定时器计数器电路ppt课件

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1、第七章第七章 定时器定时器/ /计数器电路计数器电路q概述概述q可编程定时器可编程定时器/ /计数器芯片计数器芯片82548254q82548254在在PCPC系列机定时系统中的运用系列机定时系统中的运用7.1 7.1 概概 述述 在各种计算机系统中，经常要用到定时在各种计算机系统中，经常要用到定时/ /延时和计数控制。延时和计数控制。q实现定时实现定时/ /延时的根本方法：延时的根本方法：v软件定时：执行循环程序。软件定时：执行循环程序。CPUCPU利用率低。利用率低。v不可编程硬件定时：采用中小规模集成电路器不可编程硬件定时：采用中小规模集成电路器v 件实现。件实现。q单稳单稳/555/5

2、55定时器定时器-外加阻容器件外加阻容器件q加加/ /减计数器减计数器-经过改动初值可改动定时长短经过改动初值可改动定时长短电路衔接好后，定时值不便控制和改动。电路衔接好后，定时值不便控制和改动。v可编程硬件定时：用可编程计数器实现。经过编程可编程硬件定时：用可编程计数器实现。经过编程v 改动其计数初值和计数脉冲频率即可改动定时长短。改动其计数初值和计数脉冲频率即可改动定时长短。7.1 7.1 概述概述q可编程定时器可编程定时器/ /计数器典型构造：计数器典型构造：数据数据读读写写复位复位预备就绪预备就绪片选片选端口地址端口地址控制字存放器控制字存放器计数初值存放器计数初值存放器计数器计数任务

3、单元计数器计数任务单元输出锁存器输出锁存器形状锁存器形状锁存器形状存放器形状存放器CLKGATEOUT控控 制制 逻 辑q可编程定时器可编程定时器/ /计数器的主要用途：计数器的主要用途：以以均均匀匀分分布布的的时间间隔隔中中断断分分时操操作作系系统，以以便便切切换 程序；程序；向向I/OI/O设备输出周期可控的定出周期可控的定时信号；信号；用作可用作可编程波特率程波特率发生器；生器；检测外部事件外部事件发生的生的频率或周期；率或周期；统计外部某外部某过程中某一事件程中某一事件发生的次数；生的次数；作作为向向CPUCPU的定的定时或定次数中断源；或定次数中断源；qPCPC系列微机中普遍采用的可

4、编程定时器系列微机中普遍采用的可编程定时器/ /计数器是计数器是i8253/8254i8253/8254芯片。芯片。7.1 7.1 概述概述7.2 7.2 可编程定时器可编程定时器/ /计数器芯片计数器芯片i8254/8253i8254/8253 i8254 i8254是是i8253i8253的改良型，两者的功能根本一样，硬件组成、外部引脚和编程特性的改良型，两者的功能根本一样，硬件组成、外部引脚和编程特性完全兼容。差别只在三点：完全兼容。差别只在三点：允允许的最高的最高计数数频率不同；率不同；82548254中有形状存放器和形状中有形状存放器和形状锁存器，而存器，而82538253没有；没有

5、；82548254有有读回命令，而回命令，而82538253没有。没有。7.1 7.1 概述概述7.2.1 82547.2.1 8254的根本功能的根本功能q有有3 3个独立的个独立的1616位计数器通道；位计数器通道；q每个计数器可按二进制或十进制每个计数器可按二进制或十进制BCDBCD计数；计数；q每个计数器可任务于每个计数器可任务于6 6种不同任务方式；种不同任务方式；q每个计数器允许的最高计数频率为每个计数器允许的最高计数频率为10MHz10MHz82538253为为2MHz2MHzq有读回命令有读回命令82538253没有，可以读出当前计数单元的内没有，可以读出当前计数单元的内 容和

6、形状存放器内容。容和形状存放器内容。 每个计数器通道的逻辑功能完全一样，既可作定时器用，又可作计数器用。无论用作定时器每个计数器通道的逻辑功能完全一样，既可作定时器用，又可作计数器用。无论用作定时器还是计数器，计数初值存放器内容都可由还是计数器，计数初值存放器内容都可由CPUCPU预置或修正。预置或修正。7.2.2 82547.2.2 8254内部构造与引脚信号内部构造与引脚信号 构造图构造图D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0CLK0CLK0OUT0OUT0GATE0GATE0GNDGND82548254+5V+5VWRWRRDRDCSCSA1A1A0A0CLK2

7、CLK2OUT2OUT2GATE2GATE2CLK1CLK1OUT1OUT1GATE1GATE11 124246 619191212 1313引脚图引脚图GATE0GATE0GATE2GATE28 8D7D7D0D0RDRDWRWRA1A1A0A0CSCS数据总数据总线缓冲线缓冲器器读写读写控制控制逻辑逻辑控制字控制字存放器存放器计数计数器通器通道道0 0计数计数器通器通道道1 1计数计数器通器通道道2 2CLK0CLK0OUT0OUT0CLK1CLK1GATE1GATE1OUT1OUT1CLK2CLK2OUT2OUT2内内部部总线7.2.2 82547.2.2 8254内部构造与引脚信号内部

