8255和8253 - 图文

1.3.3 8253／8253－5可编程计时器

8253是作为Intel公司的微型计算机外围器件而设计的一种可编程计数器／计时器器件。它是用N沟道MOS工艺制成的，只需一组十5V电源。

该器件包含三个独立的16位计数器，每个计数器的计数速率都可达到2MHZ。所有的工 作方式都是软件可编程的。

主要技术特性

·8253－5与MCS－85兼容； ·有三个独立的十六位计数器； ·计数频率范围是0～2MHZ； ·可编程计数器方式；

·二进制或二一十进制计数； ·一组十5V电源；

·24条引脚双列直插式封装。

引脚安排

如图1-3-14所示。

图1-3-14 8253/8253-5的引脚图 图1-3-15 8253/8253-5的内部结构框图

内部结构

如图1-3-l5所示。

功能说明

8253的功能是由多个通用的定对元件实现的，这些定时元件可被系统软件看作一系列 I／O口。8253能在软件控制下产生一系列准确的时间延迟，系统软件用不着再建立定时循环。程序员只需适当设置8253，将要求的数值预置入8253的一个计数器中。8253将根据命令计算延时，并在完成延时任务时中断CPU。显然，这样做使软件开销最省，且可通过适当分配优先级的办法很容易地实现多级延迟。

8253还具有计数器／计时器功能。例如：

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·可编程频率发生器； ·事件计数器； ·二进制倍频器； ·实时时钟； ·数字单稳；

·复杂的电机控制器。

1．数据母线缓冲器这个三态、双向和八位的缓冲器用于将8253与系统数据总线连接 起来。CPU执行输入／输出指令时缓冲器就发送或接收数据。数据总线缓冲器有三个基本功能：

·通过编程确定8253的工作方式； ·向计数寄存器装入数据； ·读出计数值。

2．读／写逻辑读／写逻辑接受来自系统总线的输入，然后产生控制整个器件工作的控 制信号。由CS信号来允许或禁止读写逻辑的工作，因此除非该器件被系统逻辑选中，否则不会发生改变其功能的操作。

3．RD（读）这个输入端上的低电平信号告知8253，CPU正在输入计数值。

4．WR（写）这个输入端上的低电平信号告诉8253，CPU正在输出工作方式信息或向计数器装入数据。

5.A0A1这两个输入端通常连接到地址总线上。其作用是选择三个计数器中的一个以及选择控制字寄存器以便选择工作方式。

6．CS（选片）这个输入端上的低电平信号将启用8253。除非器件被选中，否则不会发 生读或写操作。CS输入信号对计数器的实际操作没有影响（见表1-3-2）。

表l-3-2 8253的功能

CS RD WR Al AO 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 × × × × 0 1 1 × ×

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装入计数器0 装人计数器1 装人计数器2 写方式字 读计数器0 读计数器1 读计数器2 无操作三态 禁止三态 无操作三态 7．控制宇寄存器当AoAI-11时选中控制字寄存器。然后它接收来自数据总线缓冲器的信息，并把它存到一个寄存器内，存入这个寄存器的信息将控制着每个计数器的工作方式、选择用二进制或二一十进制方式计数以及向每个计数寄存器装入数据。

控制字寄存器只能写入，而没有读出操作。

8．计数器0、计数器1、计数器2这三个计数器的工作是相同的，每个计数器由一个十 六位可预置的减法计数器组成。计数器能够用二进制或二一十进制计数、而且它的输入、选通和输出是通过存在控制字寄存器中的方式选择字控制的。每个计数器的工作方式配置和计数方式（二进制或二一十进制）是独立的。而且，控制字有控制装入计数值的功能，使得用于这些功能的软件开销最省。

在事件计数应用中，程序员可利用简单的读操作读出每个计数器的内容。而且，8253还 有专用的命令和逻辑电路，能在不停止时钟输入的情况下，即在“运行过程中”读出每个计数器的内容。

8253系统接口

8253是Intel微型机系统的一个部件，其连接方式与系列中所有其它外围器件相同。系 统软件把它当作一系列外围I/O口。其中三个口是计数器，第四个口是针对工作方式编程用 的控制寄存器。

选择输入端A0、Al通常连接到CPU。的A0、A1地址总线上。CS信号可以使用线选法直接接至地址总线，或者连接到译码器的输出端。

图1-3-16 8253的系统接口

使用说明

8253的全部功能都是通过系统软件编程确定的。CPU必须送出一组控制字，将8253的每个计数器预置成要求的方式和数值。预置之前，任何计数器的工作方式、计数值和输出都是不确定的。这些控制字规定工作方式、装入顺序并选择用二进制或二一十进制计数。

8253一旦编程以后，就准备完成规定的任务。

每个计数器的计数操作彼此完全独立。片内还提供了附加逻辑，以消除微型计算机系统 为监控和管理外部的异步事件或频率而产生的一般性问题。

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1． 控制字格式

D 7 D 6 D 5 D 4 D 3 D 2 D 1 D 0

SC1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BCD

SC—选择计数器

SC1 SC0

0 0 选择计数器0 0 1 选择计数器1 1 0 选择计数器2 1 1 非 法

RL—读／装入

RL1 RL0 0 0 计数器锁存操作（详见读／写过程部分的内容） 1 0 只是读／装入高字节 0 1 只是读／装入低字节 1 1 先读／装入低字节，然后读／装入高字节

M—方式

M2 M1 M0 0 0 0 方 式 0 0 0 1 方 式 1 × 1 0 方 式 2 1 1 1 方 式 3 1 0 0 方 式 4 1 0 1 方 式 5

BCD

0 十六位二进制计数器 1 二十进制计数器（4个十进位）

2．8253的程序编制每个计数器的所有方式都是由系统软件通过简单的I／O操作来设 定的。

8253每个计数器的编程是通过向控制字寄存器写入控制字（A0A1＝11）而分别实现的。 3．装入计数器只有当计数值（一个或两个字节，取决于RL位的状态）写入8253，并经 过一个时钟上升沿和一个下降沿之后，数值才装入计数寄存器。在时钟下降之前读出的计数 器内容均无效。

4．方式定义

方式0：计数结束中断

方式设定操作以后输出变为低电平。当计数值装入选定的计数寄存器以后，输出将保持 低电平，计数器开始计数。当计数结束时，输出变为高电平，并且一直保持到该计数寄存器

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