可编程接口芯片及应用.ppt

8.1可编程定时器/计数器芯片8253/82548253／8254是Intel公司生产的一种通用的计数／定时器CTC，也称为可编程序间隔定时器PIT，它是采用NMOS工艺由单一+5V电源供电的双列直插式封装24引脚芯片。8253／8254芯片两者的外形引脚及功能都是兼容的，仅是工作的最高频率有所不同，以满足不同的接口要求。例如：
8253(2MHz)、8253-5(5MHz)，
8254(8MHz)、8254-5(5MHz)、
8254-2(10MHz)。8.1.18253的结构及功能
1.8253的引脚2.8253内部结构(1)数据总线缓冲器
是8253用于和CPU数据总线连接的8位、双向、三态缓冲器，CPU读写8253的所有数据都经过该缓冲器。
◎CPU用输出指令向8253写入方式控制字至控制寄存器、写入计数值至某个计数器，都是经数据总线缓冲器和8253内部总线传送的。
◎CPU用输入指令读某个计数器值时，该计数器的现行计数值经8253内部总线和数据总线缓冲器传送到系统数据总线上，读入CPU。(2)读/写逻辑
是8253内部操作的控制部件
◎接收系统总线输入信号，转换成8253内部操作的各种控制信号
◎选择读写操作的对象（某计数器或控制寄存器－由A0、A1决定）
◎决定内部总线上数据的传送方向（输入还是输出—由WR、RD决定）
8253端口地址及内部操作(3)控制寄存器
◎8253初始化时接收CPU写入的控制字
◎控制字指定计数器的工作方式，选择以二进制或二—十进制计数等
◎该寄存器为只写寄存器(4)计数器0、计数器1、计数器2
◎三个计数器结构完全相同、操作完全独立
◎每个计数器内部包含：一个16位计数初值寄存器（CR）、计数执行部件（CE）、一个16位输出锁存器（OL）和一个控制寄存器
◎每个计数器外部有两个输入端（CLK、GATE）和一个输出端（OUT）3.计数器的内部结构4.8253的工作过程
(1)由CPU向控制寄存器写入控制字，以确定工作方式；
(2)由CPU向计数器寄存器写入计数初值或定时常数；
(3)计数单元从计数器寄存器中获得初值，在CLK端输入的计数脉冲控制下进行减1计数（CLK决定计数速率）；
(4)减到0时，该状态由OUT输出或由状态寄存器的某一位表示，以作为中断请求信号或供查询方式使用，也可将OUT连到一个I/O设备上，去启动一个I/O操作；
(5)任何时候都可以将计数单元的当前值送到输出锁存器被CPU读取而不干扰计数器继续计数；
(6)门脉冲GATE是由设备送来的，作为对时钟脉冲的控制信号，门脉冲对时钟的控制方法有多种，以形成多种工作方式。8.1.28253的编程
8253在工作之前，用户首先要为某一计数器(计数器02)写入控制字以确定其工作方式；写入定时/计数初值；在定时/计数工作过程中，有时还需要读取某计数器当前的计数值。
1.8253的控制字格式
8253的控制字格式如下图所示。0—二进制计数2.8253的读/写操作
对8253的读/写操作不仅要用到RD和WR控制信号，还要根据计数/定时工作的要求利用门控信号GATE和锁存功能来控制8253的读/写操作。
⑴读操作。所谓读操作是指读出计数器的计数值至CPU中。有两种读数方法：
①直接读出(停读)。直接用输入指令读取所选择的端口计数器值。
②锁存读出(飞读)。锁存计数值以供读取，是专为在计数过程中读数据而设计的。 ⑵写操作
所谓写操作是指CPU对8253写入控制字或计数初值。
3.初始化编程
8253投入工作之前，CPU要对它进行初始化编程。初始化编程的步骤为：
①写入计数器的控制字，规定其工作方式及相应功能；
②写入计数初值。例如，若选择0＃计数器，工作在方式3，计数初值为2354H，十进制计数方式；或选择l＃计数器，工作在方式2，计数初值为18H，二进制计数方式。并设8253端口地址为4043H。
则根据上述各计数器的功能，其初始化编程如下：
0＃计数器的控制字为：37H

1＃计数器的控制字为：54H对0＃计数器初始化编程
MOVAL，37H；对0＃计数器送控制字。
OUT43H，AL
MOVAL，54H；送初值的低8位。
OUT40H，AL
MOVAL，23H；送初值的高8位。
OUT40H，AL
对1＃计数器初始化编程。
MOVAL,01010100B；对1＃计数器送控制字。
OUT43H，AL
MOVAL，18H；计数初值送低8位。
OUT41H，AL当采用“飞读”的方法读取1＃计数器的计数值时，可采用如下程序片段：
MOVAL，01000100B；对1＃计数器送锁存控制字。
OUT43H，AL
INAL，41H；读低8位。
MOVCL，AL；读取的计数值存于CL中。
当计数值为16位时，则“飞读”时还应读取高8