8253可编程定时/计数器：原理与应用

"该资源是关于计算机原理的第五章，主要讲解了数字量输入输出，特别是8253可编程硬件定时/计数器的工作原理和功能。" 8253是一个可编程的硬件定时/计数器，在计算机系统中扮演着重要的角色，主要用以实现定时或延时功能。它提供了三种独立的16位计数通道，每个通道都能以二进制或十进制（BCD码）模式进行计数，并且最高计数速率可达2.6MHz。此外，每个通道具有六种不同的工作模式，这些模式可以通过程序灵活设置和更改。 8253的工作涉及到以下几个核心概念： 1. **计数初值的置入**：计数器的初始计数值需要通过数据总线写入，这通常在设备初始化时完成。控制字寄存器用于存放控制信息，包括计数模式和初值设定。 2. **计数的启动**：计数过程可以由外部信号（如CLK）触发，也可以通过门控信号（GATE）启动。当GATE信号为1时，计数器开始工作；为0时，计数停止。 3. **输出的变化**：当计数器的计数值从预设的初值减到0时，对应的OUT端口会输出一个信号，这种机制常用于产生中断或触发其他系统事件。 8253的内部结构包括： - **三个计数器**：每个都是16位的减法器，能进行二进制或BCD码的减法计数。 - **数据总线缓冲器**：负责在读写操作中传输信息。 - **读/写逻辑**：控制数据的流入和流出。 - **控制字寄存器**：存储控制字，定义计数器的操作模式和初始值。 8253的外部引脚包括数据线（D7~D0）、地址线（A0和A1）、片选线（CS）、读写线（RD和WR），以及与计数相关的CLK、GATE和OUT引脚。其中，CLK接收输入脉冲，GATE控制计数器是否工作，而OUT则输出计数结束的信号。 内部寄存器的读写是通过地址线和控制线来实现的。表5.5详细列出了不同地址对应的不同内部寄存器，以及如何读取或写入这些寄存器中的数据。 8253是一个功能强大的定时/计数器，广泛应用于需要精确时间控制的系统中，如操作系统调度、I/O设备同步和各种定时任务。理解其工作原理和操作机制对于深入学习计算机硬件和系统设计至关重要。