第九章_可编程计数器定时器8253及其应用.
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1、 第九章 可编程计数器/定时器8253及应用9-1 8253工作原理 一、8253的内部结构与引脚信号 二、8253的初始化编程 三、8253的工作方式 四、8253与系统的连接 9-2 8253的应用举例 一、8253定时功能举例 二、8253计数功能举例9-1 8253工作原理 u计算机中，经常用到定时功能，如：动态RAM刷新、系统时间、日历、定时检测参数等都需要定时信号。 u实现定时功能主要有三种方法： 1、软件定时 2、不可编程的硬件定时 3、可编程的硬件定时 u软件定时（也称软件延时） 定时时间由软件编程（循环执行某段程序）来控制。方法简单、费用低；但CPU的利用率低。 u不可编程的
2、硬件定时 定时时间由不可编程器件和外围电路控制，通过改变电路参数，可在一定的范围内改变定时时间，定时精度不高。如：555芯片。 u可编程的硬件定时 定时时间和范围是通过软件对可编程器件进行编程控制，由CPU的时钟信号提供时间基准，定时精确。与CPU并行工作，应用比较广泛，如8253，8254。三种定时方法uIntel 8253是一种可编程的计数器/定时器芯片。 u8253内部具有3个独立的16位计数器通道，通过对它进行编程，每个计数器通道均有6种工作方式，并且都可以按2进制或10进制2种格式进行计数，最高计数频率能达到2MHz。 8253还可用作可编程方波频率产生器、分频器、程控单脉冲发生器等
3、。8253综述 一、8253的内部结构与引脚信号1、数据总线缓冲器 u一个8位双向的三态缓冲器，作为8253和系统数据总线之间的接口； u实现CPU与8253之间数据的传送； u传送信息包括： 进行初始化编程时的控制字 向某一计数器通道写入的计数初值 从某一计数器通道读出的当前计数值 各部分功能简介2、读/写控制逻辑 u接收系统送来的地址和读写信号，组合后形成控制信号对各部分操作进行控制。 各部分功能简介3、计数器02 u8253内部包含3个完全相同且独立的计数器通道 u每个通道的内部构成： 一个8位的控制字寄存器 一个16位的计数初值寄存器（CR） 一个16位计数器执行部件(CE) 16位的
4、输出锁存器(OL) u每个通道的外部引脚：CLK、GATE、OUT u工作原理：设置工作方式、预置初值、减1计数 u两种功能：计数、定时各部分功能简介CS计数器0# VCC 控制寄存器 GND CRH CRL 计数器寄存器（CR） GATE0 CLK0 CEH CEL 计数单元（CE） OUT0 OLH OL 输出锁存器（OL） GATE 1 计数器 1# CLK1 OUT1 GATE2 计数器 2# CLK2 OUT2D0D7地址 译码地址线A1 A0RDWR4、控制字寄存器 uCPU用输出指令向它写入控制字，设置8253工作环境 u控制字格式：各部分功能简介0 0 0 方式0 0 0 1
5、方式1 X 1 0 方式2 X 1 1 方式3 1 0 0 方式4 1 0 1 方式5选择计数器 00 选择计数器0的控制寄存器 01 选择计数器1的控制寄存器 10 选择计数器2的控制寄存器 11 非法值SC1SC0RL1RL0M2M1M0BCD00 将计数器中CE的数据锁存到输出锁存器OL中 01 选计数器的低8位字节读/写 10 选计数器的高8位字节读/写 11 计数器两次操作（先低位，后高位）读出，写入计数器0：二进制计数 1：十进制计数u8253的初始化编程按顺序分两步完成： 写入控制字；写入计数初值 1、写入控制字 u由OUT指令向控制字寄存器写入，用来选定计数器通道、规定该计数器
6、的工作方式和计数方式。 u写入控制字还起到复位作用，使输出端OUT变为规定的初始状态，并使计数器清0。 二、8253的初始化编程2、写入计数初值 u由OUT指令向某计数器送一个计数初值，可以是8/16位数据。 u若是8位数，一条OUT指令即可完成初值的设置；若是16位数，必须用两条OUT指令来完成，且先送低8位数据，后送高8位数据。 【注意】 若计数初值为0时，要分成两次写入。0在二进制计数方式时，表示65536，BCD计数方式时，表示10000。 三个计数器初始化没有先后顺序。 【例】 某微机系统中，8253的3个计数器端口地址分别为3F0H、3F2H和3F4H，控制端口地址为3F6H，若要
7、求8253的通道0工作于方式3，计数初值N0=1234，BCD方式计数，编写初始化程序。初始化编程举例初始化程序段如下： MOV AL,00110111B MOV DX,3F6H OUT DX,AL MOV AL,34H MOV DX,3F0H OUT DX,AL MOV AL,12H OUT DX,AL1、方式0计数结束中断方式 u时序图三、8253的工作方式 8253方式0CW=10HCLKGATEOUTWRLSB=66543210CRCE CR=6u工作过程 写入控制字，OUT立即变为低； 写初值到计数寄存器（CR），若GATE为高电平，下一个时钟脉冲的下降沿将初值装入计数执行部件(CE
8、)，才开始减1计数； 计数期间，OUT一直为低；当计数结束（计数值为0），OUT变为高，并一直保持到重新装入初值或设置新的工作方式。 u用途：方式0常用来对外部事件计数，利用OUT由低到高的变化中断请求信号。 8253方式0u两种特殊情况： 8253方式01CW=10HCLKGATEOUT 1 0WRLSB=44322210CRCE CR=40101GATE门控信号的改变u两种特殊情况： 8253方式0CR=3CW=10HCLKGATEOUTWRLSB=33213210CRCE CR=3LSB=3CRCE中途改变计数初值2、方式1可编程单稳态输出方式 u时序图8253方式1CRCE 12CW=
9、12HCLKGATEOUTWRLSB=330CRCE CR=3u工作过程 写入控制字，OUT立即变为高，并保持不变。 写计数初值N，只有当GATE形成一个上升沿时，才在下一个时钟脉冲的下降沿，将n装入实际计数器，同时OUT由高变为低，开始减1计数（再来一个脉冲）。 计数期间，OUT一直为低；当计数结束（计数值为0），OUT变为高。 u用途：输出稳态负脉冲 OUT端输出负脉冲的宽度=时钟脉冲宽度计数值N。8253方式1u注意： 在计数过程中，GATE为高、低和下降沿，均不影响计数；但若又来一上升沿，则将计数初值重新装入实际计数器，重新开始计数，使OUT端的负脉冲变长；8253方式13、方式2比率
10、发生器 u时序图8253方式2CRCECRCECW=14HCLKGATEOUTWRLSB=33210 3210 3CRCE CR=321u工作过程 写控制字，OUT为高。 写计数初值，若GATE为高电平，则在下一个时钟脉冲下降沿，将计数初值装入CE，开始减1计数。 当计数值减为1时，OUT由高变低，减为0时，OUT又变为高，即OUT输出一个时钟周期的负脉冲；同时，自动将计数初值装入计数执行部件，开始新一轮的计数过程。 u用途：分频器 若计数器的初值为n，则OUT引脚产生的波形频率为时钟脉冲频率的n分之一。8253方式2u注意： （1）任何时候重新写入新的计数初值，当原计数值减为0时，才按新写入
