數(shù)字量輸入輸出-定時計數(shù)器

1、可編程定時器/計數(shù)器教學(xué)重點 8253的工作方式和編程 8253的應(yīng)用計數(shù)器和定時器電路(Timers & Counters)背景：向CPU或外部設(shè)備提供實時時鐘:定時或延時控制(定時中斷、定時檢測、定時掃描)Timer/對外部事件計數(shù)Counter。定時/延時控制： 軟件定時；不可編程硬件定時；可編程硬件定時器。軟件定時：處理器執(zhí)行若干條指令（循環(huán)）時間之和不可編程的硬件定時/計數(shù)： 如555定時器，74LS90十進(jìn)制計數(shù)器、CD4040（12級分頻）等。硬件定時/計數(shù)電路簡單，但無法軟件控制和改變可編程的定時器電路（Programmable Interval Timer）以均勻分布的時間間

2、隔中斷分時操作系統(tǒng)，以便切換程序（輸出脈沖事件）;向IO設(shè)備輸出精確的定時信號，信號的周期可由程序控制；用來作為可編程波特率發(fā)生器（可變速率）；檢測外部事件發(fā)生的頻率或周期；統(tǒng)計外部實驗過程中某一事件發(fā)生的次數(shù)，并可將計數(shù)結(jié)果輸入計算機（計數(shù)）；在定時或計數(shù)達(dá)到編程規(guī)定的值以后，向外部輸出 信號(向CPU申請中斷)。典型芯片 i8253/8254定時：標(biāo)準(zhǔn)頻率CLK計數(shù)：累加或遞減（計算頻率：周期內(nèi)計數(shù)） 典型T/C框圖控制寄存器預(yù)置計數(shù)值寄存器計數(shù)器計數(shù)器輸出寄存器狀態(tài)寄存器CLK地址譯碼器地址CSA0數(shù)據(jù)讀寫復(fù)位準(zhǔn)備就緒GATEOUT中斷請求至設(shè)備另一通路輸出信號門控信號來至設(shè)備來至?xí)r鐘設(shè)

3、備定時脈沖可編程定時器計數(shù)器i8253功能框圖： （P311圖5.32）引腳功能：端口地址： （P311表5.5）控制字及初始化編程： （P312圖5.33）工作方式及應(yīng)用：可編程定時器計數(shù)器i8253 (P311)(PITProgrammable Interval Timer)i8253TopView8253/8254接口電路8253/8254 定時/計數(shù)器內(nèi)部框圖i8253芯片初始化/編程(P312)控制字或命令字=對其初始化。計數(shù)初值（雙字節(jié)，如為單字節(jié)則自動補零）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D000-選計數(shù)器001-選計數(shù)器110-選計數(shù)器211-無意義00-鎖存計數(shù)器的

4、數(shù)據(jù)01-只讀/寫低8位字節(jié)（設(shè)置高8位為0）10-只讀/寫高8位字節(jié)（設(shè)置低8位為0）11-先讀/寫低8位字節(jié) 再讀/寫高8位字節(jié)SC1 SC0RW1 RW0M2 M1 M0000-方式0001-方式1*10-方式2*11-方式3100-方式4101-方式5讀/寫格式選擇計數(shù)器工作方式選擇BCD數(shù)制格式0-計數(shù)值為2進(jìn)制1-計數(shù)值為BCD碼8253編程：六種工作模式Mode0 軟件觸發(fā)計數(shù)輸出，到0不自動重復(fù) Mode4 軟件觸發(fā)選通信號發(fā)生器（負(fù)脈沖輸出）Mode1 硬（GATE）觸發(fā)單穩(wěn),不自動重復(fù)啟動Mode5 硬件觸發(fā)選通信號發(fā)生器（負(fù)脈沖輸出）Mode2、3 軟硬觸發(fā)分頻/方波發(fā)生

