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1、,*,*,第8章 可编程计数器定时器8253及其应用,定时与计数器的概念,定时器：,在时钟信号作用下，进行定时的减“1”计数，定时时间到（减“1”计数回零），从输出端输出,周期均匀、频率恒定,的脉冲信号。由上述可知，定时器强调的是精确的时间。,定时举例：,一天24小时的计时，称为日时钟。,在监测系统中，对被测点的定时取样。,在读键盘时，为去抖，一般延迟一段时间，再读。,在微机控制系统中，控制某工序定时启动。,12/11/2024,1,第8章 可编程计数器定时器8253及其应用,在计算机系统中往往需要实现定时、延时控制，或对外部事件进行计数等功能。常用下列方法实现：,软件定时,不可编程硬件定时,
2、可编程硬件定时,12/11/2024,2,1、软件定时：,利用微处理器执行一个,延时程序段,实现。通用性、灵活性好，不需硬件；但在定时过程中，,占用CPU的时间资源,。,2、不可编程硬件定时：,采用分频器、单稳电路或简易定时电路等,硬件,控制定时时间。通用性、灵活性差，其电路参数决定后，无法改变定时时间。但,不占用CPU的时间。,3、可编程硬件定时：,软件硬件相结合,、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路。通用、灵活，可以和CPU同步工作，通过输入控制字和时间常数，可以灵活修改其定时时间；可工作在计数或定时的不同工作方式下。,12/11/2024,3,8253是一种常用的可编程定时/计
3、数芯片。,3,个独立的,16,位计数器通道,每个计数器有,6,种工作方式,按二进制或十进制（,BCD,码）计数,要求：,了解8253的主要外部引脚及功能；,了解8253的6种工作方式及控制字；,重点掌握8253的寻址、连接及初始化。,12/11/2024,4,可编程定时器8253引脚图,D0,D7：双向数据线，用以传送数据和控制字。,：片选信号，低电平有效。,：读控制信号，低电平有效。,：写控制信号，低电平有效。,1 8253外部引脚和内部结构,12/11/2024,5,A,0,、A,1,：,8253内部计数器和控制寄存器的编码选择信号。,A,1,A,0,端口选择,0 0,通道0（0号计数器）
4、,0 1,通道1（1号计数器）,1 0,通道2（2号计数器）,1 1,控制字寄存器,CLK,02,：,每个计数器的时钟输入端。,每输入一个时钟信号（下降沿），计数器的计数值减1。,GATE,02,：,门控信号，,计数器的控制输入信号，用来控制计数器的工作。可分成,电平控制,和,上升沿控制,两种类型。,OUT,02,：,计数器输出信号，,用来产生不同方式工作时的输出波形。,一次计数过程结束，产生一个输出信号。,12/11/2024,6,数据总线缓冲器。,它是一个三态、双向8位寄存器，用于将8253与系统数据总线D,0,D,7,相连。,读/写逻辑。,控制命令寄存器。,它接受CPU送来的控制字。,计
5、数器。,8253有3个独立的计数器（计数通道），其内部结构完全相同.,定时器/计数器的内部结构：,8253,CLK,GATE,OUT,12/11/2024,7,可编程定时器8253内部结构框图,12/11/2024,8,可编程定时器8253的控制字格式如图8-3所示。,8253的控制字D,0,用来定义用户所使用的计数值是二进制,数还是BCD数。允许使用的二进制数为0000H,FFFFH，十进,制数为0000,9999。当初始计数值为0000时，对应最大计数,值。,8253每个计数器都有自己的16位计数值寄存器。,2 8253的控制字,12/11/2024,9,8253控制寄存器的格式,SC,1
