微机原理与接口技术学习笔记 定时器/计数器概

发布日期:2018-05-23 编辑整理:安徽省自考网 【字体:

6.1.1 微机系统中的定时器/计数器

    在微机应用系统中,经常会提出这样的要求:一种是要求一些外部实时时钟,以实现延时控制或定时;另一种是要求能对外部事件计数的计数器。实现上述要求可采用三种方法:

    (1)设计数字逻辑电路来实现计数或定时要求。即由硬件电路实现的计数器渡时器;这种电路,若要改变计数/定时的要求,必须改变电路参数。通用性、灵活性差。

    (2)编制一段程序,用软件来实现计数器和定时的要求。这种方法通用性和灵活性都好,但要占用CPU的时间。

    (3)采用可编程定时器/计数器,其定时与计数功能可由程序灵活地设定,设定后与CPU并行工作,不占用CPU的时间。

    本章介绍的8253-5SPIT(Programmable Interval Timer)就是一种可编程定时器/计数器芯片,又称为“可编程间隔定时器”。

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    6.1.2 可编程定时器/计数器的基本工作原理

 

    图6-1是可编程16位定时器/计数器的基本原理图。其中,左边的三个寄存器都是CPU可以访问的,而计数器执行单元CPU不能直接访问。16位计数初值寄存器CR用来存放计数初值,可通过程序来设定。计数执行单元CE是一个16位减1计数器,它的初值便是计数初值寄存器的内容,它只对CLK脉冲计数,一旦计数器被启动后,每出现一个CLK脉冲,计数执行单元中的计数值减1,当减为零时,通过OUT输出指示信号,表明计数执行单元已为零。显然,当CLK是一个周期性时钟信号时,计数器呈定时器功能;当CLK是一个非周期性事件计数信号时,此时呈计数器功能。计数输出锁存器OL通常跟随计数执行单元的内容而变化,当接收到CPU发来的锁存命令时,就锁定当前的计数值而不跟随计数                    

 

 

           图6-1 计数器逻辑原理国

执行单元变化,直到CPU从中读取锁存值后,才恢复到跟随计数执行单元变化的状态,从而避免了CPU直接读计数执行单元时干扰计数工作的可能。GATE是控制输入端,它有多种控制作用,如允许/禁止计数、启动/停止计数等。控制字寄存器用来控制计数器/定时器的工作方式,就是控制CLK脉冲和GATE门控信号适当配合来产生OUT端的输出信号的形状。所以,计数器/定时器可以归纳为以下几种工作方式:

    (1)门脉冲控制时钟输入。此时,当门脉冲GATE到来时,时钟CLK有效,进行计数操作;当门脉冲结束时,时钟无效,计数停止。

    (2)用门脉冲重新启动计数器。

    (3)用门脉冲停止计数器工作。

    (4)单次计数。此时仅要求GATE为高电平即可。

    (5)循环计数。此时,每当计数执行单元为零时,输出端OUT输出一个信号,同时又重新装入计数初值寄存器内容到计数执行单元,重复原来的计数过程,从而在OUT端上可输出周期性的脉冲信号。

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