• Generazione di un ritardo Generazione di un ritardo

Timer 8254

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Introduzione

• L’8254 è un interval timer event/counter,

progettato per risolvere i problemi del controllo del timing, comuni ad ogni microcomputer.

• E’ costituito da da 3 contatori indipendenti da 16 bit, che possono essere programmati dal sistema software in 6 modi di operare.

• Il data sheet completo è reperibile al

• http://www.intel.com/design/periphrl/datashts/

Timer 8254

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Funzioni implementabili con 8254

• Generazione di un ritardo Generazione di un ritardo

• Generazione di un’onda generica Generazione di un’onda generica

• Generazione del “real time clock” Generazione del “real time clock”

• Contatore di eventi Contatore di eventi

Timer 8254

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Pinout

D₇ D₆ D₅ D₄ D₃ D₂ D₁ D₀ CLK 0 OUT 0 GATE 0 GND

Vcc WR RD CS A₀ A₁

CLK 2 OUT 2 GATE 2 CLK 1

OUT 1 GATE1

82548254

Timer 8254

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Modalità

• I tre contatori di 16 bit dell’8254 possono

essere programmati tramite la Control Word in 5 modi di operare. Diamo ora una breve rassegna di tali modalità.

• Per il modo 0 e 1 verrà dettagliato il modo di interpretarne il timing, per gli altri modi si invita lo studente a derivarli analizzando il timing

Timer 8254

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Modo 0

• Il Modo 0 è usato in ogni tipologia di conteggio, ma in particolare per contare eventi.

• Dopo che la Control Word è stata scritta il segnale di OUT è posto basso e rimarrà

basso fino alla fine del conteggio.

Timer 8254

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Modo 0 ⁽

)

C W = 10 L S B = 4

W R

C L K G A T E

O U T

N N N N 0

4

0 3

0 2

0 1

0 0

F F F F

E E E E

fronte clk che imposta il modo

fronte clk che inizia il conteggio

imposto il valore iniziale

Timer 8254

Indice Imposta Esci

Modo 0 ⁽

)

W R

CLK

GATE

OUT

N N 0

3

0 2

0 1

0 0 0

2

0 2

FF FF N

N

CW = 10 LSB = 3

mentre il gate è basso il conteggio è sospeso

Timer 8254

Indice Imposta Esci

Modo 0 ⁽

)

W R

C L K

G A T E

O U T

N N N N 0

3

0 2

0 1

0 2

0 1

0 0

F F F F

C W = 10 L SB = 3 L S B = 2

restart del counter quando arriverà a zero

Timer 8254

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Modo 1

• Il Modo 1 è usato per generare il one_shot_pulse.

• OUT è inizializzato alto.

• OUT andrà basso al verificarsi di un Trigger; al termine del conteggio OUT ritornerà alto.

Timer 8254

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Modo 1 ^{(caso a)}

CW = 12 LSB = 3

WR CLK

GATE

OUT

N N N N N 0

3

0 2

0 1

0 0

0 3 FF

FF

impulsi di trigger del conteggio

Timer 8254

Indice Imposta Esci

Modo 1 ^{(caso b)}

W R

C L K

G A T E

O U T

C W = 12 L S B = 3

N N N N N 0

3

0 2

0 1

0 3

0 2

0 1

0 0

impulsi di triggerdel conteggio, il conteggio continua poiché il trigger è giunto prima di terminare il conteggio

Timer 8254

Indice Imposta

Modo 1 ⁽

di inizio dopo il retrigger

)

L S B = 4 C W = 12 L S B = 3

W R

C L K

G A T E

O U T

N N N N N 0

2

0 1

0 0

F F F F

F F F E

0 4

0 3

impulsi di trigger del conteggio

Modifica del valore

Timer 8254

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Modo 2

• Il modo 2 fa si che il contatore funzioni come un divisore.

• Tale modo è utilizzato per generare l’interrupt per tempo reale di clock (orologio del sistema).