6、,SC,0,RW,1,RW,0,M,2,M,1,M,0,BCD,1-计数值为BCD码格式,0-计数值为二进制格式,M2 M1 M0 方式选择,0 0 0 方式0,0 0 1 方式1,/1 0 方式2,/1 1 方式3,1 0 0 方式4,1 0 1 方式5,0 0-对计数器进行锁存,0 1-只读/写低8位字节,1 0-只读/写高8位字节,1 1-先读/写低8位字节,再读/写高8位字节.,0 0-选计数器0,0 1-选计数器1,1 0-选计数器2,1 1-无意义,12/11/2024,10,（1）方式控制字：30H00 11 000 0B,例1：,（1）设置8253的计数器0为方式0工作，采用二
7、进制计数，先低后高写入计数值。,（2）设置8253的计数器1为方式2工作，采用二进制计数，先低后高写入计数值。,（2）方式控制字：74H01 11 010 0B,12/11/2024,11,例,2,：要求读出并检查,1,号计数器的当前计数值是否是全“,1”,（假定计数值只有低,8,位），其程序段为,MOV DX,307H,；,命令口,L,：,MOV AL,，,01000000B,；,1,号计数器的锁存命令,OUT DX,，,AL,；,写入命令寄存器,MOV DX,，,305H,；,1,号计数器数据口,IN AL,，,DX,；,读,1,号计数器的当前计数值,CMP AL,，,0FFH,；,比较,
8、JNE L,；,非全“,1”,，再读,HLT,；,是全“,1”,，暂停,12/11/2024,12,8253内部有3个相同的16位计数器，它们都能以6种方式工,作，具体由方式控制字确定。,（1）方式0,计数结束产生中断,（2）方式1,可重复触发的单稳态触发器,（3）方式2,频率发生器,（4）方式3,方波发生器,（5）方式4,软件触发选通信号发生器,（6）方式5,硬件触发选通信号发生器,3 8253的工作方式,12/11/2024,13,8253具体工作在何种工作方式下，由方式控制字确定。,只有熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用问题，选择,正确的工作方式。,每种工作方式的过程类似：,设定工作
9、方式,设定计数初值,硬件启动,计数初值进入减1计数器,每输入一个时钟脉冲，计数器减1的计数过程,计数过程结束,(309页例题),12/11/2024,14,（1）方式0 计数结束产生中断,计数器对CLK输入信号进行减法计数，每一个时钟周期计数器减1。,当设定该方式后，计数器的输出OUT变低；当计数减到零计数结束时，输出OUT变高。该输出信号可以作为中断请求信号来使用。,门控信号GATE的作用：当GATE为高电平时，允许计数；若GATE为低电平，则禁止计数。,在计数器工作期间，如果重新写入新的计数值，计数器将按新写入的计数值重新工作。,12/11/2024,15,方式0 计数结束中断,GATE,
10、OUT,CLK,0,3,1,2,4,4,方式0,WR,设,定,工,作,方,式,设,定,计,数,初,值,计,数,值,送,入,计,数,器,计,数,过,程,计,数,结,束,12/11/2024,16,n=5,CLK,OUT,WR,5,4,3,2,1,0,8253的0方式时序波形,WR,OUT,n=9,9,8,n=4,4,3,2,1,0,n=5,WR,GATE,OUT,5,4,3,2,1,0,4,4,12/11/2024,17,（2）方式1可重复触发的单稳态触发器,情况一：,（1）写入计数初值后，计数器并不立即开始工作；,（2）门控信号GATE上升沿开始启动计数，才开始工作，使输出OUT变成低电平；,
11、（3）直到计数器值减到零后，输出才变高电平。,情况二：,在计数器工作期间，当GATE又出现一个上升沿时，计数器,重新装入,原计数初值并,重新开始,计数。,如果工作期间对计数器写入新的计数初值，则要等到当前的,计数值计满回零且门控信号再次出现上升沿后，才按新写入的,计数初值开始工作。,12/11/2024,18,方式1 可重复触发的单稳态触发器,设,定,工,作,方,式,设,定,计,数,初,值,硬,件,启,动,计,数,值,送,入,计,数,器,计,数,过,程,计,数,结,束,GATE,OUT,CLK,0,3,1,2,4,4,方式1,WR,12/11/2024,19,8253的1方式时序波形,n=3,
