第10章定时计数技术

1、第1.0章定时计数技术、微机原理和接口技术、中国水利水电出版社、执行主编李云强、第1.0章定时计数技术、第1.0章定时/计数、本章读取时间节点和计数技术在计算机系统中具有极其重要的作用。 微机系统向电脑CPU和外部设备提供时间节点控制，计数外部上通告。 例如，时分系统的节目切换部向外部设备输出周期性的时间节点控制信号，由时间节点时间输出中断请求，在外部上通告统计达到规定值的情况下输出控制信号或输出中断请求。 因此，微机系统必须具有时间节点技术。 本章以8253为例，介绍基本的工作原理及其相关的应用。第1.0章计时技术、第1.0章计时/计数、10.1基本概念10.2计时/计数器芯片Intel 8

2、253 10.3 8253的初始化计程仪编程10.4 8253的应用、第1.0章计时技术、10.1基本概念、10.1.1计时/计数长时间的计时(日、月、年到世纪的计时)称为实时时钟。 2计数使用较多，在生产流水线计算零配件和产品的计数桥梁和高速公路乘车产水量的统计等。 时间节点/计数器8253内部最基本的用户针织面料也是负1计数器。 第1.0章时间节点计数技术、第3时间节点和计数的关系时间节点的本质是计数，但这里的“数”的单位是时间单位。 小片一个时间单位相脚丫子，得到一定时间。 计时的本质是计数，以计数为时间节点的基础进行探讨。 10.1.2频率一音一乐可以从时间节点、计数问题中引出其他概念

3、和用语。 例如，频率的概念。 可以从频率中引出声音，频率高，声音音调高，频率低，声音音调低。 第1.0章时间节点计数技术、微机系统中的时间节点分为内部时间节点和外部时间节点两种。 内部时间节点是计算机自身运行的时间基准和时间序列关系，计算机的各操作以严格的时间节拍执行的外部时间节点是外部机器实现某些功能时自身所需要的时间节点关系。 例如，打印机接口标准centroid规定了在打印机和电脑CPU之间传输信息时应当保护的操作时间节点。10.1.3微机系统下的时间节点、第1.0章时间节点计数技术、10.1.4时间节点方法、1软件时间节点是利用CPU内部的计时机制，并采用软件编程反复执行程序而产生的等

4、待时间。 这是常用的计时方法，主要用于短时间的延迟。 该方法的优点是创建适合的低延迟计程仪方案以进行呼叫而不增加硬老虎钳。 缺点是在电脑CPU中执行延迟延迟增加了电脑CPU的时间开销，并且延迟时间越长则该延迟开销越大，从而使电脑CPU效率降低，导致电脑CPU资源被浪费。 另外，软件的延迟时间根据男公关的频率而变化，即，时间节点计程仪程序的通用性差。 第一1.0章时间节点计数技术，第二硬件时间节点使用可编程共同的时间节点/计数器或者单触发延时器电路产生时间节点或者延时器。 该方法不占用电脑CPU时间，定时器时间长，可灵活使用。 特别是时间节点准确，时间节点时间不受男公关频率的影响，时间节点计程仪

5、柱因其通用性而被广泛应用。 目前，微机系统采用通用可编程定时器/计数器芯片。 因为柔软定时时间长，所以可以通过预计程仪预编改变定时时间和工作方式。 初始化计程仪编程后，按照设定进行动作，不消耗电脑CPU时间。 通用的计时器/计数器内核的种类多为MC6840-PTM、Intel 8253/8254等。 IBM-PC/XT内时间节点/计数系统的核心组件采用8253。 PC/AT使用8254。 8253和8254的大头针和动作完全相同，但8254的计数频率比8253高，8253为5MHz，8254-2为10MHz。 此外，8254将8253个控制字的最多2位的D7D6=11的不使用状态设定为有效的控

6、制字。第1.0章时间节点计数技术，Intel 8253是8086微机系统中常用的时间节点/计数器芯片，具有时间节点和计数两个功能。、10.2时间节点/计数器芯片英特尔8253、10.2.18253的芯片功能，其主要功能特性采用NMOS工艺，通过单个5V电源供电。 在像条内，存在三个独立的1.6二进制位减法计数器(或计数通道)，每个计数器还分成两个8二进制位计数器。 计数值频率为05MHz。 二进制数字或BCD方式的两种计数方式。 6种动作方式能够实现系统时钟摇滾乐的计数和外部上通告的计数两者。 计数的开始或停止可以由软件或硬件控制。第1.0章计时技术、10.2.2 8253的内部结构、8253