8、构造与引脚信号82548254各主要组成部分：各主要组成部分：v数据总线缓冲器数据总线缓冲器v控制字存放器控制字存放器 8 8位只写存放器，用于存放位只写存放器，用于存放CPUCPU写入芯片的写入芯片的方式方式选择控制字或命令字，由它来控制各控制字或命令字，由它来控制各计数器通数器通道的任道的任务方式。方式。 控制字存放器控制字存放器为3 3个个计数器通道所共用。数器通道所共用。 写入控制字写入控制字时，将同，将同时去除去除计数初数初值存放存放器内容。器内容。v计计数数器器通通道道3 3个个: :彼彼此此独独立立，但但构构造造和和内内容容 完全一样。完全一样。 任一通道作计数器或定时器用时，其

9、内部操任一通道作计数器或定时器用时，其内部操作完全一样，区别仅在于：作完全一样，区别仅在于：7.2.2 82547.2.2 8254内部构造与引脚信号内部构造与引脚信号作计数器用时，对作计数器用时，对CLKiCLKi端输入的计数脉冲间端输入的计数脉冲间 隔不一定一样作减隔不一定一样作减1 1计数，要求计数的次数计数，要求计数的次数 可直接作为计数初值预置计数器通道；当减可直接作为计数初值预置计数器通道；当减 到到0 0时，时，OUTiOUTi端将输出一信号。端将输出一信号。作定时器用时，对周期一定的时钟脉冲作减作定时器用时，对周期一定的时钟脉冲作减1 1 计数，计数初值定时系数用下式计算计数，

10、计数初值定时系数用下式计算 得到：得到：定时系数定时系数要求定时的时间要求定时的时间时钟脉冲周期时钟脉冲周期=1 1计数任务单元计数任务单元CECE不能直接读不能直接读/ /写。只能写。只能 经过写计数初值存放器经过写计数初值存放器CRCR实现对实现对CECE初初 值的修正，经过读输出锁存器值的修正，经过读输出锁存器OLOL实现实现 对对CECE内容的读取先写读回命令，再读内容的读取先写读回命令，再读OLOL。2 2形状存放器形状存放器SRSR也不能直接读，只能通也不能直接读，只能通 过读形状锁存器过读形状锁存器SLSL实现先写读回命实现先写读回命 令，再读令，再读SLSL。3 3CECE、C

11、RCR和和OLOL都是都是1616位，对位，对CRCR写入和对写入和对OLOL读出读出 必需分两次进展。假设初始化时只写必需分两次进展。假设初始化时只写CRCR一个一个字字 节，那么另一字节坚持为节，那么另一字节坚持为0 0。7.2.2 82547.2.2 8254内部构造与引脚信号内部构造与引脚信号留意：留意：v读读/ /写控制逻辑：接纳系统总线来的地址和读写写控制逻辑：接纳系统总线来的地址和读写v 信号，并变换为内部控制信号。信号，并变换为内部控制信号。82548254各端口读各端口读/ /写控制造用写控制造用CSCSRDRDWRWRA1A1A0A0读读/ /写操作阐明写操作阐明0 00

12、00 00 00 00 00 00 00 01 11 11 11 10 00 00 00 00 01 11 11 10 00 01 11 10 00 01 10 01 10 01 10 01 10 00 01 10 00 01 11 11 11 11 1写计数通道写计数通道0 0的的CRCR写计数通道写计数通道1 1的的CRCR写计数通道写计数通道2 2的的CRCR写控制存放器写控制存放器读通道读通道0 0的的OLOL或形状锁存器或形状锁存器读通道读通道1 1的的OLOL或形状锁存器或形状锁存器读通道读通道2 2的的OLOL或形状锁存器或形状锁存器无操作无操作制止运用制止运用无操作无操作7.2

13、.2 82547.2.2 8254内部构造与引脚信号内部构造与引脚信号7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式各计数器通道均有各计数器通道均有6 6种任务方式可供选择：种任务方式可供选择：任务于任一方式，都必需先初始化：任务于任一方式，都必需先初始化：v写控制字至控制存放器端口写控制字至控制存放器端口3 3：选择所：选择所 需方式，需方式，CRCR清零，清零，OUTOUT置于规定形状。置于规定形状。v写计数初值至写计数初值至CRCR。q方式方式00计数数终了中断方式了中断方式q方式方式11硬件可重触硬件可重触发单稳方式方式q方式方式22速率波速率波发生器方式生器方式q方式方

14、式33方波方式方波方式q方式方式44软件触件触发选通方式通方式q方式方式55硬件触硬件触发选通方式通方式7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式1.1.方式方式0 0：计数终了中断方式：计数终了中断方式q根本功能：根本功能： 写入控制字后，写入控制字后，OUTOUT信号信号变为低低电平，并平，并维持低持低电平至平至CECE的内容到达零的内容到达零时，以后，以后OUTOUT信信号号变为高高电平，并平，并维持高持高电平至再次写入新的平至再次写入新的计数数值或重新写入控制字。或重新写入控制字。 GATE GATE用于开放用于开放“1“1) )或制止或制止“0“0) )计数。数。