Timer 8254

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Modo 2 ^{(Caso a)}

C W = 14 L SB = 3

W R

C L K

G A T E

O U T

N N N N 0

3

0 2

0 1

0 3

0 2

0 1

0 3

Timer 8254

Indice Imposta Esci

Modo 2 ^{(caso b)}

W R

CLK GATE

OUT

N N N 0

2

N 0

3

0 2

0 3

0 2

0 1

0 3

CW = 14 LSB = 3

Timer 8254

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Modo 2 ^{(caso c)}

CW =14 LSB = 4 LSB = 5

W R

CLK GATE

OUT

N N N N 0

4

0 3

0 2

0 1

0 5

0 4

0 3

Timer 8254

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Modo 3

• Il modo 3 è tipicamente usato per la

generazione di onde quadre. E’ simile al modo 2 eccetto per il ciclo dell’OUT.

• OUT viene inizializzato alto.

• Quando il conteggio del contatore è giunto alla metà del valore iniziale, OUT viene

posto basso per tutta la successiva metà del conteggio.

Timer 8254

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Modo 3 (caso a)

CW = 16 LSB = 4

W R

CLK GATE

OUT

N N N N 0

4

0 2

0 4

0 2

0 4

0 2

0 4

0 2

0 4

0 2

Timer 8254

Indice Imposta Esci

Modo 3 (caso b)

CW = 16 LSB = 5

WR

CLK GATE

OUT

N N N N 0

4

0 2

0 0

0 4

0 2

0 4

0 2

0 0

0 4

0 2

Timer 8254

Indice Imposta Esci

Modo 3 (caso c)

CW = 16 LSB = 4

WR

CLK GATE

OUT

N N N N 0

4

0 2

0 4

0 2

0 2

0 2

0 4

0 2

0 4

0 2

Timer 8254

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Modo 4

• OUT è inizializzato alto

• Quando il conteggio el contatore raggiunge lo zero, OUT va basso per un

impulso di CLK e poi ritorna subito alto.

Timer 8254

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Modo 4 ^{(caso a)}

LSB = 3 CW = 18

WR

CLK GATE

OUT

N N N N 0

3

0 3

0 0

0 1

FF FF

FF FE

FF FD

Timer 8254

Indice Imposta Esci

Modo 4 (caso b)

CW = 18 LSB = 3

W R

CLK

GATE

OUT

N N N N 0

3

0 3

0 2

0 1 0

3

00 00

FF FF

Timer 8254

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Modo 4 (caso c)

CW = 18 LSB = 3 LSB = 2

WR

CLK GATE

OUT

N N N N 0

3

0 2

0 1

0 2

0 1

0 0

FF FF

Timer 8254

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Modo 5

• OUT è inizializzato alto.

• Il conteggio è attivato da un Trigger.

• Quando il conteggio è terminato OUT va basso per la durata di un Impulso di CLK per poi tornare subito di nuovo alto.

Timer 8254

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Modo 5 (caso a)

CW = 1A LSB = 3

WR

CLK

GATE

OUT N N N N N 0

3

0 2

0 1

0 0

FF FF

0 3

Timer 8254

Indice Imposta Esci

Modo 5 (caso b)

CW = 1A LSB = 3

WR

CLK

GATE

OUT

N N N N N 0

3

0 2

0 3

0 2

0 1

0 0

FF FF

Timer 8254

Indice Imposta Esci

Modo 5 (caso c)

WR

CLK

GATE

OUT

CW = 1A LSB = 3 LSB = 5

N N N N N 0 0 0 0 FF 0

Timer 8254

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Block Diagram

Data Bus Buffer

Read Write Logic

Control Word Register

Counter 0

Counter 1

Counter 2

8

CLK 0 GATE 0 OUT 0

CLK 1 GATE 1 OUT 1

CLK 2 GATE 2 OUT 2 RD

WR A₀ A₁ CS D7- D0

Timer 8254

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CE

CR_L CR_M

OL_L OL_M

Control Word Register

Status Register

OUT n CLK n

Bus interno

Control Logic

Struttura di un contatore

La Control Word Register non appartiene a un contatore, ma ne definisce il modo

Timer 8254

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Status Register

• Il contenuto corrente della Control Word Register.