12、WR,n=2,OUT,3,2,1,0,2,1,0,GATE,n=4,CLK,GATE,WR,OUT,4,3,2,1,0,OUT,4,3,2,1,GATE,4,0,12/11/2024,20,（3）方式2频率发生器（分频器）,装入初值后开始计数。减到1时OUT输出一个负脉冲，宽度为一个时钟周期，,自动装入时间常数,重新计数。,0,3,1,2,4,GATE,OUT,CLK,4,方式2,0,3,1,2,4,0,3,1,2,4,0,3,1,2,4,WR,12/11/2024,21,方式3工作方式与方式2基本相同，也具有自动装入时间常数（计数初值）的功能，不同之处在于：,（1）工作在方式3，引脚OUT输
13、出的不是一个时钟周期的负脉冲，而是占空比为1：1或近似1：1的方波；当计数初值为偶数时，输出在前一半的计数过程中为高电平，在后一半的计数过程中为低电平。,（2）由于方式3输出的波形是方波，并且具有自动重装计数初值的功能，因此，8253一旦计数开始，就会在输出端OUT输出连续不断的方波。,（4）方式3 方波发生器,12/11/2024,22,n=5,CLK,WR,OUT,2,n=4,2,2,2,8253的3方式时序波形,OUT,WR,3,2,3,2,12/11/2024,23,（5）方式4 软件触发选通信号发生器,设置此方式后，OUT变为高电平。一旦装入计数值，计数立即开始。计数到0，OUT输出
14、宽度为一个时钟周期的负脉冲。只有GATE为高电平计数才进行，否则禁止计数。,（6）方式5 硬件触发选通信号发生器,设置此方式后，OUT输出高电平。GATE的上升沿使计数开始。计数到0，OUT输出一个负脉冲。,12/11/2024,24,1）寻址,8253占用4个接口地址，地址由 、A0、A1来确定。,配合RD、WR控制信号，可以实现对8253的各种读写操作。,4 8253的寻址及连接,12/11/2024,25,图 8253与8088系统总线的连接,2）连接,接口地址:FF04H,FF07H,12/11/2024,26,8253无复位引脚，上电后各寄存器的值不定，其工作方,式也是随机的。,使用
15、前必须对其进行初始化,。,（1）写入控制字,：用于确定工作方式、指定初值的装入,顺序及计数数制。,（2）写入计数初值,：按控制字的要求向选定的计数器写,入计数初值。,逐个对计数器进行初始化。,先写所有计数器的方式字，再装入各计数器计数值。,5 8253初始化及其应用,12/11/2024,27,一个计数器的初始化顺序,另一种初始化编程顺序,12/11/2024,28,程序段1如下,：,（,假设端口地址40H、41H、42H、43H）,MOV AL,36H,;计数器0，双字节，方式3，二进制计数,OUT 43H,AL,;写入控制寄存器,MOV AL,0 ;,计数初值0000H,OUT 40H,A
16、L,;写低字节,OUT 40H,AL,;写高字节,工作在方式3，在OUT,0,输出端可以获得对称方波。,12/11/2024,29,程序段2：,MOV AL,54H,;计数器1方式2,只写低字节,2进制计数,OUT 43H,AL,;写入控制寄存器,MOV AL,18H,;将低字节计数值18H写入计数器1,OUT 41H,AL,12/11/2024,30,程序段3：对计数器2的初始化程序,MOV AL,0B6H,;计数器2，写双字节，,方式3，二进制计数,OUT 43H,AL,;装入控制寄存器,MOV AX,533H,OUT 42H,AL,;送低字节,MOV AL,AH,OUT 42H,AL,;装入高字节,12/11/2024,31,本章要求掌握的内容：,了解,8253,的工作原理。,了解,8253,的工作方式。,能按要求对,8253,进行初始化。,12/11/2024,32,
第八章-可编程计数器定时器8253及其应用(车辆).
