接口技术(共85张PPT).pptx

接口技术在计算机领域中扮演着至关重要的角色，它涉及到设备之间的通信、系统级的定时与计数等功能。本文主要探讨了定时器/计数器这一接口技术的核心概念，并以Intel的8253/8254为例进行深入解析。 定时与计数是接口技术的基础，计数器通过在每个时钟周期执行减1操作来实现定时功能。如果输入的时钟脉冲频率精确，计数器的计数值就能表示特定的时间间隔。例如，一个计数器在1ns的时钟周期内计数109次，就可实现1s的定时。定时器与计数器在硬件层面是同构的，常见的计数器/定时器芯片如Intel的8253/8254被广泛应用于计算机系统，用于驱动系统时钟、任务调度等。 计算机系统中的定时方法分为软件定时和硬件定时。软件定时通过编写循环程序实现，但这种方法占用CPU时间，且延时时间受主机频率影响，通用性较差。硬件定时则由专门的定时器芯片实现，如Intel 8253/8254和Zilog CTC，这种方法定时准确，且不占用CPU资源。 8253/8254是一款典型的可编程定时器/计数器，它具有三个独立的计数器（计数器0-计数器2），每个计数器都有16位结构，支持二进制和压缩BCD码格式。计数器包括计数初值寄存器、减1寄存器和锁存寄存器，分别用于保存初始计数值、执行计数操作和锁存当前计数值。 8253/8254的控制字寄存器通过D7D6位指定工作计数器，A0A1=11时写入控制字。每个计数通道有一个计数脉冲输入（CLK）、计数门控制信号（GATE）和计数结束输出（OUT，当计数到0时产生中断信号）。计数器工作模式可以通过编程进行设置，例如选择工作模式1，设置计数初值，然后通过端口地址向计数器写入数据。 编程8253/8254时，需要注意计数器的独立工作能力，可以任意选择先开始工作的计数器。写入命令通常包括设置工作模式、计数初值，而读出命令则需要先发锁存命令再读取当前计数值。例如，要设置计数器0工作在方式1，计数初值为1000H，首先写入低字节，然后写入高字节。对于计数器1，若要工作在方式2，计数初值为50H，只需写入低字节即可。 8253/8254的端口地址通常是40H-43H，其中计数器0的端口地址由A1A0=0决定，是最低的地址。通过这些端口，CPU可以直接与8253/8254交互，实现精确的定时和计数操作，从而满足系统对时间同步和事件计数的需求。 接口技术中的定时器/计数器是计算机系统不可或缺的组成部分，它们通过精确的时序控制，确保了操作系统和硬件设备间的协调运作。Intel 8253/8254等硬件定时器的灵活编程和高效性能，使得它们在实时系统、嵌入式系统以及各种需要定时功能的应用中得到了广泛应用。