第十章-定时器-微型计算机原理与应用-电子教案-教学课件

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,10,章 定时器,/,【内容简介】,首先简要介绍微型计算机中定时器的作用，然后重点介绍可编程定时器/计数器8254的组成原理、工作方式及编程使用。,【重点难点】,重点是8254的组成原理、工作方式及编程使用。难点是8254的方式控制字及编程使用。,10.1 概 述,10.2 可编程定时器/计数器8254,10.3 8254编程使用,第10章 定时器/计数器,10.1 概 述,在计算机中经常用到定时信号，比如动态存储器刷新、系统日历计时等，在自动控制中的定时控制等。定时方法可采用软件/硬件方式。软件定时是

2、设计延时子程序，以达到定时的目的。硬件定时是用专门的定时器/计数器来实现，主要优点是不占用CPU的时间。可与CPU并行工作。,硬件定时器实质上是一个可加1或者减1的计数器，可上升沿或者下降沿计数。,在早期的PC机中使用8253作为定时器/计数器，以后的PC/AT使用的是8254。,另外在PC/AT及以后的一些兼容机中，使用MC146818作为定时芯片。,10.2 可编程定时器/计数器8254,8254包含有3个16位计数器，可按二进制或十进制计数，有6种工作方式。,10.2.1 内部结构与引脚功能,10.2.2 工作方式,部,表,10.1 8254,内部地址分配,CS,A,1,A,0,RD,W

3、R,功,能,0,0,0,0,0 0,0 1,1 0,1 1,1,1,1,1,0,0,0,0,写计数器,0,写计数器,1,写计数器,2,写方式控制字,0,0,0,0,0 0,0 1,1 0,1 1,0,0,0,0,1,1,1,1,读计数器,0,读计数器,1,读计数器,2,无效,在8254内部设置有4个寄存器，由地址A,1,A,0,选择和片选信号 确定，如,表10.1,所示。,表10.1 8254内部地址分配,CS,A,1,A,0,RD,WR,功能,0,0,0,0,0 0,0 1,1 0,1 1,1,1,1,1,0,0,0,0,写计数器0,写计数器1,写计数器2,写方式控制字,0,0,0,0,0

4、0,0 1,1 0,1 1,0,0,0,0,1,1,1,1,读计数器0,读计数器1,读计数器2,无效,2.引脚信号,8254有24个引脚，采用双列直插式封装，其信号分布如,图10.1（b）,所示，功能如下：,D,7,-D,0,：数据总线，双向，8位，与外部数据总线连接。,WR：写信号输入，低电平有效。,RD：读信号，输入，低电平有效。,CS：片选信号，输入，低电平有效。,A,1,A,0,：地址信号，输入，用于选择内部寄存器。,CLK,2,CLK,0,：3个计数器计数信号输入。,OUT,2,OUT,0,：3个计数器计数回零输出，高电平有效。,GATE,2,GATE,0,：3个计数器外部门控信号输

5、入端，高电平或上升沿有效。,VCC：5 V电源。,GND：地。,（2）GATE1，允许计数；GATE0，禁止计数。如果在计数过程中修改计数初值，则在下一时钟脉冲新写入的计数初值送入减1计数器，然后按新值计数。,2.方式1-可重复触发的单稳态触发器,（1）写入控制字后OUT输出高电平，写入计数初值后必须由GATE的上升沿触发计数。计数开始OUT变为低电平，直到计数回0时再输出高电平。若要再次计数，必须用GATE上升沿重新触发。方式1时序如,图10.4,所示。,（2）在计数过程中写入新的计数初值，当前计数状态不受影响。若有GATE上升沿触发，则按新的计数初值重新计数，直到计数回0，OUT变为高电平

6、，低电平宽度为两次计数值之和。,3.方式2-分频器,是一种(n-1):1的分频器工作方式，特点如下：,（3）GATE1时，允许计数；GATE0时，停止计数。GATE的上升沿启动重新计数。若在计数过程中写入新的计数初值，则在下一时钟周期按新值计数。,5.方式4-软件触发的选通信号发生器,（1）写入控制字后OUT输出高电平，写入计数初值后的下一时钟送入减1计数器，减1计数。计数回0时输出低电平，持续1个时钟周期后又变为高电平，即一个负脉冲信号，如,图10.7,所示。,由于需要GATE的上升沿触发，故称硬件触发的脉冲发生器，时序如,图10.8,所示。,（2）计数过程中若GATE 有上升沿出现，则在下

7、一时钟脉冲计数初值重新送入减1计数器，重新减1计数。,（3）计数过程中若写入新的计数初值，而无GATE上升沿触发，当前计数状态不受影响。如果有GATE 上升沿触发，则重新按照新的计数初值计数。,10.3 8254编程使用,10.3.1 控制字,10.3.2 编程使用,10.3.3 8254在PC机中的应用,10.3.2 编程使用,8254的编程主要是设置工作方式，写入计数初值，在计数过程中读取计数值和状态信息。,1.写操作,写操作主要是写入控制字和计数初值，即初始化。8254有3个计数器，初始化时可以一个一个地进行，也可以先设置3个计数器的工作方式，然后写入各自的计数初值。前者如,图10.12

8、,，后者如,图10.13,所示。但是必须先写入方式控制字，再写入计数初值。对于16位计数初值，先写入低字节，再写入高字节。,2.读操作,读操作有两种方式，一种是直接读，读取计数初值；另一种是先发锁存命令，然后再读，读取当前计数值。16位时，先读低字节，再读高字节。,在发锁存命令时可以使用读回控制字，也可以使用方式控制字。若用方式控制字，其中D,5,D,4,00，D,7,D,6,用来选择计数器，其余低4位任意。若设控制字端口地址为TIM，计数器1按双字节计数，读取当前计数值的程序如下：,MOVDX，TIM,MOVAL，01000000B,OUTDX，AL ；发锁存命令,INAL，DX ；读取低字

9、节,MOV AH，AL,IN AL，DX ；读取高字节,XCHG AH，AL,图10.14 8254在PC机中的应用,在中断服务程序中，时间值保存在BIOS数据区的两个变量TIMER-LO和TIMER-HI中。计数器0初始化程序如下：,MOV AL，36H ；计数器0双字节，方式3，二进制计数,OUT 43H，AL ；写入控制寄存器,MOVAL，0,OUT40H，AL ；写低字节,OUT40H，AL ；写高字节,（2）计数器1,计数器1用来向主机定时提出动态RAM刷新请求，GATE,1,接5V，处于常启状态。选择工作方式2，以字节计数，初始化程序如下：,MOVAL，54H ；计数器1写入低字节，方式2，,；二进制计数,OUT43H，AL ；写入控制寄存器,MOVAL，18 ；设置低字节计数值18,OUT41H，AL ；将18写入计数器1,启动工作后，由OUT1产生连续负脉冲，其频率为1.1931816MHz/1866.2878KHz，周期为15.0857s。OUT,1,连接到D触发器的触发脉冲输入端，而D触发器的数据输入端接+5V，这样可利用负脉冲的上升沿将触发器置1，输出高电平，定时请求DRAM刷新。,