微机接口计数定时器ppt课件.ppt

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1、第七讲计数器/定时器和多功能接口芯片1©北京工业大学计算机学院®教学建议，本章重点为8253/8254的编程结构；8253/8254的两类控制字；8253/8254必须遵守的编程原则；8253/8254的两类编程命令；8253/8254的6种工作模式的特点；2©北京工业大学计算机学院®在微型计算机系统中经常用到定时信号。比如动态存储器的刷新定时、系统日历时钟的计时以及喇叭的声源计算机实时控制和处理系统中，要按一定的采样周期对处理对象进行采样，或定时检测某些参数等，都需要定时信号。实现定时的方法：软件和硬件两种软件定时：运用软件编程循环执行一段程序而产生的等待

2、延时。优点:不需增加硬设备，简单。缺点:增加了CPU的时间开销，CPU执行延时时间越长，这种等待开销越大，降低了CPU的效率，浪费CPU的资源。并且，软件延时的时间随主机频率不同而发生变化，即定时程序的通用性差。9计数器/定时器和多功能接口芯片3©北京工业大学计算机学院®硬件定时：通常用计数器/定时器，在简单的软件控制下产生准确的时间延迟。主要是根据需要的定时时间，通过对计数器/定时器设置定时常数，启动计数器/定时器开始计数，计到确定值时自动产生一个定时输出。这种方法不占用CPU的时间，CPU利用率高，定时时间由软件设置定时时间长，使用灵活。尤其是定时准确，

3、定时时间不受主机频率影响，定时程序具有通用性，故得到广泛应用。本讲主要对Intel8253/8254定时/计数器进行详细讨论。9计数器/定时器和多功能接口芯片4©北京工业大学计算机学院®9.1可编程计数器/定时器的工作原理计数器设置好计数初值后，开始减1计数，减为0时，输出一个信号，定时器设置好定时常数后，进行减1计数，并按定时常数不断地输出为时钟周期整数倍的定时间隔。定时和计数的本质是相同的，它们都是对一个输入脉冲进行计数，定时器由数字电路中的计数电路构成，通过记录高精度晶振脉冲信号的个数,输出准确的时间间隔。例如， 输 入脉冲的频率为2MHz，则：计数2

4、×106----定时1秒。计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性的脉冲信号时，主要反映脉冲的个数，又称为计数器。因此，使用同一个接口芯片，既能进行计数，又能进行计时，统称为定时/计数器。（Timer/Counter简称T/C）。5©北京工业大学计算机学院®9.1可编程计数器/定时器的工作原理计数器/定时器的一些用处：在多任务的分时系统中作为中断信号实现程序的切换。可往I/O设备输出精确的定时信号。作为一个可编程的波特率发生器。实现时间延迟。6©北京工业大学计算机学院®9.1可编程计数器/定时器的工作原理典型计数器/定时器原理图7©北京工业大学计算机学院®9

5、.1可编程计数器/定时器的工作原理包含4个寄存器，初值寄存器、计数输出寄存器、控制寄存器和状态寄存器。计数器，从初值进行减1计数，最后到达0时钟信号CLK决定计数速率门控脉冲GATE是对时钟的控制信号，有多种控制方法计数器/定时器的输出信号OUT，计数到达0时，连到中断请求线上产生中断请求或连到I/O设备上启动一个I/O操作状态寄存器反映OUT信号的状态，可通过软件进行检测为查询工作方式提供条件控制寄存器用来控制计数器/定时器的工作模式8©北京工业大学计算机学院®9.2.18253/8254的编程结构:具有3个独立的16位减法（-1）计数器；共用一个控制寄存

6、器和状态寄存器（仅8254有）每个计数器通过三个引脚和外部联系每个计数器内部有一个16位的计数初值寄存器CR、一个计数执行部件CE和一个输出锁存器OL每一个计数器均可编程工作在6种方式下；能进行二进制/十进制（BCD）计数；计数频率为0~2MHz（82534最高计数频率为10MHz）9.28253/8254的编程结构和外部信号9©北京工业大学计算机学院®9.28253/8254的编程结构和外部信号10©北京工业大学计算机学院®24引脚双列直插式封装9.2.28253/8254的外部信号11©北京工业大学计算机学院®CLK0～CLK2：时钟GATE0～GATE

7、2：门控OUT0～OUT2：输出A1、A0：地址线RD：读信号WR：写信号CS：片选信号9.2.28253/8254的外部信号12©北京工业大学计算机学院®读/写控制逻辑不工作（高阻）无操作读状态字（8254）的计数值读计数器的计数值读计数器的计数值读计数器写入控制字的计数初值写入计数器的计数初值写入计数器的计数初值写入计数器能功´´´´´´1110111002011001101000001001101020101011001000001001AAWRRDCS13©北京工业大学计算机学院®9.3.18253/8254的控制寄存器和控制字:为了8253/825

8、4正确工作，必须先设定控制字控制字有两类，一、模式设