• Lo stato dell’ouput del Contatore.

• Lo stato del Null Counter Flag.

CE

CR_L CR_M

OL_L OL_M

Control Word Register

Status Register

OUT n GATE n

CLK n

Bus interno

Control Logic

• Lo status register, quando è stato caricato, contiene:

Timer 8254

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CE - Down Conter

• Nella figura il contatore è indicato con l’etichetta CECE (Counting C Element). Si tratta di un down E

counter presettabile sincrono di 16 bit.

CE

CR_L CR_M

OL_L OL_M

Control RegisterWord

Status Register

Bus interno

Control Logic

Timer 8254

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Output Latch (OL)

• OL_M e OL_L sono due latch di 8 bit di Output

• Contengono il valore corrente del conteggio del contatore a cui

appartengono.

CE

CR_L CR_M

OL_L OL_M

Control RegisterWord

Status Register

OUT n

GATE n CLK n

Bus interno

Control Logic

Timer 8254

Indice Imposta Esci

Counter Register

CE

CR_L CR_M

OL_L OL_M

Control RegisterWord

Status Register

OUT n

GATE n CLK n

Bus interno

Control Logic

• Normalmente sono,

entrambi, referenziati con una unica chiamata.

• Quando un nuovo valore deve essere scritto sul

contatore, il valore è caricato in CR e successivamente

trasferito in CE.

CR_M e CR_L (counter register) sono due registri di 8 bit.

Timer 8254

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Inizializzazione di un contatore

• Nel caso in cui il contatore sia stato

programmato per un solo byte, l’altro byte verrà posto a zero.

Timer 8254

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Control Word

• Tutte le Control Word sono scritte nella Control Word Register, la quale è

selezionata quando A₁, A₀ = 11. Nella Control Word viene specificato quale contatore sarà programmato.

Timer 8254

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Control Word Format

SC1 SC0 RW1RW0 M2 M1 M0 BCD SC-Select Counter

SC1 SC0

0 0 Seleziona il Contatore 0

0 1 Seleziona il Contatore 1

1 0 Seleziona il Contatore 2

1 1 Read-Back Command

D₇ D₆ D₅ D₄ D₃ D₂ D₁ D₀

Il Read Back Command attiva uno dei diversi modi per latchare, leggere i contatori...

Timer 8254

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Control Word Format

SC1 SC0 RW1RW0 M2 M1 M0 BCD RW - Read/Write

RW1RW0

0 0 Counter Latch Command

0 1 Read/Write solo il byte meno significativo

1 0 Read/Write solo il byte più significativo

1 1 Read/Write il byte meno significativo prima, poi il byte più significativo

D₇ D₆ D₅ D₄ D₃ D₂ D₁ D₀

Timer 8254

Indice Imposta Esci

Control Word Format

SC1 SC0 RW1RW0 M2 M1 M0 BCD

M - Mode M2 M1 M0

0 0 1 Modo 1

X 1 0 Modo 2

X 1 1 Modo 3

1 0 0 Modo 4

1 0 1 Modo 5

0 0 0 Modo 0

D₇ D₆ D₅ D₄ D₃ D₂ D₁ D₀

Timer 8254

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Control Word Format

SC1 SC0 RW1RW0 M2 M1 M0 BCD BCD

BCD

0 Contatore binario a 16 bit 1 Contatore Decimale BCD

(Binary Coded Decimal) a 4 decimali

D₇ D₆ D₅ D₄ D₃ D₂ D₁ D₀

Timer 8254

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Programmazione delle procedure

• La programmazione delle procedure per l’8254 è molto flessibile. Solo due convenzioni devono essere ricordate:

– Per ciascun contatore la Control Word deve essere scritta prima del suo valore di

inizializzazione.

– Il valore iniziale del contatore deve rispettare il formato specificato dalla Control Word.