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2．1 8254简介
可编程定时器／计数器是为方便计算机系统的设计和应用而研制的，定时值及其范围可以很容易地由软件来控制和改变，能够满足各种不同的定时和计数要求，因此得到广泛应用。8254是Intel公司生产的通用定时／计数器，是在8253的基础上稍加改进而推出的改进型产品，两者硬件组成和引脚完全相同。
8254是24脚双列直插式芯片，用+5 V电源供电。芯片内有3个相互独立的16位定时／计数器。主要管脚如图2所示。
数据线D0～D7与CPU的数据总线相连接，是双向三态的数据线，用于与CPU交换信息。读信号RD是一个低电平有效的由CPU发来的控制信号，RD信号通知8254，CPU要读8254中的某个通道的计数值或状态字，也就是说由RD来读取8254中的某个计数器的相关内容；WR是一个低电平有效的由CPU发来的控制信号，CPU通过此信号向8254发送控制字和计数值；片选信号CS是一个低电平有效的信号，CPU用此信号来选择8254。在芯片不被选中的情况下，读信号和写信号没有意义，也不起作用；地址线A1，A0一般接到系统地址总线的A1，A0上，它们的功能是编码选择3个通道和1个控制寄存器，其端口编码略，CS，RD，WR，A1和A0组合起来才能对寄存器进行选择和操作。
CLK0～CLK2是3个通道的外部时钟脉冲收入线，是8254作计数器或定时器的计数脉冲；GATE0～GATE2是3个通道的门控信号输入线，高电平有效，用于启动或禁止通道工作的外部信号；OUT0～OUT2是3个通道的计数为0／定时时间到脉冲输出线，输出波形取决于8254通道的工作方式。
8254的每一个计数器都有6种工作方式。不同的工作方式下，计数过程的启动方式不同，OUT端的输出波形不同，自动重复功能、GATE的控制作用以及更新计数初值对计数过程的影响也不完全相同。同一芯片中的3个计数器，可以分别编程选择不同的工作方式。三自由度运动平台数／模转换电路中的计数器使用了方式1和方式2。
2．1．1 工作方式1
8254工作方式1——可编程单次脉冲，是一种硬件启动计数工作方式，不能自动重复但通过GATE的正跳变可使计数过程重新开始。在写入方式1的控制字后，OUT成为高电平，在写入计数初值后，要等GATE信号出现正跳变时才能开始计数。在下一个CLK脉冲到来后，OUT变低，将计数初值送入计数器并开始减1计数，直到计数器减到0后OUT变为高电平。
计数过程一旦启动，GATE即使变成低电平也不会使计数中止。计数完成后若GATE再来一个正跳变，计数过程又重复1次。也就是说对应GATE的每一个正跳变，计数器都输出1个宽度为N*TCLK(其中N为计数初值，TCLK为CLK信号的周期)的负脉冲，因此称这种方式为可编程单次脉冲方式，计数初值N=3的工作波形图如图3所示。
在计数过程启动之后计数完成之前，若GAFE又发生正跳变，则计数器又从初值开始重新计数，OUT端仍为低电平，两次的计数过程合在一起使OUT输出的负脉冲加宽了。
