已經(jīng)送入減計數(shù)器，讀出的計數(shù)值有效，否則讀出無效。數(shù)值有效，否則讀出無效。 D D5 5位位D D0 0位：是最后寫入方式控制字的低位：是最后寫入方式控制字的低6 6位。位。重要說明：重要說明： 當某一計數(shù)器的計數(shù)值或狀態(tài)信息被當某一計數(shù)器的計數(shù)值或狀態(tài)信息被CPUCPU讀取后，讀取后，鎖存失效。鎖存失效。 讀回命令寫入控制端口，狀態(tài)信息和計數(shù)值都是讀回命令寫入控制端口，狀態(tài)信息和計數(shù)值都是通過各個計數(shù)器端口讀取的。通過各個計數(shù)器端口讀取的。 如果使讀回命令的如果使讀回命令的D D5 5和和D D4 4位都為位都為0 0，即狀態(tài)信息和，即狀態(tài)信息和計數(shù)值都要讀回，

18、讀取的順序是：先讀取狀態(tài)信息，計數(shù)值都要讀回，讀取的順序是：先讀取狀態(tài)信息，后讀取（后讀?。? 12 2個）個）8 8位的計數(shù)值。位的計數(shù)值。 12.3.1 12.3.1 六種工作方式六種工作方式 82C5482C54的每一個計數(shù)器都可以按照方式控制字的規(guī)定的每一個計數(shù)器都可以按照方式控制字的規(guī)定工作，共有工作，共有6 6種不同的工作方式，即種不同的工作方式，即方式方式0 0方式方式5 5。首先介紹讀圖的幾點約定：首先介紹讀圖的幾點約定： 計數(shù)器的計數(shù)方式采用的是二進制方式，都只用低計數(shù)器的計數(shù)方式采用的是二進制方式，都只用低8 8位位計數(shù)；計數(shù)； CW CW表示控制字，例表示控制字，例CW=

19、10CW=10，表示，表示10H10H（00010000B00010000B）寫入）寫入計數(shù)器；計數(shù)器； LSB LSB表示計數(shù)器低字節(jié)的數(shù)值；表示計數(shù)器低字節(jié)的數(shù)值； 圖下的數(shù)字表示計數(shù)值：上面的數(shù)是計數(shù)器的高字節(jié)，圖下的數(shù)字表示計數(shù)值：上面的數(shù)是計數(shù)器的高字節(jié)，下面的數(shù)是計數(shù)器的低字節(jié)；下面的數(shù)是計數(shù)器的低字節(jié)； N N表示一個不確定的計數(shù)值。表示一個不確定的計數(shù)值。3 3方式方式2 2（脈沖波發(fā)生器、分頻器）（脈沖波發(fā)生器、分頻器）其輸出波形的高電平占其輸出波形的高電平占2 2個個CLKCLK周期，低電平僅占周期，低電平僅占1 1個個CLKCLK周期，無論初值是多少，其輸出波形的低電平僅

20、占周期，無論初值是多少，其輸出波形的低電平僅占1 1個個CLKCLK周期，故稱為脈沖發(fā)生器。周期，故稱為脈沖發(fā)生器。4 4方式方式3 3（方波發(fā)生器）（方波發(fā)生器）（1 1）方式）方式3 3計數(shù)初值為偶數(shù)計數(shù)初值為偶數(shù) （2 2）方式）方式3 3計數(shù)初值為計數(shù)初值為奇奇數(shù)數(shù) 偶數(shù)偶數(shù)：寫入計數(shù)初值后的第一個時鐘下降沿開始減：寫入計數(shù)初值后的第一個時鐘下降沿開始減2 2計數(shù)。減到計數(shù)。減到0 0時，輸出端時，輸出端OUTOUT變?yōu)榈碗娖?，并重新裝入變?yōu)榈碗娖?，并重新裝入計數(shù)初值，重新減計數(shù)初值，重新減2 2操作，減到操作，減到0 0時，輸出端時，輸出端OUTOUT變成變成高電平，并重新裝入初值，

