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第 9 章计数器和定时器电路 Intel 8253/8254-PIT
在控制系统中,常常要求有一些实时时钟以实现定时或延时控制,如定时中断、定
时检测、定时扫描等,也往往要求有计数器能对外部事件计数。
要实现定时或延时控制,有三种主要方法:软件定时、不可编程的硬件定时、可编
程的硬件定时器。
软件定时——即让计算机执行一个程序段,这个程序段本身没有具体的执行目的,
但由于执行每条指令都需要时间,则执行一个程序段就需要一个固定的时间。通过正确
地挑选指令和安排循环次数很容易实现软件定时,但软件定时占用了 CPU 的时间,降低
了 CPU 的利用率。
不可编程的硬件定时可以采用小规模集成电路器件如 555,外接定时部件——电阻
和电容构成。这样的定时电路简单,而且利用改变电阻和电容,可以使定时在一定的范
围内改变。但是,这种定时电路在硬件连接好以后,定时值及定时范围不能由程序(软
件)来控制和改变,由此就生产了可编程的定时器电路。
可编程定时器电路的定时值及其范围,可以很容易地由软件来确定和改变。所以,
功能较强,使用灵活。本章就介绍这种定时器电路。

§ 概述
Intel 系列的计数器/定时器电路为可编程序间隔定时器 PIT(Programmable
Interval Timer),型号为 8253,改进型为 8254。
Intel 8253 具有 3 个独立的 16 位计数器通道,使用单一 5V 电源,它是 24 个引脚
的双列直插式器件。
8253-PIT 的主要功能
Intel 8253-PIT 具有以下主要功能:
(1) 一个芯片上有三个独立的 16 位计数器通道;
(2) 每个计数器都可以按照二进制或二—十进制计数;
(3) 每个计数器的计数速率可高达 2MHz。(82C54-2计数频率可达到 10MHz);
(4) 每个通道有 6 种工作方式,可由程序设置和改变;
(5) 所有的输入输出都与 TTL 兼容。
8253-PIT 的内部结构
8253 的内部结构如图 9-1 所示。

这是 8253 与 CPU 数据总线连接的 8 位双向三态缓冲器。CPU 用输入输出指令对 8253
进行读写的所有信息,都是通过这 8 条总线传送的。包括:
(1) CPU 在初始化编程时,写入 8253 的控制字;
(2) CPU 向某一通道写入的计数值;
(3) CPU 从某一个通道读取的计数值。

这是 8253 内部操作的控制部分。首先有选片信号CS 的控制部分,当CS 为高电平(无
效)时,数据总线缓冲器处在三态,与系统的数据总线脱开,故不能进行编程,也不能
进行读写操作。其次,由这部分选择读写操作的端口(三个计数器及控制字寄存器),也
由这部分控制数据传送的方向,读——数据由 8253 传向 CPU,写——数据由 CPU 传向
8253。

在 8253 的初始化编程时,由 CPU 写入控制字以决定通道的工作方式。此寄存器只
能写入而不能读出。
0,计数器 1,计数器 2
这是三个计数器/定时器通