湖南大学：《微机原理与接口技术》课程电子教案（PPT课件）第十章 定时与计数技术及应用

孙本章内容 定时与计数技术及应用 ●定时/计数器 8253

· 定时与计数技术及应用 · 定时/计数器 —— 8253

份学习目 了解定时/计数技术的应用情况 掌握8253的连接与编程 熟习8253的工作方式

· 了解定时/计数技术的应用情况 · 掌握8253的连接与编程 · 熟习8253的工作方式

10.1定时与计数 定时计数技术在计算机中具有极为重要的 作用。微机控制系统中,常要按一定的采样周 期对处理对象进行采样或定时检测某些参数等, 用计数器对外部事件计数,即记录外设提供的 脉冲个数。在实时操作系统和多任务操作系统 中,可以利用定时器产生的定时中断进行进程 调度

10.1 定时与计数

定时器和计数器都由数字电路中的计数电路构成。 前者记录高精度晶振脉冲信号,因此可以输出准确的时 间间隔,称为定时器,而当记录外设提供的具有一定随 机性的脉冲信号时,它主要反映脉冲的个数,称为计数 器。 定时的方法有3种:软件定时、不可编程的硬件定 时和可编程的定时

1.软件定时 根据CPU执行每条指令需要一定的时间, 重复执行一些指令就会占用一段固定的时间, 通过适当地选取指令和循环次数便很容易实现 定时功能,这种方法不需要增加硬件,可通过 编程来控制和改变定时时间,灵活方便,节省 费用。缺点是CPU重复执行的这段程序的本身 并没有什么具体目的,仅为延时,从而降低了 CPU利用率

1. 软件定时

2不可编程的硬件定时 这种方法采用数字电路中的分频器将 系统时钟进行适当的分频产生需要的定时 信号;也可以采用单稳电路或简易定时电 路(如常用的555定时器)由外接RC电路 控制定时时间。但是,这种定时电路在硬 件接好后,定时范围不易由程序来改变和 控制,使用不甚方便,而且定时精度也不 高

2.不可编程的硬件定时 这种方法采用数字电路中的分频器将 系统时钟进行适当的分频产生需要的定时 信号；也可以采用单稳电路或简易定时电 路（如常用的555定时器）由外接RC电路 控制定时时间。但是，这种定时电路在硬 件接好后，定时范围不易由程序来改变和 控制，使用不甚方便，而且定时精度也不 高

3.可编程的定时 在微机系统中,常采用软件、硬件相 结合的方法,用可编程定时计数器芯片构三 成一个方便灵活的定时计数电路。这种电 路不仅定时值和定时范围可用程序确定和 改变,而且具有多种工作方式,可以输出 多种控制信号,它由微处理器的时钟信号 提供时间基准,故计时也精确稳定。如 Intel8253

3.可编程的定时

10.2Inte8253可编程定时器/计数器 、8253的基本功能和內部结构 1.8253PIT的基本功能 (1)3个独立的16位计数器,最大计数范围为0-65535 (2)每个计数器均可以按二进制或二—十进制计数; (3)计数器速率可达2MHz (4)可编程6种不同的工作方式; (5)所有输入和输出都与TTIL兼容。 8253具有较好的通用性和使用灵活性,几乎适合于任 何一种微处理器组成的系统

10.2 Intel 8253可编程定时器/计数器 一、8253的基本功能和内部结构 1. 8253 PIT的基本功能

2.8253的内部结构 8253的内部结构如图10.所示,由数据总线缓冲器、 控制寄存器、读/写控制逻辑和计数器等部分组成。 DoD7「数据 CLRo 总线 计数器 GATE 缓冲器 0# OUT WR 部 CLK RD 读 兰 计数器 A 逻辑 线 GATE1 1 POUTl GND 控制字 寄存器 计数器 GATE 2 OUT2 图10.18253的内部结构示意图

2. 8253的内部结构 图10.1 8253的内部结构示意图

(1)数据总线缓冲器 该缓冲器为8位双向三态的缓冲器,可直接 挂在数据总线上。CPU通过8位数据总线D~D传 送如下信息: ①向控制寄存器写入控制字。 ②向某计数器写入计数初值 ③CPU通过缓冲器读取计数器的当前计数值