21、重復上述過程。故稱方波高電平，并重新裝入初值，重復上述過程。故稱方波發(fā)生器。發(fā)生器。奇數(shù)奇數(shù)： 第一個時鐘脈沖使計數(shù)器減第一個時鐘脈沖使計數(shù)器減1 1，以后每來一個時，以后每來一個時鐘脈沖使計數(shù)器減鐘脈沖使計數(shù)器減2 2，當計數(shù)值減為，當計數(shù)值減為0 0時，輸出端時，輸出端OUTOUT由由高電平變?yōu)榈碗娖剑瑫r自動重新裝入計數(shù)初值。高電平變?yōu)榈碗娖剑瑫r自動重新裝入計數(shù)初值。 繼續(xù)計數(shù)，這時第一個時鐘脈沖使計數(shù)器減繼續(xù)計數(shù)，這時第一個時鐘脈沖使計數(shù)器減3 3，以，以后每個時鐘脈沖都使計數(shù)器減后每個時鐘脈沖都使計數(shù)器減2 2，當減為，當減為0 0時，時，OUTOUT端又端又回到高電平，并重新裝入

22、計數(shù)初值?；氐礁唠娖剑⒅匦卵b入計數(shù)初值。 開始下一輪循環(huán)計數(shù)。開始下一輪循環(huán)計數(shù)。 輸出輸出OUTOUT的高電平寬度比低電平的寬度多一個計數(shù)的高電平寬度比低電平的寬度多一個計數(shù)脈沖周期，輸出波形為連續(xù)的近似方波。脈沖周期，輸出波形為連續(xù)的近似方波。例例【12-312-3】 設一片設一片82C5482C54接在系統(tǒng)中，如圖接在系統(tǒng)中，如圖12-1212-12所示。所示。計數(shù)器計數(shù)器0 0、1 1、2 2及控制口地址分別為及控制口地址分別為320H320H、321H321H、322H322H以以及及323H323H，用計數(shù)器，用計數(shù)器0 0與計數(shù)器與計數(shù)器1 1級聯(lián)定時，在級聯(lián)定時，在OUT1O

23、UT1輸出對稱輸出對稱方波，使方波，使LEDLED點亮點亮0.5S0.5S，熄燈，熄燈0.5S0.5S，周而復始，試對計數(shù)，周而復始，試對計數(shù)器器0 0和計數(shù)器和計數(shù)器1 1初始化編程。信號作奇偶校驗初始化編程。信號作奇偶校驗( (偶校驗偶校驗) )。 編程如下：編程如下： mov dxmov dx，323h 323h ；控制端口地址給；控制端口地址給dxdx mov mov al al，00110110b 00110110b ；計數(shù)器；計數(shù)器0 0用用1616位計數(shù)，方式位計數(shù)，方式3 3，二進，二進 ；制計數(shù)；制計數(shù) out dxout dx，alal mov mov ax ax，1000

24、1000 mov dxmov dx，320h320hout dxout dx，al al ；先送低；先送低8 8位位movmov al al，ahahout dxout dx，al al ；后送高；后送高8 8位位mov dxmov dx，323h323hmovmov al al，01110110b 01110110b ；計數(shù)器；計數(shù)器1 1用用1616位計數(shù)，方式位計數(shù)，方式3 3，二，二 ；進制計數(shù)；進制計數(shù)out dxout dx，alalmov dxmov dx，321h321hmovmov ax ax，10001000out dxout dx，al al ；先送低；先送低8 8位位m

