15. Программируемые интервальные таймеры–счетчики (ПИТ): назначение ПИТ, основные характеристики, входные, выходные сигналы, принципы работы.

Программируемые интервальные таймеры-счетчики (ПИТ) предназначаются для:

• Для синхронизации компонентов автоматизированной системы во времени.

• Для формирования временных интервалов.

• Измерения длительности импульсов, частоты, периода сигнала.

• Деление частоты сигнала.

• Для подсчета числа событий.

Практически все ПИТ используют ТТЛ. Уровни ТТЛ: низкий – 0 В, высокий – 5 В.

Обобщенная функциональная схема ПИТ включает:

GATE

Рис. 7.1 Обобщенная функциональная схема ПИТ.

Вход CLKпри появлении на нем фронта импульса счетчик увеличивает или уменьшает содержимое регистра счетчика. В регистр счетчика можно записать некоторое число, которое называется константа пересчета, счетчик будет считать, начиная с этого значения. Содержимое регистра счетчика всегда отражает число импульсов, поступивших на входCLK.

Вход GATE– входные ворота, служит для управления счетом. ЕслиGATE= 1, счет разрешен, еслиGATE=0, счет запрещен.

Выход OUT– переключается в зависимости от выбранного режима работы. Если содержимое счетчика увеличивается при каждом импульсе на входеCLK, то при достижении максимального значения, выход переключается. Максимальное значение называетсяTerminalcount. Если содержимое счетчика уменьшается при каждом импульсе на входеCLK, то выходOUTпереключается, когда содержимое счетчика достигнет нуля. Это значение также называетсяTerminalCount. ВыходOUTподключается к элементам автоматизированной системы для синхронизации действий.

Основные характеристики счетчиков-таймеров:

1. Разрешение - определяется числом бит в регистре счетчика. Эта характеристика говорит, до какого максимального значения счетчик может считать. Современные счетчики могут считать 16-48 двоичных разрядов.

2. Максимальная тактовая частота - определяет максимальную скорость, с которой можно переключать вход CLK. При большей максимальной тактовой частоте может считать быстрее. Максимальная частота счета: 1÷100 МГц.

Рассмотрим ПИТ Intel8253,Intel8254.

Эти таймеры программно-совместимы и отличаются быстродействием.

Технические характеристики:

1. Число независимых каналов – 3;

2. Число режимов работ канала – 6;

3. Разрешение каждого канала – 16 бит;

4. Содержимое регистра счетчика уменьшается с каждым импульсом на входе CLK.Terminalcountнаступает когда содержимое счетчика становится равным нулю;

5. Максимальная тактовая частота на входе CLK:Intel8253 – 2 МГц,Intel8254 – 8 МГц;

6. Формат счета импульсов – двоичный или двоично-десятичный;

7. КМОП-технология, напряжение питания - 3÷6 В, корпус по DIP-технологии, содержит 24 вывода.

15. Программируемый интервальный таймер–счетчик (ПИТ) Intel 8254 (8253):

Программируемые интервальные таймеры-счетчики (ПИТ) предназначаются для:

• Для синхронизации компонентов автоматизированной системы во времени.

• Для формирования временных интервалов.

• Измерения длительности импульсов, частоты, периода сигнала.

• Деление частоты сигнала.

• Для подсчета числа событий.

схема подключения ПИТ к магистрали автоматизированной системы, к внешним устройствам.

7.1 Схема включения пит к автоматизированной системе (ас).

Рис. 7.2 Схема включения ПИТ к АС.

• Выводы двунаправленные, используется трехстабильная шина данных. Передача статусной информации в процессор.

• , - входы сигналов управления чтения, записи. В машинах семействаIBMPCподключаются к,.

• - выбор кристалла, подключается в шине адреса посредством дешифратора адреса. Когда =1, линиипереходят в состояние высокого импеданса – не разрешено чтение и запись; если=0, регистры таймера доступны для чтения или записи.

• , - адресные входы (4 адреса на магистрали).

Каналы счетчика таймера подключаются к внешним сигналам с помощью трех линий: CLK[0,1,2],GATE,OUT.

• CLK– сигнал такта, отрицательный фронт сигнала на входеCLKприводит к уменьшению содержимого счетного элемента.

• GATE[0, 1, 2] – служит для запуска, останова или перезапуска счета в соответствии с установленным режимом работы.

• OUT[0, 1, 2] – переключаются в зависимости от состояния терминалаcount.

Программная модель канала ПИТ, возможные операции процессора с регистрами ПИТ.

Карта программно доступных регистров пит

Регистр	Разрядность	Тип доступа	Относительный адрес
			Канал 0	Канал 1	Канал 2
Входной регистр счетчика CR	16	запись	0	1	2
Выходной регистр счетчика OL	16	чтение	0	1	2
Выходной регистр состояния SL	8	чтение	0	1	2
Регистр управляющего байта CBR	8	запись	3	3	3

7.2 Состав и назначение регистров каналов.

