接口与通讯技术3.ppt

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1、第三章定时/计数技术基本概念可编程器件8254PC机内部时钟RTC应用定时和计数计算机系统中经常要用到定时信号，如定时检测、定时扫描和时钟定时等许多场合还需要对脉冲信号进行计数。例如，产品包装流水线上对产品计数定时也是计数，是数固定频率的脉冲。计数器与定时器的工作方式有不少相似之处，可以通过设计，用一个电路实现定时器和计数器的功能定时方法通常一般有三种1、软件定时软件定时是通过执行一个循环程序，通过“延时”来实现定时，时间的长短通过循环次数和循环嵌套层数来调节2、不可编程的硬件定时采用计数器等元件组成一个专用的计时电路实现定时优点：不需要专用的硬件，方法简单、灵活缺点：占用C

2、PU时间，降低了CPU的效率，受时钟频率的影响大，通用性差应用场合：软件延时通常用在延时时间不长，次数不多，且CPU有空闲的场合优点：不占用CPU时间，电路简单缺点：缺少灵活性，电路连接完成后，定时时间和范围就不能改变应用场合：适应于定时固定，不带MCU的系统3、可编程的硬件定时用可编程定时器/计数器芯片构成定时电路，定时时间可以通过软件来设置优点：定时时间可变，定时时间到会发出信号，控制简便；定时精确，使用方便，灵活性大缺点：占用MCU的端口，成本稍高应用场合：带MCU的系统，要求定时可变计数器/定时器的主要用途中断信号输出精确的定时信号波特率发生器实现延迟可编程定时/计数

3、器Intel8254早期的PC机中使用Intel8253作为系统的定时／计数器，现代微机采用的Intel8254是8253的增强型Intel8254的主要引脚功能定义CS片选信号，低电平有效/RD/WR读、写控制信号，低电平有效。接系统总线的读写信号IOR和IOW，Intel时序D7~D08254的数据总线，与系统数据总线相连A1A0用于片内端口的选择（自由译码线）A1A0=00对应通道001对应通道110对应通道211对应控制端口每个通道有三根对外的信号线：CLK，OUT和GATE8254结构框图1.数据总线缓冲器数据总线缓冲器是8254与系统数据总线相连的接口电路，该缓冲

4、器为8位双向三态的缓冲器，可直接挂在数据总线上3．计数器0~28253/8254有3个结构完全相同的定时器/计数器通道，操作上是相互独立的2.控制寄存器存放CPU发出的命令，只写不读每个计数通道有一个8位的控制字寄存器、8位的状态寄存器、8位的状态输出锁存器、16位的初值寄存器、16位的减1计数器和16位的锁存计数结果输出锁存器减1计数器的起始值来自初值寄存器；计数器的瞬时值存放在16位输出锁存器中，在需要时可以读出这个值单个计数通道结构示意图8254的控制字（方式命令）与8253的区别：1、8253不能读出控制字2、8253方式控制中，110和111是无意义的8253/82

5、54的锁存命令功能是将CE的内容锁存到OL，MCU可以读出数值8254的读回命令11COSTCN2CN1CN00CO=0，将CN0—CN2指定的计数器内容送输出锁存器=1，不锁存ST=0，将CN0—CN2指定计数器的状态寄存器锁入相应的状态锁存器=1，不锁存CN=1，锁存=0，不锁存8254的状态字如果状态和数值同时锁存，则第一次读回的是状态值，然后是计数值8253/8254有6种工作方式，不论哪种工作方式，都遵守以下几条基本原则3、通常，在时钟脉冲CLK的上升沿对门控信号GATE进行采样，各计数器的门控信号的触发方式与工作方式有关1、控制字写入计数器时，所有的控制逻辑电路立

6、即复位，输出端OUT进入初始状态2、初始值写入初值计数器CR以后，要经过一个时钟脉冲的上升沿和下降沿（将初值送入计数执行单元），计数执行单元从下一个时钟开始进行计数初始状态取决于工作方式，方式0时，OUT的初始状态为低电平，其他工作方式，OUT的初始状态为高电平方式0和方式4中，门控信号是电平触发方式1和方式5中，门控信号为上升沿触发方式2和方式3中，即可用电平触发，也可用上升沿触发4、在时钟脉冲的下降沿计数器进行计数5、当收到计数值锁存命令后，减一计数器的值锁存到输出锁存器（正常时，输出锁存器的值和减一计数器的值同步变化），当MCU读出数值后，输出锁存器又是减一计数器的影象

7、0是计数器所能容纳的最大初值（计数溢出设置）采用二进制16位计数器进行计数，0相当于65536；采用BCD码计数时，0相当于100008253/8254的6种工作方式及时序关系1.方式0——计数结束产生中断计数过程控制字写入控制寄存器后，经一个时钟周期，在下一个时钟上升沿，输出端OUT变为低电平，并且计数过程中一直维持低电平计数初值写入初值寄存器后，经过一个时钟周期，在下一个时钟的下降沿，初值寄存器CR的值被送到计数执行单元CE中每个时钟的下降沿都使计数执行单元的内容减1，减到0时，输出端OUT变成高电