《定时器讲稿》PPT课件.ppt

情境三 定时/计数器8253/8254,重点内容： 1、掌握定时计数器工作原理 2、了解8253内部结构及引脚功能 3、掌握8253控制字设置及工作方式 4、掌握8253编程,定时/计数器的功能需求,计算机内部时钟信息产生 定时间隔信息 动画设计 音频、视频控制,3.1 定时/计数器工作原理,硬件定时：专门定时电路实现定时，分为: 简单硬件定时（数字逻辑电路定时）; 可编程接口芯片定时。 软件定时：CPU每执行一条指令都需要几个固定指令周期，用软件编程方式控制延时；,3.1 定时/计数器工作原理,硬件定时和软件定时的区别： 硬件定时：不占用CPU时间，精度高，需要硬件支持； 软件定时：占用CPU时间，不需要硬件支持；,3.2 8253内部结构和管脚,8253的引脚配置,单通道定时/计数器结构,CR（16位）初值,CE（16位）当前值,OL（16位）锁存值,与门,CLK,GATE,OUT,单通道定时/计数器结构,OUT,CR：计数器初始值，由CPU设定 CE：计数器减1计数当前值 OL：计数器锁存值，供CPU读取 CLK：输入脉冲，CE减1 GATE：门控信号，控制CLK能否影响CE OUT：CE=0，产生驱动信号,定时/计数器计数原理,OUT,CPU先设定计数器初始值CR， CE 、 OL 同； GATE 为高电平时，对输入脉冲CLK计数，每接收一个脉冲，计数器CE减1； 获取计数值有两种方法：第一， CE为0， CE=0，产生驱动信号；第二，读取OL计数器锁存值。,定时/计数器计数原理,OUT,计数值=计数器初始值CR-计数器当前值CE 计数值=计数器初始值CR-计数器指定时刻值 OL 如果CE=0，由硬件触发定时信号,定时/计数器计数原理,（1）计数值=计数器初值CR -计数器当前值CE 读CE，CPU一般不能直接读CE（不可用） （2）计数值=计数器初始值CR-计数器锁存OL CPU可读OL，计数器初始值CR由CPU设置，可以预先保存，所以， CR OL可求 （3）如果CE=0，由硬件触发定时信号 计数值满时，由OUT端自动触发信号，作为中断源,定时/计数器计数原理,所以，常用的计数方法是： （1）计数值=计数器初始值CR-计数器锁存OL （2）如果CE=0，由硬件触发定时信号,8253定时/计数器主要功能,有3个独立的16位计数器通道； 可以按二进制或十进制（BCD）码进行计数； 最高计数频率8253为2.6MHZ、 8254为10MHZ； 有六种工作方式； 与TTL电平兼容；,A1A0编码与8253内部寄存器对应关系,8253管脚控制信号的软件实现,CS：由inportb()和outport()地址码高位确定； RD：在执行 inportb() 时有效； WR：在执行outport()时有效； A1、A0：由inportb()和outport()地址码低位确定；,28253的编程控制字,D,7,D,6,D,5,D,4,D,3,D,2,D,1,D,0,0=,二进制,1=,二十进制,工作方式选择,000=,方式,0,001=,方式,1,010=,方式,2,011=,方式,3,100=,方式,4,101=,方式,5,通道控制字寻址,00=,通道,0,控制寄存器,01=,通道,1,控制寄存器,10=,通道,2,控制寄存器,11=,不用,读写操作,00=,锁定当前计数值,01=,读,/,写计数器低,8,位,10=,读写计数器高,8,位,11=,先读,/,写计数器低,8,位,再,/,写计数器高,8,高,位,读,设8253占用端口地址280H283H。 方式0 : 计数结束中断方式 减1计数到0时发中断请求,3.3 8253工作方式,方式0的时序图,（设计数初值为,3,）,OUT,0,0,1,2,3,GATE,2,1,2,3,0,OUT,0,例：设8253计数器通道0工作于方式0，用8位二进制计数，其计数值为50H，则它的初始化程序段如下： Outportb(0x283,0x10)；设置控制字 Outportb(0x280,ox50)；设置计数初值 问题：控制字的推导过程？,方式0举例,按照通道选择（D7、D6） 读写选择（D5、D4） 工作方式选择（D3、D2、D1） 二进制/BCD选择（D0） 的顺序设置控制字。,方式0举例,方式1 可编程单脉冲输出,开始计数,CLK,WR,GATE,OUT,1,GATE,OUT,3,2,1,3,2,1,0,3,2,1,0,重新开始计数,不停计数,CW,LSB,1,1,1,例：设计数器通道1工作于方式1，按二进制计数，计数初值为6040H，它的初始化程序段为： Outportb(0x43, 0x72)；工作方式控制字 Outportb(0x41, 0x40)；先写低字节 Outportb(0x41, 0x60)；后写高字节,方式1 可编程单脉冲输出,方式2 周期性时间间隔计时器（频率发生器）,3,2,1,3,高电平,1,CW,LSB,CLK,WR,GATE,2,OUT,2,GATE,2,OUT,2,自动重复计数,3,2,0,禁止计数,3,2,0,重新开始计数,0,1,1,例：设8253计数器0工作于方式2，按二进制计数，计数初值为0304H。 Outputb(0x43H,0x34)；设控制字，通道0，先读/写高8位 、再读写低8位，方式2，二进制。 Outputb (0x40H,0x04)；送计数值低字节 Outputb (0x40H,0x03)；送计数值高字节,方式2应用举例,与方式二类似，方式3是输出方波，方式2输出占空比（N-1）：1的脉冲,方式3 方波发生器,CLK,WR,GATE,3,OUT,3,(N=,奇数,),OUT,3,(N=,偶数,),高电平,1,5,4,2,自动重复计数,5,2,5,（,0,）,4,2,CW,LSB,4,2,4,2,4,2,4,2,例：设8253计数器2工作在，按二十进制计数，计数初值为4，则它的初始化程序段如下： Outportb(0x43,0x97); 计数器2,只读/写低8位,工作方式3，BCD码,控制字送控制字寄存器 Outputb(0x42,4);送计数初值,方式3举例,方式4 软件触发选通,例：设8253计数器1工作于方式4，按二进制计数，计数初值为3，则初始化程序段为： Outputb(0x43,0x58);设置控制字寄存器 Outputb(0x41,3);送计数初值,方式4 举例,方式5 硬件触发脉冲,例：设8253的通道1工作于方式5，按二进制计数，计数初值为4000H，则它的初始化程序段为： Outportb(0x43,0x6a);通道1，只读写高字节，方式5，二进制计数。 Outportb(0x41,ox40);送计数初值,方式5 举例,总结,6种工作方式各有特点，适用于不同场合。,方式0：常用该输出信号做中断源，可用来 实现定时或对外部事件进行计数。,方式1：产生单脉冲,方式2：产生序列负脉冲，宽度与CLK脉冲 宽度相同。,总结,方式3：产生连续方波，对时钟脉冲进行n分频。,方式4和方式5的波形相同，都在计数器回0后， 从OUT端输出一个负脉冲，其宽度等于一个时钟 周期。方式4由软件（设置计数值）触发计数， 而方式5由硬件（门控信号）触发计数。,方式0、1