微机原理及其应用第6章

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1、第6章计数/定时技术定时与计数技术及应用定时/计数器——8253本章内容了解定时/计数技术的应用情况掌握8253的连接与编程学习目的熟习8253的工作方式6.1概述定时计数技术在计算机中具有极为重要的作用。微机控制系统中，常要按一定的采样周期对处理对象进行采样或定时检测某些参数等，用计数器对外部事件计数，即记录外设提供的脉冲个数。在实时操作系统和多任务操作系统中，可以利用定时器产生的定时中断进行进程调度。定时器和计数器都由数字电路中的计数电路构成。前者记录高精度晶振脉冲信号，因此可以输出准确的时间间隔，称为定时器，而当记录外设提供的具有一定随机性的脉冲信号时，它

2、主要反映脉冲的个数，称为计数器。定时的方法有3种：软件定时、不可编程的硬件定时和可编程的定时。1.软件定时﹡CPU执行每条指令需要一定的时间，重复执行一些指令会占用一段固定的时间，适当地选取指令和循环次数便很容易实现定时功能﹡这种方法不需要增加硬件，可通过编程来控制和改变定时时间，灵活方便。﹡缺点是CPU重复执行的这段程序的目的仅为延时，从而降低了CPU利用率。2.不可编程的硬件定时采用数字电路中的分频器将系统时钟进行适当的分频产生需要的定时信号；也可以采用单稳电路或简易定时电路（如常用的555定时器）由外接RC电路控制定时时间。定时范围不易由程序来改变和控制，

3、使用不甚方便，而且定时精度也不高。3.可编程的定时采用软、硬件相结合的方法，用可编程定时计数器芯片构成一个方便灵活的定时计数电路。这种电路不仅定时值和定时范围可用程序确定和改变，而且具有多种工作方式，可以输出多种控制信号由微处理器的时钟信号提供时间基准，故计时也精确稳定。如Intel8253。6.2Intel8253可编程定时器/计数器6.2.18253的基本功能和内部结构（1）3个独立的16位计数器，最大计数范围为1~65536；（2）每个计数器均可以按二进制或二—十进制计数；（3）计数器速率可达2MHz；（4）可编程6种不同的工作方式；（5）所有输入和输出都

4、与TTL兼容。8253具有较好的通用性和使用灵活性，几乎适合于任何一种微处理器组成的系统。1.8253PIT的基本功能2.8253的内部结构图6.18253的内部结构示意图（1）数据总线缓冲器8位、双向、三态的缓冲器，可直接挂在数据总线上。CPU通过数据总线D0~D7传送如下信息：①向控制寄存器写入控制字。②向某计数器写入计数初值。③CPU通过缓冲器读取计数器的当前计数值（2）读/写控制逻辑决定三个计数器和控制字寄存器中哪一个能进行工作，并控制内部总线上数据传送的方向。①CS片选信号,由地址总线经I/O端口译码电路产生。②RD读信号，有效时允许CPU读取所选定的

5、计数器中的内容。③WR写信号，有效时允许CPU将计数初值写入所选中的计数器中或将控制字写入控制寄存器中。④A1A0端口选择信号，当A1A0=00，01，10时表示分别选中计数器0，1，2当A1A0=11时选中控制寄存器（3）控制寄存器接收从CPU来的控制字，并由控制字的D7、D6位的编码决定该控制字写入哪个计数器的控制寄存器，控制寄存器只能写入，不能读出。（4）计数器8253所能实现的定时时间，取决于计数脉冲的频率和计数器的初值，即：定时时间=时钟脉冲周期Tc×预置的计数初值n。外部输入到CLK引脚上的时钟脉冲频率不能大于2MHz图6.2计数器内部逻辑图控制单元

6、初值寄存器减1计数器输出锁存器内部总线CLKGATEOUT控制单元初值寄存器减1计数器输出锁存器内部总线CLK6.2.28253的引脚信号图6.38253PIT管脚图计数器0计数器1计数器2数据线控制线电源线8253是一片具有3个独立通道的16位计数器/定时器芯片，使用单一+5V电源，24引脚双列直插式封装，如图6.3所示1.与CPU的接口信号（1）D0~D7——三态双向数据线。与CPU数据总线相连，用于传递CPU与8253之间的数据信息、控制信息和状态信息；（2）CS——片选信号（ChipSelect），输入，低电平有效（3）WR——写

7、信号，输入，低电平有效，用于控制CPU对8253的写操作，可与A1，A0信号配合以决定是写入控制字还是计数初值；（4）RD——读信号，输入，低电平有效。用于控制CPU对8253的读操作，可与A1，A0信号配合读取某个计数器的当前计数值；（5）A0，A1——地址输入线。用于8253内部寻址的4个端口，即3个计数器和一个控制字寄存器。一般与CPU低位的地址线相连。A1A0寄存器选择和操作000000001011110000×100001111×100110011××01010101××写入计数器0写入计数器1写入计数器2写入控制字寄存器读计数器0读计数器1读计数器2

8、无操作禁止使用无操作CS