15、OUT OUT输出的出的计数数终了信号可作了信号可作为中断中断恳求求信号。信号。q任任务特点：特点：v计数由数由软件启件启动，每次写入，每次写入计数初数初值，只启，只启v 动一次一次计数。数。vCPUCPU写写计计数初数初值值到到CRCR后，后，CRCR内容并不立刻装入内容并不立刻装入v CE CE，而是在其后的下一个，而是在其后的下一个CLKCLK脉冲下降沿才脉冲下降沿才CRCRv 内容装入内容装入CECE，对该对该CLKCLK脉冲不脉冲不计计数。所以，假数。所以，假设设v 计计数初数初值为值为n n，那么必需在出，那么必需在出现现n+1n+1个个CLKCLK脉冲后，脉冲后，v OUT OU

16、T才才变变高。高。v计数数过程中，假程中，假设GATE=0GATE=0那么那么暂停停计数，直到数，直到v GATE=1 GATE=1后再接着后再接着计数。数。v计数数过程中写入新的程中写入新的计数初数初值，从写入后下一，从写入后下一v 个个时钟脉冲开脉冲开场，以新的初，以新的初值计数。数。q方式方式0 0定时波形：定时波形：7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式0 02.2.方式方式1 1：硬件可重触发单稳方式：硬件可重触发单稳方式q根本功能：根本功能： 计数器相当于一个可编程的单稳态触发电路，触计数器相当于一个可编程的单稳态触发电路，触发输入为发输入为GATEGATE信

17、号上升沿，单脉冲输出为信号上升沿，单脉冲输出为OUTOUT信号。信号。7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式q任任务特点：特点：v从从GATEGATE上升沿起下一个上升沿起下一个CLKCLK脉冲使脉冲使OUTOUT由高由高变低低, ,v 直到直到CECE计为0 0，OUTOUT才恢复才恢复为高，构成一个高，构成一个宽度度v 为n n倍倍CLKCLK周期的周期的输出出负脉冲。脉冲。v此方式允此方式允许多次触多次触发即具有可重触即具有可重触发性，性，v 一旦控制字一旦控制字设置置为方式方式1 1，并向，并向CRCR置了初置了初值，在，在v 没有新的初没有新的初值置入前，此初置

18、入前，此初值在在CRCR中中坚持不持不变。v在在OUTOUT未恢复高未恢复高电平前，假平前，假设GATEGATE端又出端又出现新的触新的触v 发信号上升沿，那么信号上升沿，那么CECE又从初又从初值开开场重新重新计数，数，v 其其结果将延伸果将延伸OUTOUT输出的出的负脉冲脉冲宽度。度。q方式方式1 1定时波形：定时波形：7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式3.3.方式方式2 2：速率波发生器方式：速率波发生器方式n n分频方式分频方式q根本功能：根本功能： OUTOUT端端输输出出一一周周期期性性负负脉脉冲冲序序列列，其其负负脉脉冲冲宽宽度度为为一一个个CLKCLK

19、脉脉冲冲周周期期，负负脉脉冲冲频频率率为为CLKCLK信号频率的信号频率的1/n1/nn n为为CRCR初值。初值。7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式q任任务特点：特点：v写入控制字使写入控制字使计数器数器进入任入任务方式后方式后,OUT,OUTv 输出高出高电平，平，这时假假设装入装入计数初数初值n n，那么从其，那么从其v 后的下个后的下个CLKCLK下降沿起立刻开下降沿起立刻开场计数，数，OUTOUT保保v 持高持高电平不平不变；待；待计数数值减到减到1 1时,OUT,OUT输出出宽v 度度为一个一个CLKCLK周期的周期的负脉冲脉冲, ,至至计数数值为0 0时

20、 , ,v 自自动重新装入重新装入计数初数初值n,n,实现循循环计数。数。v可由可由软件件经过写写计数初数初值启启动(GATE(GATE恒恒为高高电平平),),v 也可由也可由GATEGATE上升沿启上升沿启动( (已装入已装入计数初数初值) )。vGATEGATE变变低低电电平常停平常停顿计顿计数数; ;而当而当GATEGATE由低重新由低重新变变v 高高时时, ,重新由初重新由初值值开开场计场计数。数。q方式方式2 2定时波形：定时波形：7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式. .方式方式: :方波方式方波方式q根本功能：根本功能： OUTOUT输输出出的的是是方方波

21、波( (计计数数初初值值为为偶偶数数时时) )或或近近似似方方波波( (计计数数初初值值为为奇奇数数时时) )信信号号。其典型用法是作波特率发生器。其典型用法是作波特率发生器。7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式q任任务特点：特点：v当写入控制字使之当写入控制字使之进入入该方式后，方式后，OUTOUT输出低出低 v 电平；在装入平；在装入计数初数初值后的下个后的下个CLKCLK下降沿，下降沿，v OUT OUT由低由低变 高，开高，开场减法减法计数。数。v假假设计数初数初值n n为偶数，作减偶数，作减2 2计数，数，计至至0 0时OUTOUTv 变低；然后再自低；然后再

22、自动从初从初值开开场作减作减2 2计数，数，计v 至至0 0时OUTOUT又又变高。如此周而复始，高。如此周而复始，OUTOUT输出的出的v 是占空比是占空比为1/21/2、周期、周期为n n个个CLKCLK周期的方波。周期的方波。v假设假设n n为奇数，在为奇数，在OUTOUT变高时，初值减变高时，初值减1 1成为偶数，成为偶数，v 再对再对CLKCLK作减作减2 2计数，减至计数，减至0 0时延迟一个时延迟一个CLKCLK脉冲脉冲v 后后OUTOUT变低；此时初值再次减变低；此时初值再次减1 1后作减后作减2 2计数，计数，v 至至0 0时时OUTOUT变高。如此周而复始，变高。如此周而复

