定时器计数器电路

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1、第七章定时器/计数器电路概述可编程定时器/计数器芯片82548254在PC系列机定时系统中的应用7.1概述在各种计算机系统中，经常要用到定时/延时和计数控制。实现定时/延时的基本方法：软件定时：执行循环程序。CPU利用率低。不可编程硬件定时：采用中小规模集成电路器件实现。单稳/555定时器--外加阻容器件加/减计数器--通过改变初值可改变定时长短电路连接好后，定时值不便控制和改变。可编程硬件定时：用可编程计数器实现。通过编程改变其计数初值和计数脉冲频率即可改变定时长短。27.1概述可编程定时器/计数器典型结构：数据读写复位准备就绪片选端口地址

2、控制字寄存器计数初值寄存器计数器（计数工作单元）输出锁存器状态锁存器状态寄存器CLKGATEOUT控制逻辑3可编程定时器/计数器的主要用途：①以均匀分布的时间间隔中断分时操作系统，以便切换程序；②向I/O设备输出周期可控的定时信号；③用作可编程波特率发生器；④检测外部事件发生的频率或周期；⑤统计外部某过程中某一事件发生的次数；⑥作为向CPU的定时或定次数中断源；……PC系列微机中普遍采用的可编程定时器/计数器是i8253/8254芯片。7.1概述47.2可编程定时器/计数器芯片i8254/8253i8254是i8253的改进型，两者的功能基

3、本相同，硬件组成、外部引脚和编程特性完全兼容。差别只在三点：①允许的最高计数频率不同；②8254中有状态寄存器和状态锁存器，而8253没有；③8254有读回命令，而8253没有。7.1概述57.2.18254的基本功能有3个独立的16位计数器通道；每个计数器可按二进制或十进制（BCD）计数；每个计数器可工作于6种不同工作方式；每个计数器允许的最高计数频率为10MHz（8253为2MHz）有读回命令（8253没有），可以读出当前计数单元的内容和状态寄存器内容。每个计数器通道的逻辑功能完全相同，既可作定时器用，又可作计数器用。无论用作定时器还是

4、计数器，计数初值寄存器内容都可由CPU预置或修改。67.2.28254内部结构与引脚信号结构图D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GND8254+5VWRRDCSA1A0CLK2OUT2GATE2CLK1OUT1GATE11246191213引脚图GATE0GATE28D7～D0RDWRA1A0CS数据总线缓冲器读写控制逻辑控制字寄存器计数器通道0计数器通道1计数器通道2CLK0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2OUT2内部总线○○○77.2.28254内部结构与引脚信号8254各主要组成部分：数据总线缓冲器控制

5、字寄存器——8位只写寄存器，用于存放CPU写入芯片的方式选择控制字或命令字，由它来控制各计数器通道的工作方式。——控制字寄存器为3个计数器通道所共用。——写入控制字时，将同时清除计数初值寄存器内容。8计数器通道（3个）:彼此独立，但结构和内容完全相同。任一通道作计数器或定时器用时，其内部操作完全相同，区别仅在于：7.2.28254内部结构与引脚信号作计数器用时，对CLKi端输入的计数脉冲（间隔不一定相同）作减1计数，要求计数的次数可直接作为计数初值预置计数器通道；当减到0时，OUTi端将输出一信号。作定时器用时，对周期一定的时钟脉冲作

6、减1计数，计数初值（定时系数）用下式计算得到：定时系数要求定时的时间时钟脉冲周期=9（1）计数工作单元（CE）不能直接读/写。只能通过写计数初值寄存器（CR）实现对CE初值的修改，通过读输出锁存器（OL）实现对CE内容的读取（先写读回命令，再读OL）。（2）状态寄存器（SR）也不能直接读，只能通过读状态锁存器（SL）实现（先写读回命令，再读SL）。（3）CE、CR和OL都是16位，对CR写入和对OL读出必须分两次进行。若初始化时只写CR一个字节，则另一字节保持为0。7.2.28254内部结构与引脚信号注意：10读/写控制逻辑

7、：接收系统总线来的地址和读写信号，并变换为内部控制信号。8254各端口读/写控制作用CSRDWRA1A0读/写操作说明00000000011110000011100110010101010010011111××××××写计数通道0的CR写计数通道1的CR写计数通道2的CR写控制寄存器读通道0的OL或状态锁存器读通道1的OL或状态锁存器读通道2的OL或状态锁存器无操作禁止使用无操作7.2.28254内部结构与引脚信号117.2.38254的工作方式各计数器通道均有6种工作方式可供选择：工作于任一方式，都必须先初始化：写控制字至控制寄存器（端口3

8、）：选择所需方式，CR清零，OUT置于规定状态。写计数初值至CR。方式0——计数结束中断方式方式1——硬件可重触发单稳方式方式2——速率波发生器方式方式3——方波