接口技术课件：第八章 定时器计数器接口

1、第八章 定时器/计数器接口2011/10 东北大学计算机系统研究所第八章 8.1 什么是定时和计数8.2 8253/8254可编程定时/计数器8.3 MC146818 CMOS RAM/实时时钟钟习 题定时：CPU通过接口电路产生时间符合要求的信号的过程称为定时。该接口电路称为定时器。计数： CPU通过接口电路对外部事件的数量进行统计的过程称为计数。该接口电路称为计数器。8.1 什么是定时和计数 软件定时： MOV CX，XXXXH lp: NOP . NOP LOOP lp 或调用定时子程序，如INT指令、其它高级语言中的子程序。硬件定时：采用TTL或CMOS集成电路，如NE555、计数器等

2、，或晶振、阻容电路等。可编程定时器：如8253/8254，CTC等。8.1 什么是定时和计数 三种定时方法第八章 8.2 8253/8254可编程定时/计数器8.1 概 述8.3 MC146818 CMOS RAM/实时时钟钟习 题8.2.1 8253的引脚信号8253D0D7CH0RDWRCSA0A1CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2CH1CH28.2 8253/8254可编程定时器/计数器8.2.2 8253的内部结构 8253CLK0GATE0OUT0控制寄存器计数初值寄存器 计数器 当前计数值寄存器 通道1通道2计数初值=参考时钟频率输出频率

3、8.2 8253/8254可编程定时器/计数器8.2.3 8253的控制字 0/1二进制 BCD码通道号0 2工作方式0 5读写锁存器00=锁存计数值01=读/写LSB10=读/写MSB11=先读写LSB，后读写MSB 8253的初始化：先写控制字再写计数初值8.2 8253/8254可编程定时器/计数器8.2.4 8253的工作方式 方式0：计数，电平触发（软触发）CLKGATEOUTWRCWn=5计数值写入计数器43停止计数21058.2 8253/8254可编程定时器/计数器方式1：计数，上升沿触发（硬触发）CLKGATEOUTWRCWn=543532105重新计数48.2 8253/8

4、254可编程定时器/计数器8.2.4 8253的工作方式（续） 8.2.4 8253的工作方式（续） 方式2：定时，电平触发，上升沿也触发CLKGATEOUTWRCWn=3计数值写入计数器3210/3210/3210/312NNN分频器8.2 8253/8254可编程定时器/计数器8.2.4 8253的工作方式（续） 方式3：定时，电平触发，上升沿也触发CLKGATEOUTWRCWn=43210/43210/443212+2或3+28.2 8253/8254可编程定时器/计数器8.2.4 8253的工作方式（续） 方式4：计数，电平触发（软触发）CLKGATEOUTWRCWn=4计数值写入计数

5、器43210NNN8.2 8253/8254可编程定时器/计数器8.2.4 8253的工作方式（续） 方式5：计数，上升沿触发（硬触发）CLKGATEOUTWRCWn=432104计数值写入计数器8.2 8253/8254可编程定时器/计数器mode012345Gate=“0”Gate=“1”Gate=“ ” 停止计数计数不受影响停止计数，输出高电平停止计数，输出高电平停止计数计数不受影响开始计数，一个时钟周期后输出低电平开始计数，重设初始值开始计数开始计数进行计数计数不受影响进行计数进行计数进行计数8.2.4 8253的工作方式（续） 8.2 8253/8254可编程定时器/计数器*8253

6、的初始化 利用通道2控制扬声器发声。选择工作方式3，声音频率为4kHz(存放在DX中)。端口地址为40H43H。MOV SI, DXMOV AL, 10110110BOUT 43H, ALMOV DX, 0012HMOV AX, 34DCHDIV SIOUT 42H, ALMOV AL,AHOUT 42H, AL 8.2 8253/8254可编程定时器/计数器8.2.5 8253在IBM PC系列机中的应用（在PC/XT中为8253，在PC/AT中为8254 ）通道0：方式3，CLK=1.19MHz，GATE=“1”，OUT接IRQ0，计数初值为0（65536），即每隔55ms一个中断请求信号

7、，中断程序据此维护系统的日历时钟。 通道1：方式2，CLK=1.19MHz，GATE=“1”，OUT接DREQ0，计数初值为18，即每隔15vs一个DMA请求信号，使DMA周期性地进行DRAM刷新。 通道2：方式3，CLK=1.19MHz，GATE接8255A PB0，OUT接扬声器的驱动器输入端，即产生不同频率的方波，发出不同的声音。 8.2 8253/8254可编程定时器/计数器8.2.5 8253在IBM PC系列机中的应用（8253时钟中断的使用） 8253通道0每55ms产生一次类型为8的中断，在INT 8中断服务程序中，修改系统时间，从而维护系统的日历和时钟。 为利用INT 8中断

8、，在其中断程序中有一条指令：INT 1CH。因此它与INT 8同步，而且不必在结束时执行EOI命令，因为在INT 1CH中执行了。用户可以利用INT 1CH编写自己的定时程序。例：编写一个驻留程序，每隔1s在屏幕的右上角显示一个数字，在09之间变化。MAIN： MOV DX，OFFSET INT1C； 中断程序入口 MOV AX，251CH； INT 21H ；设置中断向量表MOV DX，OFFSET MAIN；驻留程序的长度 INT 27H ；8.2 8253/8254可编程定时器/计数器8.2.5 8253在IBM PC系列机中的应用（8253时钟中断的使用） 8253通道0每55ms产生

