Программирование таймера на уровне портов
Таймеру соответствуют четыре порта ввода/вывода со следующими адресами:
- 40h - канал 0;
- 41h - канал 1;
- 42h - канал 2;
- 43h - управляющий регистр.
Приведем формат управляющего регистра: 7 6 5 4 3 2 1 0 T-T-T-T-T-T-T-¬ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ LT+T+T+T+T+-+T+T- LT- LT- L=T=- L= BCD: 0 - двоичный счет; ¦ ¦ ¦ 1 - двоично-десятичный счет. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ L===== M: 000 - режим 0; ¦ ¦ 001 - режим 1; ¦ ¦ X10 - режим 2; ¦ ¦ X11 - режим 3; ¦ ¦ 100 - режим 4; ¦ ¦ 101 - режим 5. ¦ ¦ ¦ L========== RW: 00 - код команды CLC (запомнить CE); ¦ 01 - чтение/запись старшего байта; ¦ 10 - чтение/запись младшего байта; ¦ 11 - чтение/запись младшего, затем ¦ старшего байта. ¦ L============== SC: 00 - канал 0; 01 - канал 1; 10 - канал 2; 11 - код команды RBC (чтение состояния канала).
Поле BCD определяет формат константы, использующейся для счета - двоичный или двоично-десятичный. В двоично-десятичном режиме константа задается в диапазоне 1-9999.
Поле M определяет режимы работы микросхемы 8254:
- 0 - прерывание от таймера;
- 1 - программируемый ждущий мультивибратор;
- 2 - программируемый генератор импульсов;
- 3 - генератор меандра;
- 4 - программно-запускаемый одновибратор;
- 5 - аппаратно-запускаемый одновибратор.
Мы будем рассматривать только режим 3, так как именно он используется в каналах 0 и 2.
Поле RW определяет способ загрузки констант через однобайтовый порт. Если в этом поле задано значение 00, это управляющее слово будет использоваться для фиксации текущего содержимого регистров счетчика CE в буферном регистре OL с целью чтения программой. Это код команды CLC - фиксация регистров. Код канала, для которого будет выполняться фиксация, должен быть указан в поле SC. Поля M и BCD при этом не используются.
Поле SC определяет номер канала, для которого предназначено управляющее слово. Если в этом поле задано значение 11, будет выполняться чтение состояния канала.
Приведем формат команды RBC чтения слова состояния канала: 7 6 5 4 3 2 1 0 T-T-T-T-T-T-T-¬ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ LT+T+T+T+T+T+T+T- LT- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ L= равно 0. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ L=== 1 - выбор канала 0. ¦ ¦ ¦ ¦ L===== 1 - выбор канала 1. ¦ ¦ ¦ L======= 1 - выбор канала 2. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ L========= STAT: 0 - читать состояние каналов; ¦ ¦ 1 - не читать состояние каналов. ¦ ¦ ¦ L=========== CNT: 0 - запомнить текущее содержимое CE; ¦ 1 - не запоминать содержимое CE. ¦ L============== код команды RBC - 11.
С помощью этой команды вы можете выполнять операции чтения состояния каналов либо запоминание регистра счетчика CE каналов. Можно выполнять эти операции как для отдельных каналов, так и для всех каналов одновременно, если установить соответствующие биты (1, 2, 3) в 1.
Формат слова состояния канала напоминает формат регистра управляющего слова, за исключением двух старших разрядов 7 и 6: 7 6 5 4 3 2 1 0 T-T-T-T-T-T-T-¬ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ LT+T+T+T+T+-+T+T- ¦ ¦ LT- L=T=- L= BCD: 0 - двоичный счет; ¦ ¦ ¦ ¦ 1 - двоично-десятичный счет. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ L===== M: 000 - режим 0; ¦ ¦ ¦ 001 - режим 1; ¦ ¦ ¦ X10 - режим 2; ¦ ¦ ¦ X11 - режим 3; ¦ ¦ ¦ 100 - режим 4; ¦ ¦ ¦ 101 - режим 5. ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ L========== RW: 00 - код команды CLC (запомнить CE); ¦ ¦ 01 - чтение/запись старшего байта; ¦ ¦ 10 - чтение/запись младшего байта; ¦ ¦ 11 - чтение/запись младшего, затем ¦ ¦ старшего байта. ¦ ¦ ¦ L============= FN: флаг перезагрузки констант; L=============== OUT: состояние выхода OUT.
Разряд FN используется, в основном, в режимах 1 и 5 для определения, произошла ли загрузка константы из регистра CR в регистр счетчика CE.
Разряд OUT позволяет определить состояние выходной линии канала OUT в момент выполнения команды RBC.
Для программирования канала таймера необходимо выполнить следующую последовательность действий:
- вывести в порт управляющего регистра с адресом 43h управляющее слово;
- требуемое значение счетчика посылается в порт канала (адреса 40h...42h), причем вначале выводится младший, а затем старший байты значения счетчика.
Сразу после этого канал таймера начнет выполнять требуемую функцию.
Для чтения текущего содержимого счетчика CE необходимо выполнить следующее:
- вывести в порт управляющего регистра код команды CLC (команда запоминания содержимого регистра CE);
- вывести в порт управляющего регистра код команды запроса на чтение/запись в регистры канала (поле RW должно содержать 11);
- двумя последовательными командами ввода из порта нужного канала ввести младший и старший байты текущего сосотояния счетчика CE.
Для чего вам может понадобиться перепрограммирование каналов таймера?
Если вам надо повысить точность измерения времени, выполняемого с помощью канала 0 таймера, вы можете увеличить частоту генерируемых этим каналом импульсов (стандартно 18,2 Гц). По окончании измерений режим работы канала необходимо восстановить для правильного функционирования системы.
Канал 2, подключенный к громкоговорителю, вы можете использовать для генерации различных звуков или музыки, о чем мы расскажем немного позже. Этот же канал может быть использован для генерации случайных чисел.
Приведем пример программы, отображающей слово состояния и содержимое счетчика для всех трех каналов таймера: #include <stdio.h> #include <conio.h> main() { unsigned i; printf("\n\nКанал 0" "\n-------" "\n"); // Читаем слово состояния канала, // команда 0xe2 = 11100010B outp(0x43, 0xe2); printf("\nСлово состояния канала: %02.2X", inp(0x40)); // Читаем текущее состояние регистра счетчика // канала. Для этого вначале выдаем команду CLC // для канала 0. Код этой команды - 0x00 outp(0x43, 0x00); // Вводим младший и старший байты счетчика // и отображаем его. i = inp(0x40); i = (inp(0x40) << 8) + i; printf("\nРегистр счетчика: %04.4X",i); // Повторяем те же действия для 1 и 2 каналов. printf("\n\nКанал 1" "\n-------" "\n"); outp(0x43, 0xe4); printf("\nСлово состояния канала: %02.2X",inp(0x41)); outp(0x43, 0x40); i = inp(0x41); i = (inp(0x41) << 8) + i; printf("\nРегистр счетчика: %04.4X",i); printf("\n\nКанал 2" "\n-------"); outp(0x43, 0xe8); printf("\nСлово состояния канала: %02.2X",inp(0x42)); outp(0x43, 0x80); i = inp(0x42); i = (inp(0x42) << 8) + i; printf("\nРегистр счетчика: %04.4X",i); exit(0); }