23、始，OUTOUT端得到的端得到的v 是占空比为是占空比为 , ,周期为周期为n n个个CLKCLK周期的近似方波。周期的近似方波。7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式q任务特点续：任务特点续：v计数过程中出现计数过程中出现GATEGATE变低时，变低时，CECE暂停对暂停对CLKCLK计计v 数，直到数，直到GATEGATE再次由低变高时，重新启动计数再次由低变高时，重新启动计数v 过程，过程， 从初值从初值n n开场计数。开场计数。v要改动输出方波的速率，可在任何时候向要改动输出方波的速率，可在任何时候向CRCR重重v 新写入新的计数初值新写入新的计数初值n n，并从

24、下一个，并从下一个CLKCLK脉冲开脉冲开v 始起作用。始起作用。q任务特点续：任务特点续：q方式方式3 3定时波形：定时波形：7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式5.5.方式方式4:4:软件触发选通方式软件触发选通方式q根本功能：根本功能： 由由软软件件经经过过写写计计数数初初值值触触发发( (启启动动) )，在在OUTOUT端端产产生生一一个个宽宽度度为为1 1个个CLKCLK周周期期的的负选通脉冲。负选通脉冲。7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式q任任务特点：特点：v当写入控制字使之当写入控制字使之进入方式入方式4 4后，后，OUTOUT变

25、高；此高；此v 后从装入后从装入计数初数初值的下个的下个CLKCLK下降沿开下降沿开场作减作减v 1 1计数，数，计至至0 0时，OUTOUT端端输出一个出一个宽度度为1 1个个v CLK CLK周期的周期的负脉冲。脉冲。v计数数过程中假程中假设GATEGATE变低，那么停低，那么停顿计数，直到数，直到GATEGATEv 恢复到高恢复到高时，重新从初，重新从初值开开场减减1 1计数。数。v计数数过程中假程中假设改改动( (重写重写) )计数初数初值，将从改，将从改动v 之后的下个之后的下个CLKCLK脉冲起，按新初脉冲起，按新初值重新开重新开场计数。数。v软件装入的件装入的计数初数初值只一次有

26、效。只一次有效。q方式方式4 4定时波形：定时波形：7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式6.6.方式方式5 5：硬件触发选通方式：硬件触发选通方式q根本功能：根本功能： 经经过过由由GATEGATE端端引引入入的的硬硬件件触触发发信信号号，在在OUTOUT端端产产生生一一个个宽宽度度为为1 1个个CLKCLK周周期期的的负负选通脉冲。选通脉冲。7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式q任任务特点：特点：v当写入控制字使之当写入控制字使之进入方式入方式5 5后，后，OUTOUT输出高出高电平；平；v 装入装入计数初数初值后，待后，待GATEGATE端出

27、端出现触触发信号信号( (上升沿上升沿v ) )，才开，才开场减减1 1计数，数，计至至0 0时，OUTOUT端端输出一个出一个宽v 度度为1 1个个CLKCLK周期的周期的负脉冲。脉冲。v当当计数数值计到到0 0后，自后，自动重新装入初重新装入初值n n，但并不开，但并不开v 始始计数，而是待数，而是待GATEGATE端出端出现新的上升沿后才重新新的上升沿后才重新v 作减作减1 1计数。数。vCPUCPU可在任何可在任何时时候用候用输输出指令装入新的出指令装入新的计计数数v 初初值值n n，但并不影响正在，但并不影响正在进进展的操作展的操作过过程，程，v 要到下一个要到下一个计计数操作周期才

28、按新的初数操作周期才按新的初值值操操v 作。不作。不过过写入新初写入新初值值后，假后，假设计设计数数值值到达到达0 0之之v 前前GATEGATE端加了触端加了触发发信号信号( (上升沿上升沿) )，那么下一个，那么下一个v CLK CLK脉冲将使新初脉冲将使新初值值装入装入CECE，并从它开，并从它开场场新新v 的的计计数。数。q任任务特点特点( (续：q方式方式5 5定时波形：定时波形：7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式 综上所述，对于不同的任务方式，门控信号综上所述，对于不同的任务方式，门控信号GATEGATE端所起的作用各不一样，端所起的作用各不一样，8254

29、/82538254/8253运用中必运用中必需正确运用它，才干保证计数通道的正常任务。需正确运用它，才干保证计数通道的正常任务。GATEGATE在各种任务方式中的功能在各种任务方式中的功能任务方式任务方式GATE=0GATE=0及下降沿及下降沿GATEGATE上升沿上升沿GATE=1GATE=1方式方式0(0(计数终了中断计数终了中断) )方式方式1(1(可重触发单稳可重触发单稳) )方式方式2(2(速率波发生器速率波发生器) )方式方式3(3(方波发生器方波发生器) )方式方式4(4(软件触发选通软件触发选通) )方式方式5(5(硬件触发选通硬件触发选通) )停顿计数停顿计数无意义无意义停顿