25、ovmov al al，ahahout dxout dx，al al ；后送高；后送高8 8位位例例【12-412-4】 在上例中，計數(shù)器在上例中，計數(shù)器1 1產(chǎn)生周期為產(chǎn)生周期為1000ms1000ms（1S1S）的方波輸出，利用）的方波輸出，利用OUT1OUT1輸出的方波作為計數(shù)器輸出的方波作為計數(shù)器2 2的計數(shù)輸入，在的計數(shù)輸入，在OUT2OUT2輸出周期為輸出周期為1 1小時的方波，計數(shù)器小時的方波，計數(shù)器2 2采用采用BCDBCD計數(shù)，編寫計數(shù)器計數(shù)，編寫計數(shù)器2 2的初始化程序。的初始化程序。 編程如下：編程如下： mov dxmov dx，323h 323h ；控制端口地址給；控

26、制端口地址給dxdx mov mov al al，10110111b 10110111b ；計數(shù)器；計數(shù)器2 2用用1616位計數(shù)，位計數(shù)， ；方式；方式3 3，bcdbcd計數(shù)計數(shù) out dxout dx，alal mov mov al al，00h00h mov dx mov dx，322h322h out dx out dx，al al ；先送低；先送低8 8位位 movmov al al，36h36h out dx out dx，al al ；后送高；后送高8 8位位12.4 3212.4 32位機中的多功能接口芯片位機中的多功能接口芯片82371AB82371AB 多功能高集成外圍

27、芯片組是微機系統(tǒng)的核心部件多功能高集成外圍芯片組是微機系統(tǒng)的核心部件之一，在一個微機系統(tǒng)內(nèi)，之一，在一個微機系統(tǒng)內(nèi)，CPUCPU之外的所有操作均與它之外的所有操作均與它有著密切的聯(lián)系。有著密切的聯(lián)系。 北橋芯片也稱為主橋（北橋芯片也稱為主橋（Host BridgeHost Bridge）芯片）芯片主要功能：負責對主要功能：負責對CPUCPU與主存儲器之間的數(shù)據(jù)交換操作、與主存儲器之間的數(shù)據(jù)交換操作、負責負責CPUCPU對對PCIPCI總線及總線及AGPAGP的操作，并對數(shù)據(jù)在北橋芯片的操作，并對數(shù)據(jù)在北橋芯片內(nèi)部的傳輸操作實施控制。內(nèi)部的傳輸操作實施控制。 南橋芯片南橋芯片 主要功能：負責對微

28、機系統(tǒng)內(nèi)的主要功能：負責對微機系統(tǒng)內(nèi)的I/OI/O接口、一接口、一些外圍設備接口的控制、些外圍設備接口的控制、IDEIDE設備的控制以及設備的控制以及附加的功能等。附加的功能等。 12.4.1 82371AB12.4.1 82371AB芯片的主要功能芯片的主要功能 Intel 82371ABIntel 82371AB芯片采用芯片采用324324引腳引腳BGABGA封裝，是一個多封裝，是一個多 功能的功能的PCIPCI芯片，可作為芯片，可作為PCIPCI和和ISAISA之間的之間的“橋路橋路”，在，在 PCIPCI和和ISAISA之間實現(xiàn)了之間實現(xiàn)了“橋橋”功能。功能。82371AB82371A

29、B內(nèi)部主要功能部件：內(nèi)部主要功能部件：PCIPCI總線接口；總線接口；ISAISA總線接口；總線接口；初級初級IDEIDE接口；接口；二級二級IDEIDE接口；接口；中斷控制接口：兩個中斷控制器中斷控制接口：兩個中斷控制器82C5982C59提供提供1515級中斷；級中斷； 定時器定時器/ /計數(shù)器：一個定時器計數(shù)器：一個定時器/ /計數(shù)器計數(shù)器82C5482C54；實時時鐘實時時鐘RTCRTC：一個實時時鐘；：一個實時時鐘； DMADMA控制器：兩個控制器：兩個DMADMA控制器控制器82C3782C37提供提供7 7個各自獨立的個各自獨立的 可編程通道；可編程通道； 通用串行總線通用串行總線USBUSB；通用目的輸入和輸出接口。通用目的輸入和輸出接口。12.4.2 82371AB12.4.2 82371AB芯片主要接口的簡介芯片主要接口的簡介 （1 1）PCIPCI總線接口總線接口