计算机学—定时器与计数器.pdf

第一讲： 第九章 定时器与计数器 回 顾：可编程芯片的概念，端口的概念。 重点和纲要：定时与计数的基本概念及其意义，定时/计数器芯片 Intel8253 的 性能概述，内、外部结构及其与 CPU 的连接。 教学方法、实施步骤 时间分配 教学手段 回 顾 5” ×2 板书 讲 授 40” ×2 计算机 提 问 3” ×2 投影仪 小 结 2” ×2 多媒体课件等 讲授内容： 9.1 定时与计数 1．定时与计数 在微机系统或智能化仪器仪表的工作过程中，经常需要使系统处于定时工 作状态，或者对外部过程进行计数。定时或计数的工作实质均体现为对脉冲信 号的计数，如果计数的对象是标准的内部时钟信号，由于其周期恒定，故计数 值就恒定地对应于一定的时间，这一过程即为定时，如果计数的对象是与外部 过程相对应的脉冲信号（周期可以不相等），则此时即为计数。 2 ．定时与计数的实现方法 (1) ．硬件法 专门设计一套电路用以实现定时与计数，特点是需要花费一定硬设备，而 且当电路制成之后，定时值及计数范围不能改变。 (2) ．软件法 利用一段延时子程序来实现定时操作，特点，无需太多的硬设备，控制比 较方便，但在定时期间，CPU 不能从事其它工作，降低了机器的利用率。 (3) ．软、硬件结合法 即设计一种专门的具有可编程特性的芯片，来控制定时和计数的操作，而 这些芯片，具有中断控制能力，定时、计数到时能产生中断请求信号，因而定 时期间不影响 CPU 的正常工作。 9.2 定时/计数器芯片 Intel8253 Intel8253 是 8086/8088 微机系统常用的定时/计数器芯片，它具有定时与计 1 数两大功能，同类型的定时/计数器芯片还有 Intel8254 等。 一、 8253 的一般性能概述 1．每个 8253 芯片有 3 个独立的 16 位计数器通道 2 ．每个计数器通道都可以按照二进制或二—十进制计数 3 ．每个计数器的计数速率可以高达 2MHz 4 ．每个通道有 6 种工作方式，可以由程序设定和改变 5 ．所有的输入、输出电平都与 TTL 兼容 §9.2.2 8253 内部结构 8253 的内部结构如图 6-16(P160)所示，它主要包括以下几个主要部分： 图6-16 8253 的内部结构 1．数据总线缓冲器 8253 内部实现与CPU 数据总线连接的 8 位双向三态缓冲器，用以传送 CPU 向8253 的控制信息、数据信息以及CPU 从 8253 读取的状态信息， 包 括某一方面时刻的实时计数值。 2 ．读/写控制逻辑 控制 8253 的片选及对内部相关寄存器的读/写操作，它接收 CPU 发来 的地址信号以实现片选、内部通道选择以及对读/写操作进行控制。 3 ．控制字寄存器 在 8253 的初始化编程时，由CPU 写入控制字，以决定通道的工作方式， 此寄存器只能写入，不能读出。 4 ．计数通道 0#、1#、2# ： 这是三个独立的，结构相同的计数器/定时器通道，每一个通道包含一 个 16 位的计数寄存器，用以存放计数初始值，和一个 16 位的减法计数器 和一个 16 位的锁存器，锁存器在计数器工作的过程中，跟随计数值的变化， 在接收到 CPU 发来的读计数值命令时，用以锁存计数值，供 CPU 读取， 读取完毕之后，输出锁存器又跟随减 1 计数器变化。