8254可编程定时器/计数器:原理与应用

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"本文主要介绍了8254可编程定时器/计数器芯片的原理、功能和应用,包括其在PC机中的使用,并详细阐述了8254的3个独立计数器通道、6种工作方式以及内部结构。" 8254可编程定时器/计数器芯片是一种在微机系统中广泛应用的硬件定时和计数设备。它具有三个独立的16位计数通道,每个通道都可以独立设置工作模式,以满足各种定时和计数需求。这些通道可以按照二进制或十进制(BCD码)进行计数,并且在工作之前需要预先设定时间常数。在运行过程中,CPU能够读取当前计数值,甚至在计数过程中改变时间常数,这为系统提供了极大的灵活性。 8254的每个计数器都包含一个预置寄存器、一个减1计数器和一个输出锁存器。预置寄存器存储初始计数值,减1计数器在接收到时钟脉冲时递减,而输出锁存器则在接收到锁存命令时保存当前的计数值,以供CPU读取。 8254的工作方式主要有以下六种: 1. **方式0**:简单的二进制计数,当计数值减到0时,产生中断。 2. **方式1**:单拍模式,计数器在达到预置值后停止,仅产生一次中断。 3. **方式2**:波特率发生器,提供固定频率的输出,用于串行通信。 4. **方式3**:周期性中断,计数器在每次计数到0时都会产生中断。 5. **方式4**:软件触发的单拍模式,计数器在接收到软件触发信号后开始计数,计数到0时产生中断。 6. **方式5**:硬件触发的单拍模式,计数器在接收到外部硬件触发信号后开始计数,同样在计数到0时产生中断。 8254芯片还具有GATE输入,允许外部信号控制计数的开始和停止,以及输出信号OUT,可以用来驱动其他硬件设备。此外,它有多个时钟输入CLK0、CLK1和CLK2,使得每个通道可以独立选择不同的时钟源。 8254在PC机中的应用广泛,如系统定时、去抖处理、键盘扫描延迟、控制工序定时启动等。由于其强大的定时和计数功能,8254常被用于实时操作系统、工业自动化、数据采集系统等领域。 总结起来,8254可编程定时器/计数器芯片是一个高效、灵活的硬件定时和计数解决方案,通过其丰富的功能和多种工作模式,能够满足复杂系统的多样化定时和计数需求。