30、计数停顿计数停顿计数停顿计数停顿计数停顿计数无意义无意义无意义无意义从初值开场重新计数从初值开场重新计数从初值开场重新计数从初值开场重新计数从初值开场重新计数从初值开场重新计数从初值开场重新计数从初值开场重新计数硬件触发信号硬件触发信号允许计数允许计数无意义无意义允许计数允许计数允许计数允许计数允许计数允许计数无意义无意义7.2.3 82547.2.3 8254的任务方式的任务方式7.2.4 82547.2.4 8254的编程的编程以下情况需求对以下情况需求对82548254编程：编程：v任务之前写入控制字，以确定每个计数器通任务之前写入控制字，以确定每个计数器通 道的任务方式写端口道的任务方

31、式写端口3 3v任务之前写入每个计数器通道计数初值写任务之前写入每个计数器通道计数初值写 端口端口0 0，1 1，2 2v任务过程中改动某通道的计数初值任务过程中改动某通道的计数初值v写入命令字包括计数器锁存命令字和读写入命令字包括计数器锁存命令字和读 回命令字，即写端口回命令字，即写端口3 3，为读某计数通道，为读某计数通道 的当前的当前CECE内容和形状存放器内容做预备内容和形状存放器内容做预备v读形状字读端口读形状字读端口0 0，1 1，2 2v读当前读当前CECE内容读端口内容读端口0 0，1 1，2 27.2.4 82547.2.4 8254的编程的编程1.1.控制字控制字 8254

32、/8253 8254/8253任务前，必需由任务前，必需由CPUCPU向它的控制存放器端口向它的控制存放器端口3 3写入方式选择控制写入方式选择控制字。字。82548254控制字格式控制字格式D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0SC1SC1SC0 SC0 RW1 RW1 RW0 RW0 M2 M2 M1 M1 M0 M0 BCD BCD 选计数通道选计数通道0000010110101111选通道选通道0 0无意义无意义选通道选通道1 1选通道选通道2 20000010110101111选读选读/ /写格式写格式锁存锁存CECE数据数据只读写低字节只读写低字节只读写高

33、字节只读写高字节先读写低字节先读写低字节再读写高字节再读写高字节选计数码制选计数码制0 01 1二进制数二进制数BCDBCD码数码数00000010100010011111100100101101方式方式0 0方式方式1 1方式方式2 2方式方式3 3方式方式4 4方式方式5 5 选任任务方方式式2.2.命令字和形状字命令字和形状字 8254 8254有两种命令字：计数器锁存命令字有两种命令字：计数器锁存命令字和读回命令字。和读回命令字。82538253只需锁存命令字。只需锁存命令字。v锁存命令字：用来将当前的锁存命令字：用来将当前的CECE内容锁存到输内容锁存到输 出锁存器出锁存器OLOL，

34、以供，以供CPUCPU读出。读出。其格式为：其格式为：D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0SC1SC1SC0 SC0 0 0 0 0 7.2.4 82547.2.4 8254的编程的编程v读回命令字：用于将计数器通道的读回命令字：用于将计数器通道的CECE当前内容锁当前内容锁 存入存入OLOL或或/ /和将形状存放器内容锁存入形状锁存器。和将形状存放器内容锁存入形状锁存器。 和锁存命令不同，读回命令能同时锁存几个和锁存命令不同，读回命令能同时锁存几个计数器通道的当前计数器通道的当前CECE内容和形状存放器内容。内容和形状存放器内容。7.2.4 82547.2.4 8

35、254的编程的编程0:0:锁存当前计数锁存当前计数器内容器内容 1:1:选中通道选中通道2 20:0:锁存形状存放器内容锁存形状存放器内容1:1:选中通道选中通道0 01:1:选中通道选中通道1 1 读回命令字格式读回命令字格式: :D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D01 11 1COUNT COUNT STATUSSTATUSCNT2CNT2CNT1CNT1CNT0CNT00 0v形状字形状字 每个计数器通道对应有一个形状存放器和一每个计数器通道对应有一个形状存放器和一个形状锁存器。各通道的形状字格式完全一样。个形状锁存器。各通道的形状字格式完全一样。7.2.4

36、82547.2.4 8254的编程的编程OUTOUT引脚引脚现行形状现行形状形状字格式形状字格式: :D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D0OUTOUT NULL NULLCOUNTCOUNTRW1RW1 RW0RW0M2 M2 M1M1M0M0BCDBCD1:1:无效计数无效计数0:0:可读计数可读计数读读/ /写格式写格式选任务方式选任务方式1:BCD1:BCD码计数码计数0:0:二进制计数二进制计数v读当前计数值读当前计数值/ /形状字的方法和原那么：形状字的方法和原那么：1 1要读当前计数值或要读当前计数值或/ /和当前形状，必需先写读和当前形状，必需先写读

37、回命令，再读回命令，再读OLOL或或/ /和和SLSL。2 2对同一通道的计数器或形状存放器发多次读对同一通道的计数器或形状存放器发多次读 回命令，但每次未立刻读取回命令，但每次未立刻读取CECE或或SRSR，那么只，那么只需需 第一次读回命令引起的锁存操作是有效的，第一次读回命令引起的锁存操作是有效的， 以后读出的值或形状仅是第一次读回命令锁以后读出的值或形状仅是第一次读回命令锁 存的结果。存的结果。3 3假设读回命令同时或先后锁存了同一通道的计假设读回命令同时或先后锁存了同一通道的计数数 值和形状，那么对该通道第一次读出的结果一值和形状，那么对该通道第一次读出的结果一定定 是形状字是形状字

