微型计算机原理及其应用

第九章定时/计数器及可编程接口芯片8253

合肥工业大学计算机与信息学院

2012-021

第九章定时/计数器及可编程接口芯片8253

9.1定时器/计数器概述 9.2可编程定时/计数器芯片8253工作原理 9.3 8253应用举例

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9.1定时器/计数器概述定时与计数的联系计数将外部对象的数量、事件的发生次数等转化为电脉冲数量，并进行度量。增量计数计数脉冲到来后，计数值加1。用于对事件的累计，关心的是当前计数的数值。

减量计数计数脉冲到来后，计数值减1。用于限量计数，关心的是计数终止的时刻。

定时本质也是计数。对周期恒定的脉冲时钟信号进行计数即为定时——减量计数。

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9.1定时器/计数器概述定时的实现方式纯硬件定时搭建专门的硬件电路实现。特点：需要额外的硬件电路，且定时值不能改变。

软件定时根据延时时间，设计一段延时子程序实现。特点：无需额外的硬电路，定时值可通过程序修改，但在定时期间，会占用CPU,从而降低其用率。

可编程的硬件定时用软件和硬件结合的方法(即可编程专用芯片)实现。特点：综合前述两者的优点。

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第九章定时/计数器及可编程接口芯片8253

9.1定时器/计数器概述 9.2可编程定时/计数器芯片8253工作原理 9.3 8253应用举例

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9.2可编程定时/计数器芯片8253工作原理

1. 8253的内部结构和引脚信号 2. 8253的工作方式 3. 8253初始化编程和门控信号

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9.2.1 8253的内部结构和引脚信号内部结构

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9.2.1 8253的内部结构和引脚信号芯片封装双列直插 24根引脚D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CLK 0 OUT 0 GATE 0 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8253 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 VCC WR RD CS A1 A0 CLK2 OUT2 GATE 2 CLK 1 GATE 1 OUT 18

9.2.1 8253的内部结构和引脚信号数据总线缓冲器8位三态双向缓冲器。 CPU与8253间所有数据的传送通道。接收CPU送来的数据(计数值)和控制信息(控制字)。高阻态时，可以保证在芯片未被选中时和系统总线处于“隔离”状态。

对应引脚D7~D0连接对象：系统数据总线。

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9.2.1 8253的内部结构和引脚信号读/写控制逻辑8253内部控制电路，用于将CPU发出的控制信号转变为内部操作的控制信号，指导内部各单元协调工作。对应引脚CS:片选信号输入引脚，低电平有效。由地址总线经译码电路产生。 RD:读信号输入引脚，低电平有效。 WR:写信号输入引脚，低电平有效。 A1、A0:端口选择信号输入引脚。A1 0 0 1 1 A0 0 1 0 1选择计数器0计数器1计数器2控制字寄存器10

9.2.1 8253的内部结构和引脚信号读/写控制逻辑(续)CS0 0 0 0 0 0 0 0

A10 0 1 1 0 0 1 1

A0

0 1 0 1 0 1 0 1

RD1 1 1 1 0 0 0 0

WR0 0 0 0 1 1 1 1

功

能

写计数器0写计数器1写计数器2写方式控制字读计数器0读计数器1读计数器2无效

8253的端口操作

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9.2.1 8253的内部结构和引脚信号计数器通道0~2三个完全相同的计数器/定时器通道0~2。内部结构计数初值寄存器CR计数初值寄存器CR控制 CRH CRL 16位，存放CPU送来的计数初值。逻必须在计数/定时启动之前，用辑

输出指令OUT设定。

计数器执行部件CE16位减1计数器，初值=CR值。对CLK引脚输入的脉冲计数。每出现一个脉冲，计数值减1。减至零时，OUT引脚输出电平或脉冲信号。 CPU不能直接访问。计数执行部件 CEH CEL CE

OLH OLL输出锁存器 OL12

9.2.1 8253的内部结构和引脚信号计数器通道0~2(续)输出锁存器OL16位，锁存CE值，供CPU读取。计数初值寄存器CR一般跟随CE变化。当收到CPU的 CRH CRL锁存命令时，锁定当前计数值，待CPU读取后，继续跟随变化。CLK

控制逻辑

GATE

OUT

对应引脚GATEn:门控信号输入端。 CLKn:脉冲信号输入端。触发CE的减1计数。时钟脉冲频率不能大于2MHz。OLH OLL输出锁存器 OL计数执行部件 CEH CEL CE允许/禁止、启动/停止计数等。

OUTn:计数/定时完成信号输出端。用电平或脉冲方式，通知CPU计数/定时完成。13

9.2.1 8253的内部结构和引脚信号控制字寄存器8位，存放CPU送来的控制字。控制字的作用选定计数器通道；指定三个独立计数器通道的工作方式；指定读写格式和计数的方式。

控制字写入时，所有控制逻辑电路立即复位，8253的 OUT输出引脚进入初始状态

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9.2.1 8253的内部结构和引脚信号 8253与微机系统的连接8253DB

8253占用4个接口地址：计数器0 IOW计数器1计数器2 IOR控制寄存器A1 A0高位地址 A15-A2译码器

D0~D7 WR RD A1 A0 CS CLK GATE OUT

共三组接外设

(决定8253的I/O地址)15

9.2可编程定时/计数器芯片8253工作原理

1. 8253的内部结构和引脚信号 2. 8253的工作方式 3. 8253初始化编程和门控信号

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