武汉大学易凡第12章

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1、《微机原理与接口技术》易凡wdyifan@163.com武汉大学物理学院电子科学与技术系第八章计数/定时接口教学重点8253/4的引脚和6种工作方式8253/4的编程8253/4在IBMPC系列机上的应用8.1定时器和计数器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计数器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，它主要反映脉冲的个数（进而获知外设的某种状态）。定时功能的实现方法软件延时利用微处理器执行一个延时程序段实现不可编程的硬件定时采用分频器、单稳电路或简易定时电

2、路控制定时时间可编程的硬件定时软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路8.28253/8254定时计数器3个独立的16位计数器通道每个计数器有6种工作方式按二进制或十进制（BCD码）计数8254是8253的改进型8.2.18254的结构与工作原理数据总线缓冲器(DataBusBuffer)是8254连接CPU数据总线的三态、双向8位寄存器，它有三个基本功能：CPU通过它向8254写入工作命令字；向某一计数器写入初值；从某一计数器读取当前计数值。图示从系统控制总线上接收的输入信号，转换成8254内部操作的多种

3、控制信号。当片选信号CS#=0时,由A1A0信号选择内部寄存器;读信号RD#和写信号WR#完成对选定寄存器的读或写操作。当片选信号CS#=1时,数据总线缓冲器与数据总线脱开。读/写逻辑(Read/WriteLogic)8.2.18254的结构与工作原理（续）控制字寄存器由CPU写入控制字，决定计数器的工作方式，设置读出命令。控制寄存器只能写入,不能读出。计数器8253/4有三个独立的计数器，分别变成使用；对外部计数脉冲（或时钟）信号进行减1计数，并输出定时（计数）信号；计数值可读出。图示8.2.18254的结构与工作原理（续）

4、8254的引脚功能与外设相连信号D7~D0：8位双向数据线CS#：片选信号输入端，低电平有效A1,A0:内部寄存器选择信号线，接CPU地址总线RD#:读命令输入端，低电平有效WR#:写命令输入端，低电平有效，接CPU的控制总线图示8254的引脚功能（续）与CPU相连信号GATE0，1，2：门控信号输入端CLK0，1，2：计数脉冲输入端OUT0，1，2：计数/定时信号输出端图示CS#RD#WR#A1A0端口选择和操作01000写入计数器001001写入计数器101010写入计数器201011写方式控制字到控制字寄存器00100读

5、计数器000101读计数器100110读计数器200111无操作，数据总线缓冲器三态011××无操作，数据总线缓冲器三态1××××禁止，数据总线缓冲器三态表7.18254端口选择和读/写操作计数器的工作原理程序员向初值寄存器写入计数值；初值寄存器中的初值送入减1计数器；减1计数器被启动开始减1计数，每一个CLKi脉冲使计数器减1；当计数值减到零时，OUTi端产生输出信号(脉冲或电平)。图示GATEi信号可控制允许或禁止减1计数当前计数值被锁存至输出锁存器中，可被读出CLKi信号可以是周期性信号，也可以是随机脉冲信号计数初值N的

6、计算公式：计数器的工作原理（续）8.2.28254的工作方式8254有6种工作方式，区别在于：输出波形不同；启动计数器的触发方式不同；GATE信号对计数过程的影响不同；计数初值的重装的方式不同。方式0－计数结束输出正跃变信号工作特点写入控制字后，OUT端输出低电平；写入初值后，OUT端保持低电平，计数器开始对CLK脉冲进行减1计数；当计数值减至0时，OUT端输出变为高电平，它可用作中断请求信号；图示方式0不具备“初值自动重装功能”；仅当写入新的初值才能触发计数；在计数过程中，若写入新的计数初值，则初值写入后将按新的初值重新开始

7、减1计数；GATE的作用GATE=1时，允许计数；GATE=0时，停止计数。图示方式0－计数结束输出正跃变信号（续）方式1－单脉冲发生器工作特点写入控制字后，OUT输出高电平；写入初值后，OUT保持高电平；GATE的上升沿启动计数器，开始对CLK脉冲进行减1计数。启动后，OUT变为低电平；当计数值减到0时，OUT输出高电平，从而在OUT端输出一个负脉冲;幅脉冲宽度＝计数初值×CLK的脉冲周期图示方式1－单脉冲发生器（续）GATE的作用方式1无“初值自动重装”功能，仅GATE的上升沿能启动计数器计数只要GATE信号出现了正脉冲，

8、计数初值将重新装入计数器，并启动计数器按新的初值重新减1计数在计数过程中装入了新的计数初值，计数过程不受影响，仅当GATE再次出现0→1的正跃变，计数器才按新的计数初值做减1计数图示方式2－分频器工作特点写入控制字后，OUT输出高电平；写入初值后，计数器启动减1计数，当计数器