38、8 8位，随后的一次或两次读出的位，随后的一次或两次读出的 才是计数值一次还是两次，取决于初始化时才是计数值一次还是两次，取决于初始化时 控制字确定的计数值字节数。控制字确定的计数值字节数。7.2.4 82547.2.4 8254的编程的编程v读回命令举例：读回命令举例：命命 令令命令作用命令作用执行结果执行结果次序次序D7D6D5D4D3D2D1D01 12 23 34 45 56 61 1 0 0 0 0 1 01 1 1 0 0 1 0 01 1 1 0 1 1 0 01 1 0 1 1 0 0 01 1 0 0 0 1 0 01 1 1 0 0 0 1 0读回通道读回通道0 0的计的计

39、数值和形状数值和形状读回通道读回通道1 1的形状的形状读回通道读回通道2 2、1 1的的形状形状读回通道读回通道2 2的计数值的计数值读回通道读回通道1 1的计数的计数值和形状值和形状读回通道读回通道0 0的形状的形状锁存通道锁存通道0 0的计数值的计数值和形状和形状锁存通道锁存通道1 1的形状的形状锁存通道锁存通道2 2的形状，的形状，但对通道但对通道1 1无效无效锁存通道锁存通道2 2的计数值的计数值锁存通道锁存通道1 1的计数的计数值，但对形状无效值，但对形状无效命令无效，通道命令无效，通道0 0的形状早已锁存的形状早已锁存7.2.4 82547.2.4 8254的编程的编程2.2.编程

40、方法及举例编程方法及举例1 1编程方法编程方法包括初始化编程和任务编程。包括初始化编程和任务编程。q初始化编程必需在初始化编程必需在8254/82538254/8253任务之前进展。任务之前进展。q对每个用到的通道都要初始化：先向控制存对每个用到的通道都要初始化：先向控制存放器端口放器端口3 3写入方式控制字，再以通道地址写入方式控制字，再以通道地址端口端口0 0，1 1或或2 2向向CRCR写入计数初值。写入计数初值。q如在任务过程中需求读取某通道的当前形状或如在任务过程中需求读取某通道的当前形状或当前当前CECE值，应先向控制存放器地址端口值，应先向控制存放器地址端口3 3写读写读回命令，

41、再从该通道地址端口回命令，再从该通道地址端口0 0，1 1或或2 2读出相读出相应锁存器内容。应锁存器内容。7.2.4 82547.2.4 8254的编程的编程2 2编程举例编程举例 以以80868086系统中用系统中用82548254构成的定时、计数构成的定时、计数与脉冲发生器系统为例。与脉冲发生器系统为例。q系统功能：系统功能：v利用通道利用通道0 0完成对外部事件计数功能完成对外部事件计数功能, ,计满计满 100 100次向次向CPUCPU发中断恳求。发中断恳求。v利用通道利用通道1 1产生频率为产生频率为1kHZ1kHZ的方波。的方波。v利用通道利用通道2 2作作1s1s规范时钟。规

42、范时钟。7.2.4 82547.2.4 8254的编程的编程q系统的硬件衔接：系统的硬件衔接：CLK1 2.5MHZCLK1 2.5MHZ8086cpuD7D7D0D0D7D7D0D0RDRDRDRDWRWRWRWRM/IOM/IOA15A15A3A3A0=0A0=0A2A2A1A1INTRINTRCSCS地址地址译码译码A1A1A0A082548254通通道道1 1通通道道2 2通通道道0 0GATE1GATE1OUT1OUT11kHZ1kHZCLK2CLK2GATE2GATE2OUT2OUT2CLK0CLK0GATE0GATE0OUT0OUT0示波器或其它示波器或其它波形接纳器波形接纳器外

43、部事件外部事件产生源产生源IR0IR0IR1IR1IR2IR2IR7IR78259A8259A7.2.4 82547.2.4 8254的编程的编程1s1sqCPUCPU接口侧应留意两个特点：接口侧应留意两个特点：1 182548254的数据线的数据线D7D7D0D0固定与系统总线的低固定与系统总线的低8 8 位数据线位数据线D7D7D0D0相连。相连。2 282548254端口地址端口地址线A1A1、A0A0与系与系统地址地址线A2A2、A1A1相相 连，系，系统地址地址线A0A0固定固定为“0“0，参与高位地址，参与高位地址 译码，以构成，以构成对82548254的片的片选信号信号CSCS。

44、目的。目的 是保是保证4 4个端口地址均个端口地址均为偶数地址。偶数地址。为什么？什么？这两点对初始化编程和任务编程有直接影响。这两点对初始化编程和任务编程有直接影响。7.2.4 82547.2.4 8254的编程的编程q初始化程序：初始化程序： 先应根据硬件衔接和系统要求，确定各计数先应根据硬件衔接和系统要求，确定各计数通道的任务方式和计数初值。通道的任务方式和计数初值。STTSTT：MOV DXMOV DX，port3 port3 ；定义通道；定义通道0 0任务于方式任务于方式0 0 MOV AL MOV AL，10H10H OUT DX OUT DX，ALAL MOV DX MOV DX

