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1、微机接口技术与应用(第三章）,本章内容3.1 基本概念3.2 可编程定时/计数器8253-5/8254-23.3 8253-5/8254-2的应用举例,本章首页,日时钟、实时钟、时间延迟,2）计数,3）定时与计数的关系,频率声音音乐,微机系统中的定时,定时/计数,1）定时：,内部定时：计算机本身运行的时间 基准或时序关系；由计算机硬件决定，用户无法更改,外部定时：外设实现某种功能时，本身所需的时序关系时序配合：考虑外设与CPU连接时，以计算机的时序关系为依据，以满足计算机的时序要求,典型的延时程序：MOVCX,nWAIT:LOOPDELAY,常见硬件定时芯片：Intel8253/8254、Zi
2、log的CTC 等等,3.2 可编程定时/计数器8253-5/8254-2,8253/8254主要特性：3个独立的、16位的、减1计数通道（T0T2）；每个通道有自己的GATE、CLK、OUT；6种工作方式,外部特性与内部结构,1）外部特性（见P32 图3.1）,24脚、双列直插、+5V供电,本章首页,数据总线缓冲器：8位、双向、三态；连接内、外数据线控制命令寄存器：接收控制字，控制工作方式，只写,2）内部结构,本章首页,本章首页,读写控制逻辑：接收CPU的地址、读/写信号，选中一个端口并确定传送方向,计数初值,8253/8254是逆计数器（减1计数器），减1计数器减为0时输出有效。,编程命令
3、,1）8253/8254的初始化,写入方式字：向控制端口写入方式字，选择通道、确定工作方式写入计数初值：按方式字的要求向指定通道装入计数初值,定时的计数初值(时间常数)为：,命令字的作用工作方式字：选择通道、确定工作方式锁存命令：将选定计数通道的当前计数值锁存，以便读取,2）命令字格式,SC1SC0：通道选择00：通道0（T0）01：通道1（T1）10：通道2（T2）11：不用,其中：,初始化举例现有一频率为2MHz的时钟信号，利用T1定时20ms，试对8253初始化（方式3）,40000H,本章首页,本章首页,工作方式及特点,3）8253/8254的读操作,读初值：直接读，按初始化时指定的长
4、度和顺序读读当前值：先锁存再读,读取当前值的作用：求当前所计脉冲数如：上例中BX减去CX即为当前所计脉冲的个数,区分6种工作方式的标志有如下几点:启动计数器的触发方式输出波形计数过程中门控信号的作用在计数过程中写入新初值的处理方式,本章首页,1）0方式低电平输出（GATE信号上升沿继续计数）,本章首页,2）1方式低电平输出（GATE信号上升沿重新计数）,输出波形：计数过程中为低电平，减为0变高，并结束,周期：N*TCLK高低电平比：N-1:1,3）2方式周期性负脉冲输出,输出波形：计数过程中为高电平，减为1时变低，维持1个时钟周期，再次变高并重新装入计数初值，重复计数过程,计数过程中写入新初值
5、：等计数器计数回零，输出完负脉冲后，再开始新过程,具有自动重新装载计数初值的功能每当减1计数器的值减为0，就将初值寄存器的内容重新装入减1计数器，重新开始计数，输出重复波形,本章首页,4）3方式周期性方波输出,输出波形：输出占空比为1:1或近似1:1的方波。初值为偶数时，前半周为高电平，后半周为低电平；初值为奇数时，前一半加1的计数过程中为高电平,计数过程中写入新初值：计数器回零，输出完整的方波后，再开始新过程,本章首页,周期：N*TCLK高低电平比：1:1(N为偶数);(N为奇数),与方式2一样具有自动重新装载计数初值的功能，与方式2的区别仅在于输出波形不同,本章首页,5）4方式单次负脉冲输
6、出（软件触发）,输出波形：方式设定后输出为高电平，并维持，减为0时变低，维持1个时钟周期，再次变高并结束,计数过程中写入新初值：待原过程结束并输出完负脉冲后开始新过程,本章首页,6）5方式单次负脉冲输出（硬件触发）,输出波形：计数过程中为高，结束时输出宽度为1个时钟周期的负脉冲并结束,触发方式同1方式输出波形同4方式,7）6种方式的比较：,触发方式：方式1和方式5为硬件触发；其余为软件触发,输出波形：方式2和方式3输出重复波形，其余为单次波形；方式0、1基本相同，方式4、5相同,本章首页,本章首页,日时钟,1）要求设计一个计一天时间的日计时器日时钟,2）分析,思路：找一个定时准确的计时单位,新
7、计时单位的建立,统计计时单位的计数单元,思路：在BIOS数据区设置两个字单元TIMER_LO(40H:6CH)和TIMER_HI(40H:6EH)用T0输出的方波产生中断，在服务程序中对双字单元加1，若TIMER_HI0018H且TIMER_LO00B0H，说明已计满24小时，双字单元清0，再开始第二天的计时,3）设计,硬件设计,主要由T/C(8253/8254)和中断控制器8259A构成,本章首页,软件设计,主要功能,双字单元加1软驱马达关闭时间控制调用定时报时中断1CH,本章首页,稳定定时,1）要求实现5秒钟的稳定定时（不依赖于机器速度）,2）分析,3）设计（只涉及软件）,限定时1小时之内
8、,缺点：占用CPU时间,发生器,1）要求,利用8253发600Hz的声音，按任意键开始发声，长/短音交替，按ESC键停止,8253的T2的输入时钟频率1.1931816MHz,本章首页,3）设计,发声控制包括：,硬件设计：系统板上8253的地址40H43H,软件设计：由主程序和发声子程序组成,本章首页,3.4.1 MC146818特性及工作原理,MC146818外部引脚图,3.4 实时钟电路及其应用,本章首页,MC146818在系统中连接框图,本章首页,实时钟工作原理示意图,本章首页,COMS RAM实时钟信息存放位置表,可以用INT 1A功能读取或设置这些值。,本章首页,3.4.2 实时钟状
9、态寄存器,3.4.3 RT/CMOS RAM操作,815EP芯片组82801BA的RTC电路包含128字节标准CMOS RAM 区和128字节扩展CMOS RAM区。,访问RT/CMOS RAM的端口地址范围从70H77H。其中，70H和71H用来访问标准CMOS RAM 区，72H,73H用来访问扩展CMOS RAM 区。,状态寄存器A状态寄存器B状态寄存器C状态寄存器D,本章首页,MOVAL，6H；6H是存放星期几的单元偏移地址OUT70H，AL；送地址端口JMPSHORT$+2；芯片I/O延时要求（段内转移）INAL，71H；读数据端口MOVAH,AL；AH中存放的是当前“星期几”的信息
10、；0表示星期日,本章首页,实时钟信息读写操作:（P53）,1、读操作:,2、写操作:,MOVAL，4H；4H是存放“小时的单元偏移地址OUT70H，AL；送地址端口JMPSHORT$+2：芯片I/O延时要求（段内转移）INAL，3；3是要求写入的小时数MOV071H,AL；写数据端口,3.4.4 CMOS 密码的破解,movAL,2EHout 70H,AL movAL,00H out 71H,AL movAL,2FHout 70H,AL movAL,00H out 71H,AL,CMOS中偏移为2EH和2FH的位置放的是标准校验和,基本原理是破坏CMOS中的设置，使得开机后必须重新设置CMOS，从而破解密码。,本章首页,本章要点微机系统中的定时、时序配合8253/8254的主要特性、8253/8354计数初值的计算8253/8254的初始化8253/8254的6种方式的主要区别、应用场合作业:P54.4、5、10,本章首页,
