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文档分类:通信/电子

可编程定时器计数器8253及其的全应用的.doc


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可编程定时器计数器8253及其的全应用的.doc
文档介绍:
第八章 可编程定时器/计数器8253及其应用
【回顾】 可编程芯片的概念,端口的概念。
【本讲重点】 定时与计数的基本概念及其意义,定时/计数器芯片Intel8253的性能概述,内、外部结构及其与CPU的连接。
8.1 定时与计数
1.定时与计数
在微机系统或智能化仪器仪表的工作过程中,经常需要使系统处于定时工作状态,或者对外部过程进行计数。定时或计数的工作实质均体现为对脉冲信号的计数,如果计数的对象是标准的内部时钟信号,由于其周期恒定,故计数值就恒定地对应于一定的时间,这一过程即为定时,如果计数的对象是与外部过程相对应的脉冲信号(周期可以不相等),则此时即为计数。
2.定时与计数的实现方法
(1) 硬件法
专门设计一套电路用以实现定时与计数,特点是需要花费一定硬设备,而且当电路制成之后,定时值及计数范围不能改变。
(2) 软件法
利用一段延时子程序来实现定时操作,特点,无需太多的硬设备,控制比较方便,但在定时期间,CPU不能从事其它工作,降低了机器的利用率。
(3) 软、硬件结合法
即设计一种专门的具有可编程特性的芯片,来控制定时和计数的操作,而这些芯片,具有中断控制能力,定时、计数到时能产生中断请求信号,因而定时期间不影响CPU的正常工作。
8.2 定时/计数器芯片Intel8253
Intel8253是8086微机系统常用的定时/计数器芯片,它具有定时与计数两大功能。
一、8253的一般性能概述
1.每个8253芯片有3个独立的16位计数器通道;
2.每个计数器通道都可以按照二进制或二—十进制(BCD码)计数;
3.每个计数器的计数速率可以高达2MHz;
4.每个通道有6种工作方式,可以由程序设定和改变;
5.所有的输入、输出电平都与TTL兼容。
二、8253内部结构
8253的内部结构如图8-1所示,它主要包括以下几个主要部分:


图8-1 8253的内部结构
1.数据总线缓冲器
实现8253与CPU数据总线连接的8位双向三态缓冲器,用以传送CPU向8253的控制信息、数据信息以及CPU从8253读取的状态信息,包括某时刻的实时计数值。
2.读/写控制逻辑
控制8253的片选及对内部相关寄存器的读/写操作,它接收CPU发来的地址信号以实现片选、内部通道选择以及对读/写操作进行控制。
3.控制字寄存器
在8253的初始化编程时,由CPU写入控制字,以决定通道的工作方式,此寄存器只能写入,不能读出。
4.计数通道0#、1#、2#:
这是三个独立的,结构相同的计数器/定时器通道,每一个通道包含一个16位的计数寄存器,用以存放计数初始值,一个16位的减法计数器和一个16位的锁存器,锁存器在计数器工作的过程中,跟随计数值的变化,在接收到CPU发来的读计数值命令时,用以锁存计数值,供CPU读取,读取完毕之后,输出锁存器又跟随减1计数器变化。
三、8253的外部引脚
8253芯片是具有24个引脚的双列直插式集成电路芯片,其引脚分布如图8-2所示。8253芯片的24个引脚分为两组,一组面向CPU,另一组面向外部设备,各个引脚及其所传送信号的情况,介绍如下:
1.D7~D0:双向、三态数据线引脚,与系统的数据线连接,传送控制、数据及状态信息。
2.:来自于CPU的读控制信号输入引脚,低电平有效。
3.:来自于CPU的写控制信号输入引脚,低电平有效。
4.:芯片选择信号输入引脚,低电平有效。


图8-2 8253的引脚
5.A1、A0:地址信号输入引脚,用以选择8253芯片的通道及控制字寄存器。、的状态与8253端口地址的对应关系如下表所示。
A1
A0

0
0
0#通道
0
1
1#通道
1
0
2#通道
1
1
控制端口
6.VCC及GND:+5V电源及接地引脚
7.CLKi:i=0,1,2,第i个通道的计数脉冲输入引脚,8253规定,加在CLK引脚的输入时钟信号的频率不得高于2.6MHZ,即时钟周期不能小于380ns。
8.GATEi:i=0,1,2,第i个通道的门控信号输入引脚,门控信号的作用与通道的工作方式有关。
9.OUTi:i=0,1,2,第i个通道的定时/计数到信号输出引脚,输出信号的形式由通道的工作方式确定,此输出信号可用于触发其它电路工作,或作为向CPU发出的中断请求信号。
四、8253的控制字
8253有一个8位的控制字寄存器,其格式如下:

图8-3 8253的控制字
其中:

D0:数制选择控制。为1时,表明采用BCD码进行定时/计数;否则,采用二进制进行定时/计数。
D3~D1:工作方式选择控制。000,0;001,1;X10,2;X11,3;100,4;10
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