安徽大学王年副院长课的微机原理第七章.ppt

来自百度文库功能: 具有计数、定时、测频、代替软件延时和产生多种频 率的脉冲信号。8253适用于许多场合，如用作可编程方波 频率产生器、分频器、程控单脉冲发生器等等。
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三、8253 定时器/计数器的内部结构 1、内部结构
内部逻辑结构 8253/8254内部有6个模块
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第七章 典型可编程接口芯片的编程和应用
I/O接口电路
数据总线DB
数据
数据寄存器
CPU 地址总线AB
控制总线CB
状态寄存器 控制寄存器
状态
外设
控制
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接口芯片的组成
1、数据输入和输出电路 I／O接口电路是为了保障主机与外设之间数据信息的交换
。依据计算机主机发出的指令进行相应的输入和输出操作。由 于数据信息的多样性，输入和输出电路应包含以下部分： ⑴ 数据的缓冲与锁存 ⑵ 信息的转换 2、地址译码电路
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8253 定时器/计数器的内部结构框图
CLK0
CPU 8 数据总线缓冲器
A0 A1 RD
WR
读/写逻辑
计数器 0 计数器 1
GATE0 OUT0
CLK1 GATE1 OUT1
CS
CLK2
控制字寄存器 内部总线
计数器 2
GATE2 OUT2
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定时器/计数器的内部结构
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计数和定时
Intel 8253定时器/计数器
一、概述 1、定时与计数器的概念
定时器：在时钟信号作用下，进行定时的
减“1”计数，定时时间到（减“1”计数回零）， 从输出端输出周期均匀、 频率恒定的脉冲信号。
由上述可知，定时器强调的是精确的时间。
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数据总线缓冲器
它是一个三态、双向8位寄存器，用于将8253与系统数据 总线D0～D7 相连。读／写操作的信息包括：
① CPU在对8253进行初始化编程时，向它写入的控制字。
② CPU向某一计数器写入的计数初值。
③ 从计数器读出的计数值。
读／写控制电路
①CS：片选信号 ②RD：读信号，读取所选定的计数器通道中的内容。 ③WR：写信号，将计数初值写入所选中的计数通道中或 者将控制字写入控制字寄存器中。
计数举例： ①对零件和产品的计数； ②对大桥和高速公路上车流量的统计，等等。
Intel8253在微机系统中可用作定时器和计数器。定时 时间与计数次数是由用户事先设定。
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计数和定时
2、 8253 定时/计数器与CPU的关系 8253 定时/计数操作过程与CPU相互独立，
并行操作。
❖不可编程的接口芯片——8286、8282等。
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计数和定时
实现定时功能主要有三种方法，即 1、软件定时：指程序执行一个固定的循环，以得到不同的 定时信号，其定时的时间常数是用每条指令的T周期数决定 。（常用在延时时间不长，精度要求不高的场合） 2、不可编程的硬件定时：一般采用计数分频器，RC单稳等 。（电路确定，定时时间和范围不能改变） 3、可编程的硬件定时：可编程的计数和定时器是专为微机 系统而设计的，其工作方式可随时由CPU编程设置，因而能 满足各种不同的计数和定时要求。
计数执行部件 CEH(8)
（CE） CEL(8)
8位状态字
输出锁存器 OLH(8)
（OL） OLL(8)
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CLK GATE OUT
写入计数器0的初始值 写入计数器1的初始值 写入计数器2的初始值 写入控制寄存器控制字
读自计数器0的OL 读自计数器1的OL 读自计数器2的OL
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8253 内部的各计数器的结构
8253
CLK GATE
8254
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控制字寄存器 8位
计数初值寄存器（CR） CRH(8) CRL(8)
④A1、A0：端口选择信号 ，3个计数器通道(0～2)和一个 控制字寄存器端口。（8086/8088有区别）
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8253的端口寻址及基本操作
CS RD WR A1 A0
0 10 0 10 0 10 0 10 0 01 0 01 0 01
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
传送方式
同的工作方式来进行定时/计数。 3、每个计数器在开始工作前必须预置时间常数（时间初始）。 4、每个计数器在工作过程中的当前计数值可被CPU读出
（8254不同）。 5、最高计数频率能达到2MHz（8254为10MHz）。 6、可以按照二进制码或BCD码两种方式计数。 （注：时间常数也可在计数过程中更改）
✓通用接口芯片——适用于大部分外设，例如：并行接口芯片 8255A、串行接口芯片8251等；
✓专用接口芯片——MC6845用于CRT显示接口电路； 8279用于键盘接口电路；与CPU配合使用的中断控制器 8259A、DMA控制器8237、定时/计数器8253等。
按可编程性划分：
❖可编程接口芯片——可编写程序选定芯片的某种功能或工作 方式。为设定芯片的工作方式而编写的程序段一般被称为该 接口芯片的初始化程序段。8237、8255等。
计数和定时
定时举例：
①一天24小时的计时，称为日时钟。 ②在监测系统中，对被测点的定时取样。 ③在读键盘时，为去抖，一般延迟一段时间，再读。 ④在微机控制系统中，控制某工序定时启动。
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计数和定时
计数器：
在时钟信号作用下，进行减“1”计数，计数次数到 （减“1”计数回零），从输出端输出一个脉冲信号。
一个可编程接口芯片的内部一般有两个以上的I／O端口， 它们都挂在主机的系统总线上。 3、控制和状态寄存器
控制寄存器是接收并存放CPU发来的控制命令（控制字）。 状态寄存器的作用是保存外设的当前状态信息（如忙／闲、 准备就绪等）。
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接口芯片的分类
I/O接口电路的核心是集成电路芯片，称做“接口芯片”。 按功能分类：
3、8253定时/计数结束时产生的脉冲信号可用于 对某一事件进行控制，也可作为一外部中端请求 信号。
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计数和定时
二、Intel 8253 定时器/计数器的基本性能参数
1、一片8253内部有3个16位的计数器（相互独立）。 2、每个计数器的内部结构相同，可通过编程手段设置为6种不