[計算機軟件及應用]第05章接口芯片1

第5章 可編程接口芯片 5.2 可編程定時器/計數器8254 計算機系統中經常要用到定時信號，如定時檢測、定時掃描和時鐘定時等，定時方法通常有以下三種： (1)軟件定時 (2)不可編程的硬件定時 (3)可編程的硬件定時 許多場合還需要對脈沖信號進行計數。 本節介紹Intel 8254定時／計數器芯片，它是一種的可編程的定時器件。 Intel 8254主要特性： (1)3個獨立的16位定時/計數通道。 (2)每個通道有6種工作方式。 (3)最高計數頻率為10MHz。 (4)可以按二進制或BCD碼兩種方式計數。 (5)定時時間長短可用軟件設置，可由軟件或硬件控制開始計數或停止計數。 (6)可以同時鎖存1~3個計數器的計數值和狀態值，供CPU讀取。 5.2.1 8254的內部結構與外部引腳 數據總線緩沖器 8254與系統數據總線相連的接口電路。 通過數據總線緩沖器，CPU用指令對8254進行讀/寫： (1)8254初始化編程時，寫入控制字。 (2)CPU向某一計數器寫入計數初值。 (3)CPU讀出計數器的當前計數值。 2. 讀/寫控制邏輯 接收來自CPU的控制信號： 讀信號RD# 寫信號WR# 片選信號CS# 芯片內部寄存器尋址信號A1A0 3．計數器0~2 8254有3個結構完全相同的定時器/計數器通道: 0,1,2 每個通道包含: 一個8位的控制字寄存器 三個16位的初值寄存器、減1計數器和結果輸出鎖存器。 每個通道有3根專用的信號線： CLK：計數/定時脈沖輸入端，每輸入一個脈沖，減1操作 OUT：計數值減到零時，由輸出端OUT輸出結束信號 GATE：門控信號，允許或停止計數 CLK脈沖： 8254作外部事件計數器時，CLK引腳上的計數脈沖從外部輸入，這些脈沖的間隔可以不相等。 8254用作定時器時，CLK引腳的輸入信號是精確的時鐘脈沖。 8254的定時時間T＝時鐘脈沖周期tc×計數初值n 4. 控制寄存器 控制寄存器是一個只能寫入的寄存器，它接收從CPU來的控制字，并由控制字的D7、D6位的編碼決定控制字寫入哪個計數器的控制寄存器。 在對8254進行編程時，CPU用輸出指令向它寫入控制字，由此確定各計數器通道的工作方式、讀寫格式和計數的數制。 5. Intel 8254的引腳 (1)CS#: 片選信號，接I／O端口譯碼電路的輸出 (2)RD#, WR#： 讀／寫控制信號 (3)D7~D0： 數據線，與系統數據總線相連 (4)A1A0 接地址總線低2位，用于片內端口的選擇。A1A0=00，選擇通道0；A1A0=01，選擇通道1；A1A0=10，選擇通道2；A1A0=11，選擇控制端口。 (5)每個通道有三根對外的信號線： CLK，OUT 和 GATE。 4. 方式3－方波發生器 ①輸出為周期性的方波。若計數值為N，則輸出方波的周期是N個CLK脈沖的寬度。 ②寫入控制字后，輸出將變為高電平.當寫入計數初值后，就開始計數,輸出仍為高電平;當計數到初值一半時,輸出變為低電平，直至計數到0,輸出又變為高電平，重新開始計數。 ③若計數值為偶數，則輸出對稱方波。如果計數值為奇數，則前(N+1)/2個CLK脈沖期間輸出為高電平，后(N—1)/2個CLK脈沖期間輸出為低電平。 ④GATE信號能使計數過程重新開始。GATE=1允許計數，GATE=0禁止計數。停止后OUT將立即變高開，當GATE再次變高以后，計數器將重新裝入計數初值，重新開始計數。 5. 方式4－軟件觸發選通 寫入方式控制字后，OUT輸出高電平。 寫入初值，經過一個CLK脈沖開始減1計數，計到0時OUT輸出為低電平，持續一個CLK脈沖周期后再恢復到高電平。 GATE=1時，允許計數；GATE=0，禁止計數，并把輸出維持在當時的電平。 如果GATE=1時在計數過程中改變計數值，則在寫入新值后的下一個時鐘下降沿計數器立即按新的初值開始計數。 6. 方式5－硬件觸發選通 ①寫入控制字后，輸出為高電平。在設置了計數值后，計數器并不立即開始計數，而是由門控脈沖的上升沿觸發啟動。當計數到0時，輸出一個CLK周期的負脈沖，并停止計數。當門控脈沖再次觸發時才能再計數。 ②在計數過程中如果再次用門控脈沖觸發，則使計數器重新開始計數，此時輸出還保持為高電平，直到計數為0，才輸出負脈沖。 ③如果在計數過程中改變計數值，只要沒有門控信號的觸發，不影響計數過程。當有新的門控脈沖的觸發時，不管是否計數到0

總結

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