7、的内部结构如右图所示。 计数器、控制暂存器、读取/写入控制逻辑、数据男低音缓冲器的4个部分和内部数据男低音。 数据男低音缓冲区。 8二进制位双向三态缓冲器可与数据男低音直接连接，以使得电脑CPU可将控制字写入到控制暂存器中，写入计数器初始值，而电脑CPU可通过此缓冲器读取计数器当前计数值。 第1.0章时间节点计数技术：(2)读/写控制逻辑。 读取/写入逻辑的功能是从包括读取信号RD#、写入信号WR#、片选信号信号CS#和芯片内部暂存器地址信号A0Al的电脑CPU接收控制信号，完成到8253的计数器的读取/写入操作。 片选信号信号与I/O通讯端口的解查询密码电路连接；A0、A1与电脑CPU地址男

8、低音的下位2二进制位连接，进行芯片内的3个计数信道和通道特罗尔暂存器的端口的选择，读/写信号(RD#/WR# )与CPU的IOR#/IOW# )连接。 8253的读/写操作和基本地址如表10-1所示。第1.0章计时技术，(3)控制暂存器。 接收来自电脑CPU的控制字，并且确定将该控制字写入到具有控制字的D7/D6二进制位的查询密码中的哪个计数器的控制暂存器中。 该暂存器只能写入，不能读取。 (4)计数器。 在8253中，有计数器0、计数器1、计数器2这3个计数器通道。 各计数器有3条信号线，即2条输入信号、时钟控制信号CLK和男同性恋男同性恋信号1条输出信号OUT。 三个计数器的内部动作完全相

9、同，计数器以计数脉冲(间隔不一定相同)减1来计数，与此相对计时器只以周期固定的时钟数减1来计数的不同。 作为计数器使用时，计数请求的次数可直接作为计数初始值预定径套至负1计数器。 计数初始值NC的计算公式： NC=fCLK/fOUT，fCLK是输入时钟的频率fOUT是输出波形的频率。 在计时器使用的情况下，作为计数初始值Nt的时间节点系数根据请求时间节点的时间t和时钟周期TCLK换算成Nt=请求时间节点的时间/时钟周期=t/TCLK=t*fCLK。 在此，t是请求时间节点的时间，fCLK是时钟频率。 另外，每一计数器可用于产生各种脉冲序列，例如矩形波产生器及复杂波形产生器。第1.0章时间节点计

10、数技术、10.2.3 8253的外部大头针、1. 8253和电脑CPU的接口大头针(图10-3) D0D7:三状态双向数据线、CPU数据总线，并传输CPU和8253之间的数据信息、控制信息、状态信息。 CS# :表示片选信号信号、输入、低电平有效、8253被选择，向电脑CPU行政许可读、写操作。 此脚丫子与解查询密码电路的输出端相连。 WR# :写入信号、输入、低电平有效。 为了控制对8253的电脑CPU写入，决定是与A1、A0信号一起写入控制字，还是计数初始值。 RD# :读取信号、输入、低电平有效。 为了控制电脑CPU对8253的读取动作，可结合Al、A0信号设定读取确认的计数器。 A0，

11、a1:8253内部的4个通讯端口，即地址输入线，用于寻址3个计数器和1个控制字暂存器。 连接到电脑CPU系统的地址线。第1.0章时间节点计数技术，2. 8253和外围接口端子CLK0.1.2:用于输入时间节点脉冲或计数脉冲信号的时钟脉冲输入端子。 CLK可为高速系统时钟摇滾乐或由系统时钟摇滾乐分频器或其它脉冲源提供。 当用于定时时，此脉冲必须是均匀的、连续的且周期性地精确的，而当用于计数时，此脉冲可为不均匀的、断续的且周期性地不稳定的。 GATE0.1.2:男同性恋输入端子用于外部控制计数器的启动计数和停止计数的操作。2个以上的计数器连续使用时，可通过该信号同步，也可用于与外部的信号同步。 O

12、UT0.1.2:当计数器从初始值开始完成计数操作时，计数输出端输出与OUT引脚对应的信号(参照8253动作方式)。 在第二1.0章计时器计数技术8253中，具有6个动作方式(方式0方式5 )，产生6个波形发生器。 动作状态因方式而不同，输出的波形也不同。 整体规则是先写控制词，接着写计数初始值，重新定径套整输出，从1减0后反转。 对男同性恋控制信号有讲究，触发方式各不相同：方式0、4为电平触发方式1、5为正边沿触发方式2、3为电平、正边沿触发均可使用。 每个通道可选择6种动作方式中的任意一种，分别介绍如下。10.2.4 8253的操作方法、第1.0章时间节点计数技术、方法0 (计数结束中断(O

