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Intel 8253 - 可编程间隔定时器
Intel 8253 和 8254 是可编程间隔定时器 (PTI)，专为微处理器设计，使用三个 16 位寄存器执行计时和计数功能。每个计数器有两个输入引脚，即时钟和门，还有一个“OUT”输出引脚。要操作计数器，需要在其寄存器中加载一个 16 位计数。根据命令，它开始递减计数，直到达到 0，然后它生成一个脉冲，可用于中断 CPU。
8253 和 8254 的区别
下表区分了 8253 和 8254 的特性：
| 8253 | 8254 |
|---|---|
| 其工作频率为 0 - 2.6 MHz | 其工作频率为 0 - 10 MHz |
| 它使用 N-MOS 技术 | 它使用 H-MOS 技术 |
| 不支持读回命令 | 支持读回命令 |
| 不能交错读取和写入同一个计数器。 | 可以交错读取和写入同一个计数器。 |
8253/54 的特性
8253/54 最突出的特性如下：
它具有三个独立的 16 位向下计数器。
它可以处理从 DC 到 10 MHz 的输入。
这三个计数器可以编程为二进制或 BCD 计数。
它几乎兼容所有微处理器。
8254 有一个强大的命令，称为读回命令，允许用户检查计数值、编程模式、当前模式和计数器的当前状态。
8254 架构
8254 的架构如下：
8254 引脚描述
以下是 8254 的引脚图：
在上图中，有三个计数器、一个数据总线缓冲器、读/写控制逻辑和一个控制寄存器。每个计数器有两个输入信号 - 时钟和门，以及一个输出信号 - OUT。
数据总线缓冲器
它是一个三态、双向、8 位缓冲器，用于将 8253/54 接口到系统数据总线。它具有三个基本功能：
- 编程 8253/54 的模式。
- 加载计数寄存器。
- 读取计数值。
读/写逻辑
它包括 5 个信号，即 RD、WR、CS 和地址线 A0 & A1。在外设 I/O 模式下，RD 和 WR 信号分别连接到 IOR 和 IOW。在存储器映射 I/O 模式下，这些连接到 MEMR 和 MEMW。
CPU 的地址线 A0 & A1 连接到 8253/54 的 A0 和 A1 线，CS 连接到解码地址。控制字寄存器和计数器根据 A0 & A1 线上的信号进行选择。
| A1 | A0 | 结果 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 计数器 0 |
| 0 | 1 | 计数器 1 |
| 1 | 0 | 计数器 2 |
| 1 | 1 | 控制字寄存器 |
| X | X | 无选择 |
控制字寄存器
当 A0 & A1 线为逻辑 1 时访问此寄存器。它用于写入命令字，该命令字指定要使用的计数器、其模式以及读或写操作。下表显示了各种控制输入的结果。
| A1 | A0 | RD | WR | CS | 结果 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 写入计数器 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 写入计数器 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 写入计数器 2 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 写入控制字 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 读取计数器 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 读取计数器 1 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 读取计数器 2 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 无操作 |
| X | X | 1 | 1 | 0 | 无操作 |
| X | X | X | X | 1 | 无操作 |
计数器
每个计数器由一个单一的 16 位向下计数器组成，可以以二进制或 BCD 方式操作。其输入和输出由控制字寄存器中存储的模式选择配置。程序员可以读取任何三个计数器的内容，而不会影响正在进行的实际计数。