9、一次类型为8的中断，在INT 8中断服务程序中，修改系统时间，从而维护系统的日历和时钟。 为利用INT 8中断，在其中断程序中有一条指令：INT 1CH。因此它与INT 8同步，而且不必在结束时执行EOI命令，因为在INT 1CH中执行了。用户可以利用INT 1CH编写自己的定时程序。例：编写一个驻留程序，每隔1s在屏幕的右上角显示一个数字，在09之间变化。MAIN: MOV DX，OFFSET INT1C； 中断程序入口 MOV AX，251CH； INT 21H ；设置中断向量表MOV DX，OFFSET MAIN；驻留程序的长度 INT 27H ；8.2 8253/8254可编程定时器/

10、计数器1)子程序名:SOUND;2)子程序功能: 启动8253计数器2产生指定频率的声音并持续指定的时间3)入口条件: DX=产生方波的频率;AX=持续(延时)的时间(ms);4)出口条件: 无;5)受影响的寄存器:AX,DX,F。 SOUND PROC PUSH CX ;保存CX、SI寄存器 PUSH SI PUSH AX MOV SI,DX ;频率送SI8.2 8253/8254可编程定时器/计数器8253在IBM PC系列机中的应用（8253时钟中断的使用） MOV AL,10110110B ;将8253计数器2设置为方式3 OUT 43H,AL MOV DX,0012H ;119318

11、0的低位 MOV AX,34DCH ;1193180的高位 DIV SI ;1193180/频率=计数值 OUT 42H,AL ;送计数值的低位 MOV AL,AH ;送计数值的高位 OUT 42H,AL IN AL,61H ;读8255A的B口 OR AL,03H ;允许产生声音 OUT 61H,AL8.2 8253/8254可编程定时器/计数器8253在IBM PC系列机中的应用（8253时钟中断的使用） POP AX ;恢复延时的时间(ms) MOV DX,1000 ;变为s MUL DX MOV CX,DX MOV DX,AX MOV AH,86H INT 15H ;延时 POP SI

12、 POP CX RET SOUND ENDP8.2 8253/8254可编程定时器/计数器8253在IBM PC系列机中的应用（8253时钟中断的使用） *8253的应用练习-多个通道级联，任意周期的方波CLK0OUT0 GATE0CLK1OUT1 GATE1CLK2OUT2 GATE2+5VOUT0 OUT1 1MHz10 s1000s4ms1000ms8.2 8253/8254可编程定时器/计数器500ms*8253的应用练习-多个通道级联，占空比可调CLK0OUT0 GATE0CLK1OUT1 GATE1CLK2OUT2 GATE2+5VSRQQOUT0 OUT2 Q 1KHz4ms6m

13、s10ms4ms10ms8.2 8253/8254可编程定时器/计数器*8253的应用练习-多个通道级联，任意脉宽CLK0OUT0 GATE0CLK1OUT1 GATE1CLK2OUT2 GATE2+5VOUT0 OUT1 1KHz30ms3ms3ms方波8.2 8253/8254可编程定时器/计数器3ms.任意脉宽负脉冲第八章 8.3 MC146818 CMOS RAM/实时时钟钟8.1 概 述习 题8.2 8253/8254可编程定时/计数器8.3.1 MC146818的功能 64B的静态存储器，前14个字节用于保存秒、分、小时、星期、日、月、年，及一些状态、控制寄存器。还保存硬件配置参数

14、。（通过程序或BIOS修改其内容） 定时功能，可任意设定时间间隔为30.517us1天的中断申请。 8.3 MC146818 CMOS RAM/实时时钟MC146818的特点 采用CMOS工艺，功耗小，可用电池供电。 MC146818中数据的存取 利用INT 1AH：只能存取时钟信息。例如，将时间设置为12：45，不使用夏时制 ： mov ah,03h; mov cl,45h; mov ch, 12h; mov dh,0; mov dl,0; int 1ah; 利用汇编语言：如在DEBUG下，O 70 10/O 71 10即可删除CMOS的口令。8.3 MC146818 CMOS RAM/实时

15、时钟*CMOS参数（1）Onboard FDD Controler ：主板上的软驱控制器，如使用IDE卡上的控制器，则置Disable。Onboard PCI IDE Enable：主板上的IDE控制器，同上。IDE HDD Block Mode：硬盘块传输模式，设置扇区数或Disable。IDE PIO Mode：5种模式，代表不同的速度1，2，.,AUTO。Onboard Serial Port或UART：主板上的串形通信接口COM1和COM2，若有内置MODEM，则将相应的串口置Disable。Onboard Parallel Port：主板上的打印机接口（378H/IRQ7）。Onbo

16、ard Parallel Mode：主板上的并行口工作模式，Normal，EPP，ECP，EPP+ECP模式。USB Controller：置abled或disabled。*CMOS参数（2）PCI slot IRQ：Auto/Manual（注意不要冲突）PCI IDE IRQ：Auto/Manual（注意不要冲突）PCI IDE Trigger Type：PCI 总线中断控制信号的设置，Edge /Level，若接口无特殊要求则设置为Level。Resources Controlled By：设置系统资源(IRQ,DMA)的分配方式, Auto/ Manual。PCI IDE IRQ Map

17、 To: 若主板上插有非PCI总线的IDE卡时设为ISA。Primary IDE INTR#: A / Secondary IDE INTR#: B :设置IDE接口的中断优先级，A优于B。IRQ xx Used By ISA：设置某个IRQ（315）给ISA总线使用。DMA x Used By ISA：设置某个DMA（1,3,5等）给ISA总线使用。PCI Latency Timer：PCI总线的响应时间（32，64，128等）。与主板有关。第八章 习 题8.1 概 述8.3 MC146818 CMOS RAM/实时时钟钟8.2 8253/8254可编程定时/计数器1. 什么是定时器？什么是计数