微机原理与接口技术二

微机原理与接口技术二内容摘要：

型，基本功能也是没有太大区别的。 对于本次设计选择也是没有太大的影响的。 因此本设计选择 8254 作为本课程设计中的定时计数功能模块的芯片。 同样先对 8254 作一下功能和结构上的介绍。 8254 的结构如下图所示： 8254 是一种实现定时和计数功能的外围电路，拥有 3 个独立的 16 位计数器，每个计数器都可通过程序设计的方法设定为实现定时功能的各种操作方式。 可编程时间间隔定时器芯片 8254 有以下几个特点： 1. 与所有 Intel 系列微处理器兼容 ； 2. 可以处理从 DC～ 12MHz 范围的输入频率信号 ； 3. 3 个独立的 16 位的计数器 ； 4. 最大计数范围为 0～ 65535； 5. 6 种可编程的计数模式。 该芯片内部由数据总线缓冲器、控制寄存器、读／写控制逻辑以及计数器等组成。 通过 数据总线缓冲器一方面可以向控制寄存器写入控制字，向计数器写入计数初值；另一方面也可由 CPU 通过该缓冲器读取计数器的当前计数值。 读／写逻辑的功能是接收来自 CPU 的控制信号，包括读信号、写信号、片选信号和芯片内部寄存器的寻 址信号 A A0，并完成对 8254 各计数器的读／写操作。 控制字寄存器 的方式字各位含义如下图所示： 8253 的控制字格式如图 6－ 1 所示。 图 示 8254 的控制字 接收来自 CPU 的控制字，并由控制字 D D6位的编码决定该控制字写入哪一个计数器的控制寄存器中 8254 有 3 个独立的计数器通道，每个通道的结构完全相同，如图 101 所示。 每一个通道有一个 16 位减法计数器，还有对应的 16位初值寄存器和输出锁存器。 计数开始前写入的计数初 值存于初值寄存器；计数过程中，减法计数器的值不断递减，而初值寄存器中的初值不变。 输出锁存器则用于写入锁存命令时锁定当前计数值。 A1 、 A0，地址输入线。 用于寻址 8254内部的 4 个端口，即 3 个计数器和一个控制字。 一般与 CPU 低位的地址线相连。 与外部设备的接口信号 有三类 : 即作为输入的时钟信号 CLK， 作为控制输入端口GATE 以及作为定时计数器输出信号的输出端口 OUT。 三个独立定时计数器对应的时钟信号 CLK0/1/2 是各个 时钟脉冲 的 输入端，用于输入定时脉冲或计数脉冲信号。 CLK 可以是系统时钟脉冲，也可以由其他脉冲源提供。 三个独立定时计数器对应的控制输入端口依次对应 GATE0/1/2 ，门控输入端，用于外部控制计数器的启动计数和停止计数的操作。 两个或两个以上计数器连用时，可用此信号来同步，也可用于与外部某信号的同步。 作为三个定时计数器输出端 OUT0/1/2，在不同方式的计数过程中， OUT 引脚上输出相应的信号。 除此之外，还需要有提供时钟信号的时钟产生电路。 目前，从我们所有学过的课程里，能够找到很多时钟信号发生电路，有模拟电子电路中有多 谐振荡电路实现的脉冲产生电路，数字电路课程中也有产生脉冲电路，如单稳态触发电路，施密特触发器产生的脉冲触发电路，多谐振荡电路脉冲产生电路，和石英晶体振荡电路也可以作为较为理想的脉冲产生电路。 在这些电路中，相对来说，石英晶体振荡电路产生的时钟脉冲具有频率比较稳定，选频特性好，且等效品质因数 Q值也较高，而且对于含有 CPU 芯片的电路中对时钟信号的要求较为严格，否则，系统很难正常运行。 为了保险起见，本课程设计中选用石英晶体振荡电路，作为8088 系统的时钟信号源。 再者就是还要有直流稳压电源为该系统提供正常工作所必不 可少的供电源。 微处理器 CPU8088 和定时计数器 8254 的输入电压为 5V，故采用电压较为稳定的。