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时间:2019-06-08
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1、第8章常用接口技术8.1定时控制接口8.2并行接口8.3异步串行通信接口8.4模拟接口8.1定时控制接口定时控制具有极为重要的作用微机控制系统中常需要定时中断、定时检测、定时扫描等实时操作系统和多任务操作系统中要定时进行进程调度PC机的日时钟计时、DRAM刷新定时和扬声器音调控制都采用了定时控制技术可编程定时器芯片软硬件相结合、方便灵活的定时电路软件延时方法处理器执行延时子程序8.1.1定时器8253/8254定时器(计数器):由数字电路中的计数电路构成,记录输入脉冲的个数脉冲信号具有一定随机性,往往通过脉冲的个数可以获知外设的状态变化次数(计数)脉冲信号的
2、周期固定(使用高精度晶振产生脉冲信号),个数乘以周期就是时间间隔(定时)Intel8253/8254可编程间隔定时器3个独立的16位计数器通道每个计数器有6种工作方式1.内部结构和引脚与计算机系统总线的接口3个相互独立的计数器通道,结构完全相同计数器0计数器1计数器2每个计数器通道16位减法计数器16位预置寄存器输出锁存器预置寄存器GATECLKOUT减1计数器输出锁存器定时器外设引脚CLK时钟输入信号在计数过程中,此引脚上每输入一个时钟信号(下降沿),计数器的计数值减1GATE门控输入信号控制计数器工作,可分成电平控制和上升沿控制两种类型OUT计数器输出信
3、号当一次计数过程结束(计数值减为0),OUT引脚上将产生一个输出信号连接处理器引脚D7~D0数据线A1~A0地址线——注意,当在8086,IA-32构架上使用,一般通过系统数据总线D7~D0传送数据,这时应该使用偶数地址(A0=0)RD*读信号WR*写信号CS*片选信号,假设A15~A3为0000000001000**0计算机A2A1CS*A1A0I/O地址读操作RD*写操作WR*00000101001140H42H(41H)44H(42H)46H(43H)读计数器0读计数器1读计数器2无操作写计数器0写计数器1写计数器2写控制字奇数地址有误可编程计数器/定
4、时器功能功能体现在两个方面:一是:作为计数器。即在设置好计数初值后,便开始减1计数,减到0时,输出一个信号二是:作为定时器。即在设置好定时时间常数后,便开始减一计数,并按定时时间常数不断地输出时钟周期整数倍的定时信号。两者之间的差别:计数器只输出一个信号,除非冲服触发定时器输出连续信号(减到0后,自动回复时间常数初值并重新开始计数)。典型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。基本结构原理原理就是可预置初值的减法计数器。主要组成包括:(1)初值寄存器——接收并保存CPU
5、送来的初值(2)计数寄存器——从初值寄存器接收计数初值,减法计数器。计数脉冲就是时钟输入信号,在门控信号有效时开始计数。(3)控制寄存器——接收CPU的控制信号,选择不同的工作模式等(4)状态寄存器——保存计数器的状态基本原理图如下图2.工作方式8253有6种工作方式,由方式控制字确定每种工作方式的过程类似:①设定工作方式②设定计数初值[③硬件启动]④计数初值进入减1计数器⑤每输入一个时钟计数器减1的计数过程⑥计数过程结束(1)定时器方式0:计数结束中断①②⑤④⑥GATEOUTCLK031244方式0WR①设定工作方式②设定计数初值④计数值送入计数器⑤计数过
6、程⑥计数结束方式0的波形如图所示.当控制字写入控制字寄存器后,输出OUT就变低,当计数值写入计数器后开始计数,在整个计数过程中,OUT保持为低,当计数到0后,OUT变高;GATE的高低电平控制计数过程是否进行。写控制字写计数初值GATE=1计数工作方式0有如下特点:①计数器只计一遍,当计数到0时,不重新开始计数保持为高,直到输入一新的计数值,OUT才变低,开始新的计数;②计数值是在写计数值命令后经过一个输入脉冲,才装入计数器的,下一个脉冲开始计数,因此,如果设置计数器初值为N,则输出OUT在N+1个脉冲后才能变高;③在计数过程中,可由GATE信号控制暂停。当
7、GATE=0时,暂停计数;当GATE=1时,继续计数;④在计数过程中可以改变计数值,且这种改变是立即有效的,分成两种情况:若是8位计数,则写入新值后的下一个脉冲按新值计数;若是16位计数,则在写入第一个字节后,停止计数,写入第二个字节后的下一个脉冲按新值计数。(2)定时器方式1:可编程单稳脉冲①②⑤④⑥①设定工作方式②设定计数初值③③硬件启动④计数值送入计数器⑤计数过程⑥计数结束GATEOUTCLK031244方式1WR方式1的波形如图所示,CPU向8253写入控制字后OUT变高,并保持,写入计数值后并不立即计数,只有当外界GATE信号启动后(一个正脉冲)的
8、下一个脉冲才开始计数,OUT变低,计数到0后,OUT
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