微型计算机原理与应用 教学课件 作者 陈建铎 宋彩利 程俊波2 第十章 定时器.ppt

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1、第10章定时器/计数器【内容简介】首先简要介绍微型计算机中定时器的作用，然后重点介绍可编程定时器/计数器8254的组成原理、工作方式及编程使用。【重点难点】重点是8254的组成原理、工作方式及编程使用。难点是8254的方式控制字及编程使用。10.1概述10.2可编程定时器/计数器825410.38254编程使用第10章定时器/计数器10.1概述在计算机中经常用到定时信号，比如动态存储器刷新、系统日历计时等，在自动控制中的定时控制等。定时方法可采用软件/硬件方式。软件定时是设计延时子程序，以达到定时的目的。硬件定时是用专门的定时器/计数器来实现，主要优点是不占用CPU的时间

2、。可与CPU并行工作。硬件定时器实质上是一个可加1或者减1的计数器，可上升沿或者下降沿计数。在早期的PC机中使用8253作为定时器/计数器，以后的PC/AT使用的是8254。另外在PC/AT及以后的一些兼容机中，使用MC146818作为定时芯片。10.2可编程定时器/计数器82548254包含有3个16位计数器，可按二进制或十进制计数，有6种工作方式。10.2.1内部结构与引脚功能10.2.2工作方式10.2.1内部结构与引脚功能1.内部结构内部结构如10.1（a）所示，3个计数器、1个控制寄存器、1个8位数据总线缓冲器以及读/写控制电路。3个计数器各16位，独立工作。每

3、个计数器如图10.2所示，包括1个16位初值寄存器CR、1个减1计数器CE和1个输出锁存器OL。另有控制逻辑电路、控制字寄存器和状态字寄存器。控制字寄存器和状态字寄存器为3个计数器共用。计数器工作时可设定为16位，也可设定为8位。设置计数初值时，16位计数值分两次写入。一旦写入，自动送入减1计数器。当门控输入信号GATE有效时，减1计数器CE按时钟信号CLK减1计数。减为0时，由OUT端输出计数回零信号，在计数过程中，锁存器OL跟随CE的内容。部表10.18254内部地址分配CSA1A0RDWR功能00000001101111110000写计数器0写计数器1写计数器2写方

4、式控制字00000001101100001111读计数器0读计数器1读计数器2无效在8254内部设置有4个寄存器，由地址A1A0选择和片选信号确定，如表10.1所示。表10.18254内部地址分配CSA1A0RDWR功能00000001101111110000写计数器0写计数器1写计数器2写方式控制字00000001101100001111读计数器0读计数器1读计数器2无效2.引脚信号8254有24个引脚，采用双列直插式封装，其信号分布如图10.1（b）所示，功能如下：D7-D0：数据总线，双向，8位，与外部数据总线连接。WR：写信号输入，低电平有效。RD：读信号，输入，

5、低电平有效。CS：片选信号，输入，低电平有效。A1A0：地址信号，输入，用于选择内部寄存器。CLK2~CLK0：3个计数器计数信号输入。OUT2~OUT0：3个计数器计数回零输出，高电平有效。GATE2~GATE0：3个计数器外部门控信号输入端，高电平或上升沿有效。VCC：＋5V电源。GND：地。10.2.2工作方式8254有6种工作方式，可通过编程选择。1.方式0---计数结束产生中断（1）写入控制字，OUT输出低电平。在写入计数初值后，开始减1计数。计数回0时，OUT输出高电平，又一直保持，直到写入新的计数初值时再输出低电平。其时序如图10.3所示。（2）GATE＝1

6、，允许计数；GATE＝0，禁止计数。如果在计数过程中修改计数初值，则在下一时钟脉冲新写入的计数初值送入减1计数器，然后按新值计数。2.方式1---可重复触发的单稳态触发器（1）写入控制字后OUT输出高电平，写入计数初值后必须由GATE的上升沿触发计数。计数开始OUT变为低电平，直到计数回0时再输出高电平。若要再次计数，必须用GATE上升沿重新触发。方式1时序如图10.4所示。（2）在计数过程中写入新的计数初值，当前计数状态不受影响。若有GATE上升沿触发，则按新的计数初值重新计数，直到计数回0，OUT变为高电平，低电平宽度为两次计数值之和。3.方式2---分频器是一种(n

7、-1):1的分频器工作方式，特点如下：（1）写入控制字后OUT输出高电平，写入初值后的下一时钟送入减1计数器，减1计数。减到1时，OUT输出低电平，维持1个时钟周期后又变为高电平，然后重新减1计数。其时序如图10.5所示。（2）GATE＝1，允许计数；GATE＝0，停止计数。4.方式3---方波发生器（1）写入控制字后OUT输出高电平，写入计数初值后的下一时钟送入减1计数器，减1计数。当减1到初值的一半时输出低电平，并继续减1计数。当计数回0时输出高电平，即一个周期。之后，又开始下一个周期的减1计数。其时序如图10.6所示。（