23. Контрольные вопросы и задания

1.Для решения каких задач предназначен ППА?

2.Какие режимы работы имеет ППА?

3.Чем отличаются режимы обмена синхронный и с квитированием?

4.Какие устройства компьютера выполнены на основе ППА?

10. Программируемый интервальный таймер.

24. Организация счета времени и событий

10.1.Назначение, структурная схема и программирование таймера.

Программируемый интервальный таймер (ПИТ, PIT- programmable interval timer) i8253/i8254 (КР580ВИ53/ВИ54) является программируемым устройством, предназначенным для измерения времени и счета числа событий в МС. На основе ПИТ в компьютерах и контроллерах выполнены, например, системные часы, предназначенные для организации работы МС в режиме реального времени.

Связь ПИТ i8253/i8254 с МП осуществляется через системную двунаправленную 8-разрядную шину данных: D7-D0, под управлением сигналов A0, A1, , и в соответствии с таблицей 10.1.

В ПИТ входят три независимых канала с общей схемой управления (рис.10.1). Каждый канал содержит 16-разрядный вычитающий счетчик (СТО-СТ2) с частотой счета по входу CLK (CLOCK) от 0 до 2,5 МГц. Счетчики в каналах программируются индивидуально в произвольном порядке в два этапа: 1 этап - запись управляющих слов (CW) (рис.10.2) в регистры управляющих слов (рис.10.1); 2-ой - запись 1-2 байтовых слов данных (DW), задающих начальное состояние для каждого счетчика.

1. Для 16-разрядных счетчиков таймера операции записи или чтения слов DW могут выполняться либо за 1, либо за 2 раза. Программируется это разрядами D4 и D5 управляющего слова CW (рис.10.2.).

Р аботают все счетчики СТ0-СТ2 параллельно и независимо друг от друга. При подаче питания их состояния и режимы работы оказываются неопределенными, поэтому требуется инициализация таймера.

ПИТ i8254 (КР580ВИ54) является усовершенствованной совместимой с i8253 (КР580ВИ53) интегральной схемой. В этом устройстве предусмотрены новая команда чтения текущего состояния счетчиков, включая режим работы.

10.2.Режимы работы таймера

Временные диаграммы работы ПИТ приведены на рис.10.3.

Режим 0 – прерывание по окончанию счета. После записи CW на выходе OUT устанавливается 0. Если входной сигнал GATE=1, то сразу после записи DW первым срезом входного сигнала CLK внутри счетчика устанавливается код n=DW. Далее по каждому последующему срезу CLK выполняется вычитание n=n-1. При переходе n в 0 на выходе OUT устанавливается 1. Если GATE=0, то работа счетчика блокируется. Перезапуск счетчика осуществляется при записи DW. В режиме 0 минимальное записываемое в счетчик DW=2.

Режим 1 – программируемый одновибратор. После записи CW на выходе OUT устанавливается 1. После записи DW счетчик переходит в состояние ожидания фронта GATE. По каждому фронту GATE на выходе OUT вырабатывается “нулевой” (OUT=0) импульс длительностью t_OUT=nT_C (где n=DW, а T_C – период импульсов на входе CLK). Запись нового DW влияния на длительность текущего импульса на выходе OUT не оказывает. В этом режиме минимальное записываемое в счетчик DW=1.

Режим 2 – генератор тактовых импульсов. После записи CW на выходе OUT устанавливается 1. Период T_OUT сигнала OUT равен T_OUT=T_Cn (здесь также n=DW). Форма сигнала OUT такова: в течении времени T_C(n-1) сигнал OUT=1, в

течении последнего периода T_C сигнал OUT=0. При формировании GATE=0 счетчик приостанавливает счет. По фронту GATE начинает формироваться новый период T_OUT. Запись нового DW задает длительность последующих периодов, при этом длительности текущего периода не меняется. В этом режиме минимальное DW=2.

Режим 3 – генератор прямоугольных импульсов со скважностью 2. Работа счетчика в этом режиме аналогична работе в режиме 2, за исключением следующего: сигнал OUT равен 1 в течении первой половины счета и равен 0 – во второй. Если n – нечетно, то длительность сигнала OUT=1 на T_C больше чем сигнала OUT=0. Запись нового DW скажется на результате работы только при переходе OUT в другое состояние. Здесь минимальное DW=4.

Рис.10.3. Временные диаграммы работы

ПИТ: а – режим 0, б – режим 1, в – режим 2,

г – режим 3, д – режим 4, е – режим 5.

Режим 4 – одиночный программно- управляемый стробирующий сигнал. После записи CW на выходе OUT устанавливается l. Запуск счетчика происходит по окончании загрузки DW. Сигнал GATE=0 приостанавливает счет. При достижении счетчиком нулевого значения, на выходе OUT генерируется "нулевой" (OUT=0) импульс длительностью Тс. Далее счет продолжается (FF,FE,FD,…). Повторный запуск счетчика происходит после перезагрузки DW. В этом режиме минимальное DW=1.

Режим 5 - одиночный аппаратно- управляемый стробирующий сигнал. Формирует такие же импульсы, как и в режиме 4, только запуск счетчика осуществляется фронтами сигнала GATE. Перезагрузка счетчика новым DW во время счета не влияет на длительность текущего цикла. Для данного режима минимальное DW=1.

В ПИТ предусмотрены два режима чтения содержимого счетчика:

1) сигналом GATE или CLK счет останавливается, затем читаются DW (сначала младший, затем старший байты);

2) чтение содержимого счетчика без остановки его работы при записи в ПИТ управляющего слова CW с командой "Защелкивание" (см. рис.8.2). При этом текущее состояние счетчика записывается в специальный регистр, что не мешает продолжению счета. Следующие команды чтения считывают сначала младший, затем старший байты регистра. Чтение старшего байта приводит регистр в исходное состояние.