可编程计数器定时器及其应用.ppt

第7章可编程定时器/计数器8253/8254及其应用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个数的测量。
定时：如果计数的对象是标准的时钟信号，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。
计数：如果计数的对象是与外部输入的脉冲信号（周期可以不相等），则此时即为计数。2．定时的实现方法
(1)软件法
利用一段延时子程序来实现定时操作。
特点：无需硬件支持，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。
(2)硬件法
专门设计一套电路（比如555定时器）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。(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，定时或计数的过程不需要CPU的参与，而这些芯片具有中断控制能力，定时、计数结束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。
7.18253的工作原理
7.1.1Intel8253的内部结构及引脚

Intel8253是8086/8088微机系统常用的可编程定时器/计数器芯片，其增强型芯片为Intel8254等。
Intel8253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十进制计数。
3．每个计数器的最大的输入频率为可以高达2MHz。
4．每个通道有6种工作方式,工作方式由程序设定。Intel8253的外部引脚（24DIP）1．D7~D0：8位，双向，三态数据线，用来与系统数据总线相连。
2．CS、WR、RD、A1、A0（内部4个端口）,A1A0=00,选中通道0；A1A0=01,选中通道1；A1A0=10,选中通道2；A1A0=11,选中控制寄存器端口。
3．CLKi：i=0,1,2，第i个通道的计数脉冲输入引脚，每输入一个时钟脉冲，计数器数值减1。
4．GATEi：i=0，1，2，第i个通道的门控信号输入引脚，用于控制启/停计数器计数。
5．OUTi：i=0，1，2，第i个通道的定时/计数信号输出引脚，输出信号的波形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。
6．VCC、GND。8253主要包括以下几个主要部分：
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。
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。CS、A1、A0与CPU的连接决定8253芯片的端口地址。3．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8位控制字寄存器；
一个16位的计数初值寄存器，存放计数初始值；
一个16位的减法计数器（计数器执行部件，减法计数器）；
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，用以锁存当前计数值，供CPU读取。
这些16位的计数器、锁存器均可被分为高8位、低8位两个部分，因此也可作为8位寄存器使用。4．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。
8253的三个计数通道各有一个命令字寄存器，都使用同一个地址（A1A0＝11），因此，使用命令字的最高两位SC1、SC0来确定到底是对哪个计数通道的设定。8253的控制字计数方式选择位BCD：
为1：BCD码计数，进行十进制减法计数。写入初值也用BCD码表示，其中0000H表示十进制数最大值10000。例如，进行BCD码计数时，写入初值1200H，相当于计数值为十进制的1200。
为0：二进制计数。写入初值为二进制数，进行二进制减法计数。0000H表示最大值10000H，相当于十进制的65536。例如，进行二进制计数时，写入初值1200H，相当于计数值为十进制的4608。8.1.28253的初始化编程和门控信号的功能
1.8253的初始化编程
要使用8253，必须首先进行初始化编程，初始化编程包括设置通道控制字和送通道计数初值两个步骤，控制字写入8253的控制字寄存器(A1A0=11)，而初始值则写入相应通道的计数初值寄存器中(A1A0=00/01/10)。
初始化编程包括如下步骤：
(1)写入通道控制字，规定某个通道的工作方式。
(2)给这个通道写入计数值，若规定只写低8位，则高8位自动置0，若规定只