13、ut Signal on End of Count )计数结束输出降低到高反转)、第1.0章时间节点计数技术、 方式1可重启的单稳态触发(Hardware Retriggrerable one-shot )第1.0章时间节点计数技术、方式2速率发生器、第1.0章时间节点计数技术、方式3方波发生器， 第1.0章时间节点计数技术、方式4软件触发(Soft Triggered Strobe )、第1.0章时间节点计数技术方式5硬件触发男同性恋、第1.0章定时器计数技术、方式0计数结束中断、动作方式设定、计数初始值设定、计数值计数器、计数器然后将计数初始值写入预定径套暂存器。第1.0章计时器计数技术、

14、方式1中可编程的单触发脉冲、设定动作方式、设定计数初始值、硬件启动、计数值被发送至计数器，从计数过程、计数结束、GATE触发、下一个时钟周期的下降沿开始计数。 计数初始值为4，单触发脉冲宽度为4个时钟周期宽度。第1.0章时间节点计数技术、方式2频率发生器(分频器)、第1.0章时间节点计数技术、方式3方波发生器，计数初始值为双位数，其他情况下，高电平比低电平宽1个时钟摇滾乐周期。第1.0章计时技术、方式4软件触发选择通讯编号、第1.0章计时技术、方式5硬件触发选择通讯编号、第1.0章计时技术、8253这6种动作方式如表10-2所示。 在第一1.0章时间节点计数技术和第10.3 8253初始化计程

15、仪编程中，当在每个计数信道进行初始化时，需要首先写入控制字，然后写入计数初始值。 这是因为，计数初始值的写入格式由控制字的D5、D4的2位查询密码决定。 写入计数初始值时，必须以控制字D5、D4的2位查询密码所规定的格式写入。 例如，如果由控制字D5、D4的2位的查询密码所规定的计数初始值写入器格式仅写入了下位8位，则在由在所选择的通道中仅写入下位8位的计数值的控制字D5、D4的2位的查询密码所规定的写入格式为1.6二进制位的情况下，进行1.6二进制位的计数、第1.0章计时技术、10.3.2 8253的控制字、1、写入方式控制字、图9-15通讯线状态暂存器、第1.0章计时技术、10.3.3初始

16、化计程仪编程示例、【例10-1】8253的端口地址设为： 04H0AH、计数控制字设01010000B=50H初始化堆计程仪项： MOV AL、50H OUT 0AH、AL MOV AL、80H OUT 06H、AL、第1.0章计时器技术、示例10-28253的端口地址为F8HFEH，在通道0上动作的情况下为方式1，以2.0进制表示控制字为00110011B=33H初始化程序： MOV AL、33H OUT 0FEH、ALmmoval、80H OUT 0F8H、ALmmoval、50H OUT 0F8H、al，第1.0章时间节点计数技术，例如设计主题为8253码片的计数器将计数器1和控制端口地

17、址分别设为04B0H、04B2H和04B6H，将计数器0的动作设为模式2， 定义CLK0为5MHz、OUT0为1kHz的方形波的计数器1将OUT0作为计数脉冲，计数值为1000，在计数器为o时向电脑CPU发出中断请求，电脑CPU响应于该中断请求继续写入计数值1000 试制8253的初始化计程仪程序，制作系统的硬件连接图。 解：(1) 8253计时器0计数初始值： 5MHz/1KHz=5000 8253计时器1计数初始值： 1000、第1.0章计时器计数技术、(2)8253的初始化计程仪程序是： MOV DX，04B6H； 设置特罗尔控通讯端口MOV AL、00110100B的计数器0以方式2、

18、二进制计数、读写低高位字节OUT DX、AL MOV AL、01110000B动作的计数器1以方式0、二进制计数、读写低高位字节OUT DX， 在以AL动作的计数器0的计数初始值中，设定定径套MOV DX，04B0H的计数器0通讯端口MOV AX，5000。设定计数器0的计数初始值OUT DX，AL。低字节数的初始值MOV AL，AH OUT DX， 用于写入AL的高位字节数的初始值用于写入的计数器1的计数初始值中设定MOV DX，04B2H用于设定计数器1的计数初始值OUT DX，AL用于设定低字节数的初始值MOV AL，AH OUT DX， 写入AL、写入字节计数初始值(3)的连接图像的第1.0章时间节点计数技术、练习：教材p04第1.0问、第1.0章时间节点计数技术、10.4 8253的应用10.4.1 8253脉冲计数设计【例复盖- 3】实验电路如图10-11所示UE使用8253实现对牛鼻子产生的脉冲计数，并经由8255的c通讯端口将计数结果传送给8个二进制位发光二极管。 此外，将时间节点/计数通道的OUT0输出信号与其他发光二极管相连，观察计数经过和结束后的电平变化。 8253端口地址为200H203H，8255的端口地