45、，port0 port0 ；给通道；给通道0 0送计数初值送计数初值 MOV AL MOV AL，64H64H OUT DX OUT DX，ALAL MOV DX MOV DX，port3 port3 ；定义通道；定义通道1 1为方式为方式3 3 MOV AL MOV AL，76H76H OUT DX OUT DX，ALAL MOV DX MOV DX，port1 port1 ；给通道；给通道1 1送计数初值送计数初值 MOV AX MOV AX，09C4H09C4H OUT DX OUT DX，AL AL ；先送低字节；先送低字节C4HC4H MOV AL MOV AL，AHAH 7.2.4

46、 82547.2.4 8254的编程的编程q初始化程序：初始化程序：( (续续 OUT DX OUT DX，AL AL ；再送高字节；再送高字节09H09H MOV DX MOV DX，port3 port3 ；定义通道；定义通道2 2为方式为方式3 3 MOV AL MOV AL，B7HB7H OUT DX OUT DX，ALAL MOV DX MOV DX，port2 port2 ；给通道；给通道2 2送计数初值送计数初值 MOV AX MOV AX，03E8H03E8H OUT DX OUT DX，AL AL ；先送低字节；先送低字节E8HE8H MOV AL MOV AL，AHAH O

47、UT DX OUT DX，AL AL ；再送高字节；再送高字节03H03H MOV DX MOV DX，8259A8259A偶地址端口；对偶地址端口；对8259A8259A初始化，先写入初始化，先写入ICW1ICW1、ICW2ICW2 ;ICW4 ;ICW4和和OCW1OCW1。定义。定义82548254通道通道0 0和通道和通道2 2的的 ；中断类型代码分别为；中断类型代码分别为50H50H和和52H52H。 MOV AL MOV AL，13H 13H ；写；写ICW1ICW1 OUT DX OUT DX，ALAL MOV DX MOV DX，8259A8259A奇地址端口奇地址端口 MOV

48、 AL MOV AL，50H 50H ；写；写ICW2ICW2 7.2.4 82547.2.4 8254的编程的编程q初始化程序：初始化程序：( (续续7.2.4 82547.2.4 8254的编程的编程 OUT DX OUT DX，ALAL MOV AL MOV AL，03H 03H ；写；写ICW4ICW4 OUT DX OUT DX，ALAL MOV AL MOV AL，0FAH 0FAH ；写；写OCW1OCW1 OUT DX OUT DX，ALAL STI STI 7.3 82547.3 8254在在PCPC系列机定时系统中的运用系列机定时系统中的运用qPCPC系列机定时系统包括两部

49、分：系列机定时系统包括两部分：vCPUCPU内部控制时序产生电路：主要用于内部内部控制时序产生电路：主要用于内部 指令执行过程。指令执行过程。vI/OI/O接口芯片的定时产生电路：由接口芯片的定时产生电路：由82548254担任。担任。 以以PC/ATPC/AT机为例那么：机为例那么：日历时钟由通道日历时钟由通道0 0完成完成DRAMDRAM刷新由通道刷新由通道1 1完成完成音频信号产生驱动扬声器音频信号产生驱动扬声器) )由通道由通道2 2完成完成7.3 82547.3 8254在在PCPC系列机定时系统中的运用系列机定时系统中的运用82548254各通道在各通道在ATAT定时系统中的作用及

50、信号规定：定时系统中的作用及信号规定：计数器通道计数器通道0 0计数器通道计数器通道1 1计数器通道计数器通道2 2功能功能GATEGATECLKCLKOUTOUT时钟信号发生器时钟信号发生器 刷新恳求发生器刷新恳求发生器 音频信号发生器音频信号发生器+5V+5V程控程控+5V+5V1.193 181 6MHz1.193 181 6MHz 1.193 181 6MHz1.193 181 6MHz 1.193 181 6MHz1.193 181 6MHz8259A IRQ08259A IRQ08237 DREQ08237 DREQ0扬声器扬声器qPC/ATPC/AT机定时系统构造框图机定时系统构

51、造框图7.3 82547.3 8254在在PCPC系列机定时系统中的运用系列机定时系统中的运用PCLKPCLKD DQ QCLRCLRQ QRESETRESET+5V+5VDACK0(DACK0(来自来自82578257来自来自8255PB0(8255PB0(端口端口0061H)0061H)IORIORIOWIOWT/CCST/CCSA1A1A0A0D7D7D0D0来自来自8255PB1(8255PB1(端口端口0061H)0061H)GATE0GATE0CLK0CLK0GATE1GATE1CLK1CLK1CLK2CLK2GATE2GATE2RDRDWRWRCSCSA1A1A0A0D7D7D0

52、D0OUT0OUT0OUT1OUT1OUT2OUT282548254D DS SQ QCLRCLR+5V+5VIRQ0(IRQ0(到到8259A8259ADRAMDRAM刷新恳刷新恳求求& &SPK(SPK(去扬声器去扬声器) )功放功放与低与低通滤通滤波波. . . . .q82548254三个通道在三个通道在PC/ATPC/AT机中的运用原理机中的运用原理v通道通道0 0：任务于方式：任务于方式3 3，计数初值即，计数初值即6553665536。 用作实时时钟信号发生器，每输出一用作实时时钟信号发生器，每输出一 个方波，产生一次个方波，产生一次0 0级中断，调用级中断，调用 INT 8H