5、器，自動重裝OUT輸出Gate控制CLK輸入控制字CW計數(shù)初值Counter8253工作模式0控制字CW(1)計數(shù)回零時，OUT才變?yōu)楦唠娖讲⒈３?，直至寫入新的控制字或初值。但計?shù)器在到零后仍繼續(xù)計數(shù);GATE=1計數(shù)/=0暫停)。(2)計數(shù)過程中可改變計數(shù)值：8位計數(shù)：寫入新的計數(shù)值后，計數(shù)器按新值開始計數(shù)；16位計數(shù)，在寫入第一個字節(jié)后，計數(shù)器停止計數(shù)，寫入第二個字節(jié)后，按新的初值計數(shù)。計數(shù)器0 低8位方式計數(shù)結(jié)束時輸出信號(可申請中斷)繼續(xù)計數(shù)8253工作模式0舉例減計數(shù)未完寫入新的初值Gate控制8253工作模式1可編程單脈沖（可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）-硬件門控上升邊沿啟動，不自動重

6、復(fù)。8253工作模式1舉例8253工作模式2頻率發(fā)生器（n分頻器）-可軟件設(shè)置, 軟硬觸發(fā),負(fù)脈沖輸出,GETE=0停止計數(shù)，為0-1重新置入初值計數(shù)負(fù)脈沖輸出8253工作模式2舉例8253工作模式3方波發(fā)生器 (軟硬觸發(fā))n/2:類似于方式2，唯一不同的是，當(dāng)計數(shù)到初值的一半時，輸出變?yōu)榈?，至計?shù)到零，輸出又變高，并重新開始計數(shù)。自動重裝每個脈沖計數(shù)-2，到0自動重裝8253工作模式3舉例初值=奇數(shù)(n+1) /2高電平(n-1)/2低電平Gate=0暫停8253工作模式4軟件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器當(dāng)寫入控制字后，輸出為高。寫入計數(shù)值后立即開始計數(shù)（相當(dāng)于軟件啟動），當(dāng)計數(shù)到零后，輸出變低，經(jīng)

7、過一個時鐘脈沖后，又變?yōu)楦唠娖剑ㄘ?fù)脈沖），計數(shù)器停止計數(shù)。（只計數(shù)一次）。GATE=1時，允許計數(shù)；計數(shù)過程中改變計數(shù)初值，則按新計數(shù)值重新開始計數(shù)8253工作模式4舉例重置初值Gate控制8253工作模式5硬件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器 寫入控制字后，輸出為高。寫入計數(shù)初值后并不立即開始計數(shù)，而是由GATE信號的脈沖上升沿觸發(fā)啟動。當(dāng)計數(shù)到零后時，輸出一個CLK脈沖寬度的負(fù)脈沖，輸出變高，停止計數(shù)。直至下次GATE脈沖的觸發(fā)才能計數(shù)。8253工作模式5舉例Gate控制重置初值8253應(yīng)用舉例 (P317)PC/XT :CNT0 40H，方式3，日時鐘定時（18.158HZ, IRQ0, CLK=1

8、.19MHZ， N0=0000初值）CNT1 41H，方式2，DRAM刷新（15s, N0=0018）CNT2 42H, 方式3, 揚聲器發(fā)聲(OUT2 與8255 PB1相與 后輸出, N0=1331 ， 約1KHZ) 43H，控制字寄存器8253編程初始化編程。對8253初始化編程包括二個步驟，即寫入控制字和寫入計數(shù)值。不需要外部觸發(fā)的方式=工作。例：初始化編程 T=0.840336us(/1.19M)MOV AL,36H; 00110110B-CH0 方式3方波,BIN, L/HOUT 43H,AL; WRTMOV AL,0OUT 40H,AL;-L-CNTOUT 40H,AL;-H-C

9、NTMOV AL,54H; 01010100BCH1,M2,BIN,Only Low8bitOUT 43H,ALMOV AL,18;XT:18-15.1usOUT 41H,AL8253編程MOV AL,0B6H;10110110BCH2,M3,BIN,L/HOUT 43H,ALMOV AX,1331 ;大約1KHz, OUT 42H,ALMOV AL,AHOUT 42H,AL.擴大計數(shù)/定時范圍:(1)8253通道級聯(lián)(2)軟件計數(shù)(定時中斷,軟件累加或遞減)i8253芯片初始化/編程(P312)控制字或命令字=對其初始化。計數(shù)初值（雙字節(jié)，如為單字節(jié)則自動補零）D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D000-選計數(shù)器001-選計數(shù)器110-選計數(shù)器211-無意義00-鎖存計數(shù)器的數(shù)據(jù)01-只讀/寫低8位字節(jié)（設(shè)置高8位為0）10-只讀/寫高8位字節(jié)（設(shè)置低8位