Управление:

CBR(ControlByteRegister) – регистр управляющего байта. 8 разрядов, относительный адрес – 3 для любого канала, номер канала должен задаваться в формате управляющего байта.

Статус/состояние:

SR(StatusRegister) – внутренний регистр состояния, процессору не доступен, хранит режим работы канала (состояние выходаOUT, состояние счетчика).

SL(StatusLatch) – выходной регистр состояния. Предназначен для чтения состояния таймера и имеется только вIntel8254. Информация изSRможет записываться вSLпо команде процессора.

Для счета:

CR(CountRegister) – входной регистр счетчика. Предназначен для хранения начального значения счетчика канала, т.е. константы пересчета. 16 – разрядный, доступен ЦП для записи. СодержимоеCRможет записываться в счетный элементCE, если это необходимо в текущем режиме работы.

CE(CounterElement) – содержимое уменьшается с каждым импульсом на входеCLK, еслиGATE= 1. ЦП не доступен. В зависимости от режима работы таймера, тем или иным способом изменяетсяOUT.

OL(OutputLatch) – выходной регистр счетчика, всегда доступен ЦП для чтения. Может использоваться для запоминания содержимогоCEбез остановки счета.

15. Системный таймер–счетчик ЭВМ семейства IBM AT:

схема включения таймера в систему, назначение каналов, адресация регистров таймера, возможности программирования каналов.

5 Синхронизация операций реального времени. Системный таймер эвм семейства ibmpcIntel8254.

Рис. 7.3 Схема включения ПИТ Intel8254 в ЭВМ семействаIBMPC.

Базовый адрес ПИТ в пространстве адресов ввода-вывода ЭВМ равен 40h. Адреса регистров каналов ПИТ принимают значения: 40h – канал 0 , 41h– канал 1, 42h– канал 2, 43h–CBR.

На входы GATEканалов 0 и 1 подан разрешающий потенциал – разрешен счет:GATE0=1,GATE1=1. СигналGATE2 управляется битом 0 управляющего регистра 61h.

Входы CLKвсех каналов подсоединены к выходу генератора импульсов.

Канал 0 таймера используется для отсчета текущего времени в системных часах времени суток, а также для синхронизации некоторых дисковых операций. При инициализации канала он программируется BIOSдля работы в режиме 3 (или 2) с двухбайтовым начальным значением счетчика равнымN=0, на выходе он вырабатывает импульсы с частотой. При таком режиме период таймера составляетТ₀~55мс.

Выход OUTнулевого канала посылает ЗП наIR0 программируемого контроллера прерываний и вырабатывает прерывание таймера (номер типа прерывания 8 –IntNo=8). Это прерывание вырабатывается всегда, если разрешены аппаратные прерывания (еслиIF=1).

BIOS выполняет следующие действия:

1. Увеличивает значение четырехбайтовой переменной на 1, расположенной по адресу [40h..60h]. Когда выполняется переход с 12 часов ночи, происходит обновление переменной и ее установка в адрес [40h..70h].

2. Уменьшает значение переменной на 1 по адресу [0000:440h]. Переменная содержит время, которое осталось до выключения мотора накопителя на гибких магнитных дисках.

3. Вызывает прерывание с номером типа IntNo=1Ch.

После инициализации системы он указывает на команду IRET. Программа пользователя может установить собственную обработку этих прерываний, чтобы выполнять какие-либо периодические действия.

Канал 0 может программироваться на более конкретные интервалы времени.

Канал 1 используется для регенерации памяти. BIOSпрограммирует его в режиме 2 с однобайтным значением счетчика (только младший байт), начальное значениеN = 18. Такой счетчик обеспечивает интервал чуть больший:T₁=18/1.193182~15мкс.

Не рекомендуется перепрограммировать канал, так как может нарушиться цикл регенерации памяти. Можно его использовать для отсчета коротких интервалов времени. Бит 4 управляющего регистра 61hизменяется каждые 15 мс.

Канал 2 таймера используется для генерации звука – соединен с динамиком. Программируется в режиме 3. Сигнал GATEуправляется битом 0 управляющего регистра 61h. ВыходOUT2 соединен с динамиком. Соединение/разъединение с динамиком управляется битом 1 порта 61h. Канал 2 может использоваться для целей отсчета времени в автоматизированной системе. Его можно программировать в любом режиме. Для контроля выходаOUTможно проверять бит 5 управляющего регистра 61h.

15. Программируемый интервальный таймер–счетчик (ПИТ) Intel 8254 (8253):

Программируемые интервальные таймеры-счетчики (ПИТ) предназначаются для:

• Для синхронизации компонентов автоматизированной системы во времени.

• Для формирования временных интервалов.

• Измерения длительности импульсов, частоты, периода сигнала.

• Деление частоты сигнала.

• Для подсчета числа событий

методика инициализации канала ПИТ