53、INT 8H一次。一次。INT 8HINT 8H中断效力程序的功能：中断效力程序的功能：完成日时钟计时；完成日时钟计时；实现软驱马达开启时间管理实现软驱马达开启时间管理, ,使其开启一段使其开启一段 时间完成数据存取操作后，自动延时关停；时间完成数据存取操作后，自动延时关停；进展进展INT 1CHINT 1CH软中断调用，为用户提供软中断调用，为用户提供 可用的定时操作效力程序入口。可用的定时操作效力程序入口。7.3 82547.3 8254在在PCPC系列机定时系统中的运用系列机定时系统中的运用v通通道道1 1：任任务于于方方式式2 2，计数数初初值为1818即即 0012H0012H。每每

54、隔隔15.08s15.08s产生生一一负脉脉 冲，用作冲，用作DRAMDRAM刷新刷新时的定的定时控制。控制。v通道通道 2 2：任务于方式：任务于方式3 3，计数初值为，计数初值为0533H0533H输出频输出频 率约为率约为900HZ900HZ的方波，为扬声器发声提的方波，为扬声器发声提 供音频信号。供音频信号。 利用通道利用通道2 2的配置，可实现软件控制发声，也可的配置，可实现软件控制发声，也可实现硬件控制发声。实现硬件控制发声。软件控制发声：软件控制发声：CPUCPU控制控制8255A8255A的的PB1PB1即端口即端口61H61H的的D1D1 位的电平变化使扬声器发声。这时需求将

55、位的电平变化使扬声器发声。这时需求将82548254的的 OUT2 OUT2置于高电平，以允许来自置于高电平，以允许来自PB1PB1的音频信号经过与门。的音频信号经过与门。硬件控制发声：利用硬件控制发声：利用82548254通道通道2 2任务于方式任务于方式3 3输出音频输出音频 信号来使扬声器发声。这是信号来使扬声器发声。这是ATAT机定时系统提供的一项机定时系统提供的一项 根本功能。改动其计数初值，可改动发音腔调。根本功能。改动其计数初值，可改动发音腔调。7.3 82547.3 8254在在PCPC系列机定时系统中的运用系列机定时系统中的运用 IN AL IN AL，61H61H AND

56、AL AND AL，0FCH 0FCH ；使；使PB1PB1、PB0PB0为为0 0，封锁扬声器，封锁扬声器 OUT 61H OUT 61H，ALAL MOV AL MOV AL，0B6H 0B6H ；设置通道；设置通道2 2方式控制字，使之任务于方式方式控制字，使之任务于方式3 3 OUT 43H OUT 43H，ALAL MOV AX MOV AX，2 2 ；按；按A A调设置计数初值调设置计数初值 OUT 42H OUT 42H，AL AL ；写初值低字节；写初值低字节 MOV AL MOV AL，AH AH ；写初值高字节；写初值高字节 OUT 42H OUT 42H，ALAL IN

57、AL IN AL，61H 61H ；使；使PB1PB1、PB0PB0为为1 1，启动扬声器任务，启动扬声器任务 OR AL OR AL，03H03H OUT 61H OUT 61H，ALAL实现硬件控制发声例程：实现硬件控制发声例程：7.3 82547.3 8254在在PCPC系列机定时系统中的运用系列机定时系统中的运用qBIOSBIOS对对82548254的初始化编程的初始化编程 MOV AL MOV AL，36H 36H ；设置通道；设置通道0 0方式控制字，选择双字节写，方式方式控制字，选择双字节写，方式3 3 OUT 43H OUT 43H，AL AL ；二进制计数；二进制计数 MOV

58、 AL MOV AL，0 0 ；计数初值设定位；计数初值设定位65 53665 536 OUT 40H OUT 40H，AL AL ；写入低字节；写入低字节 OUT 40H OUT 40H，AL AL ；写入高字节；写入高字节 MOV AL MOV AL，01010100B01010100B；设置通道；设置通道1 1方式控制字，定义只写低位字节方式控制字，定义只写低位字节 OUT 43H OUT 43H，AL AL ；方式；方式2 2，二进制计数，二进制计数 MOV AL MOV AL，18 18 ；预置计数初值；预置计数初值 OUT 41H OUT 41H，ALAL 7.3 82547.3

59、8254在在PCPC系列机定时系统中的运用系列机定时系统中的运用7.3 82547.3 8254在在PCPC系列机定时系统中的运用系列机定时系统中的运用 MOV AL MOV AL，10110110B10110110B；设置通道；设置通道2 2方式控制字，定义双字节写方式控制字，定义双字节写 OUT 43H OUT 43H，AL AL ；方式；方式3 3，二进制计数，二进制计数 MOV AX MOV AX，533H 533H ；写计数初值；写计数初值 OUT 42H OUT 42H，AL AL ；先写低字节；先写低字节 MOV AL MOV AL，AH AH ；再写高字节；再写高字节 OUT DX OUT DX，ALAL IN AL IN AL，61H 61H ；以下使；以下使82558255的的PB0PB0、PB1PB1为为1 1，控制，控制 扬声器发声扬声器发声 MOV AH MOV AH，AL AL ；将；将8255B8255B口的内容保管于口的内容保管于AHAH OR AL OR AL，03H03H OUT 61H OUT 61H，ALALqBIOSBIOS对对82548254的初始化编程的初始化编程( (续续