微机原理第08章剖析

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1、第 8 章,第8章：定时计数控制接口,8253的引脚和六种工作方式,8253的编程,8253在IBM PC系列机上的应用,教学重点,第8章：定时器和计数器,定时控制在微机系统中具有极为重要的作用，计数是许多过程控制领域常用的功能 它们都是由数字电路中的计数电路构成 定时器由数字电路中的计数电路构成，通过记录高精度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间隔 计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性的脉冲信号时，它主要反映脉冲的个数（进而获知外设的某种状态），常又称为计数器,第8章：定时功能的实现方法,软件延时 利用微处理器执行一个延时程序段实现 不用硬件，但占用CPU时间、定时精度不高，随系统时钟频

2、率改变 不可编程的硬件定时 采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间 定时电路简单、定时时间可以在一定范围改变 可编程的硬件定时 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 具有多种工作方式、能够输出多种控制信号,第8章：8.1 8253/8254定时计数器,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,8254是8253的改进型,第8章：8.1.1 8253/8254的内部结构和引脚,第8章：1. 计数器,计数初值存于预置寄存器； 在计数过程中， 减法计数器的值不断递减， 而预置寄存器中的预置不变。 输出锁存器用于写入锁存命令

3、时， 锁定当前计数值,第8章：计数器的3个引脚,CLK时钟输入信号 在计数过程中，此引脚上每输入一个时钟信号（下降沿），计数器的计数值减1 GATE门控输入信号 控制计数器工作，可分成电平控制和上升沿控制两种类型 OUT计数器输出信号 当一次计数过程结束（计数值减为0），OUT引脚上将产生一个输出信号,第8章：2. 与处理器接口,D0 D7数据线 A0 A1地址线 CS*片选信号 RD*读信号 WR*写信号,第8章：8.1.2 8253/8254的工作方式,8253有6种工作方式，由方式控制字确定 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

4、作方式 设定计数初值 硬件启动 计数初值进入减1计数器 每输入一个时钟计数器减1的计数过程 计数过程结束,第8章：方式0：计数结束中断, 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,第8章：方式1：可编程单稳脉冲, 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,第8章：方式2：频率发生器（分频器）,第8章：方式3：方波发生器,第8章：方式4：软件触发选通信号,第8章：方式5：硬件触发选通信号,第8章：各种工作方式的输出波形,讨论

5、： 计数开始的时刻,第8章：8.1.3 8253/8254的编程,8253加电后的工作方式不确定 8253必须初始化编程，才能正常工作 写入控制字 写入计数初值 读取计数值,第8章：1. 写入方式控制字,00 计数器0 01 计数器1 10 计数器2 11 非法,00 计数器锁存命令 01 只读写低字节 10 只读写高字节 11 先读写低字节 后读写高字节,000 方式0 001 方式1 010 方式2 011 方式3 100 方式4 101 方式5,0 二进制 1 十进制,控制字写入控制字I/O地址（A1A011）,示例,第8章：2. 写入计数值,选择二进制时 计数值范围：0000HFFFF

6、H 0000H是最大值，代表65536 选择十进制（BCD码） 计数值范围：00009999 0000代表最大值10000,计数值写入计数器各自的I/O地址,示例,第8章：3. 读取计数值,对8位数据线，读取16位计数值需分两次 计数在不断进行，应该将当前计数值先行锁存，然后读取： 向控制字I/O地址：给8253写入锁存命令 从计数器I/O地址：读取锁存的计数值,读取计数值，要注意读写格式和计数数制,第8章：8.2 8253在IBM PC系列机上的应用,第8章：8.2.1 定时中断和定时刷新,从阅读初始化程序段 看计数器0作为定时中断的作用,将计数器1作为定时刷新 看如何编写初始化程序段,第8

7、章：计数器0：初始化程序,mov al,36h ；36H00 11 011 0B ；计数器0为方式3，采用二进制计数 ；先低后高写入计数值 out 43h,al ；写入方式控制字 mov al,0 ；计数值为0 out 40h,al ；写入低字节计数值 out 40h,al ；写入高字节计数值,第8章：计数器0：定时中断,计数器0：方式3，计数值：65536，输出频率为1.19318MHz6553618.206Hz的方波 门控为常启状态，这个方波信号不断产生 OUT0端接8259A的IRQ0，用作中断请求信号 每秒产生18.206次中断请求，或说每隔55ms（54.925493ms）申请一次中

8、断 DOS系统利用计数器0的这个特点，通过08号中断服务程序实现了日时钟计时功能,第8章：计数器1：定时刷新,需要重复不断提出刷新请求,门控总为高，选择方式2或3,2ms内刷新128次，即15.6s刷新一次,计数初值为18,第8章：计数器1：初始化程序,mov al,54h ；54H01 01 010 0 B ；计数器1为方式2，采用二进制计数 ；只写低8位计数值 out 43h,al ；写入方式控制字 mov al,18 ；计数初值为18 out 41h,al ；写入计数值,第8章： 8.2.2 扬声器控制,计数器2的输出控制扬声器的发声音调 计数器2只能工作在方式3，才能输出一定频率的方波

9、，经滤波后得到近似的正弦波，进而推动扬声器发声 扬声器还受控于并行接口（8255芯片） 必须使PB0和PB1同时为高电平，扬声器才能发出预先设定频率的声音,第8章：发音频率设置子程序,；入口参数AX1.19318106发音频率 speaker proc push ax mov al,0b6h ；b6h10110110b out 43h,al ；写入控制字 pop ax out 42h,al ；写入低8位计数值 mov al,ah out 42h,al ；写入高8位计数值 ret speaker endp,第8章：扬声器开子程序,speakon proc push ax in al,61h ；P

10、B端口的地址为61H or al,03h ；D1D0PB1PB011B，其他位不变 out 61h,al pop ax ret speakon endp,第8章：扬声器关子程序,speakoff proc push ax in al,61h ；PB端口的地址为61H and al,0fch ；D1D0PB1PB000B，其他位不变 out 61h,al pop ax ret speakoff endp,第8章：例题8.1 扬声器声音的控制,；数据段 freq dw 1193180/600 ；代码段 mov ax,freq call speaker ；设置扬声器音调 call speakon ；

11、打开扬声器声音 mov ah,1 ；等待按键 int 21h ；按键后 call speakoff ；关闭扬声器声音,第8章：8.2.3 可编程硬件延时,利用日时钟每隔55ms中断一次不变的特点，可以编写一段不随系统时钟频率变化的固定延时程序 由于日时钟中断的时间单位是55ms，所以无法实现更短时间的延时 这时只有利用实时时钟中断，不过它的最短延时约是1ms（976 s）,第8章： 8.3 扩充定时计数器的应用,第8章：例题8.2 外部事件的计数,mov dx,203h ；设置方式控制字 mov al,10h out dx,al mov dx,200h ；设置计数初值 mov al,64h ；

12、计数初值为100 out dx,al,输出：明确向哪个端口输出什么数据 输入：清楚从哪个端口输入什么数据,第8章：第8章教学要求,1. 掌握8253引脚，尤其是CLK、OUT、GATE引脚的功能 2. 掌握8253的六种工作方式、编程和在IBM PC系列机上的应用 习题8（第203页） 8.1 8.3 8.4 8.5 8.6,计数开始的时刻,需要注意： 处理器写入8253的计数初值只是写入了预置寄存器，之后到来的第一个CLK输入脉冲（需先由低电平变高，再由高变低）才将预置寄存器的初值送到减1计数器。 从第二个CLK信号的下降沿，计数器才真正开始减1计数。 出处：教材第193页第17行,实验：

13、计数开始的时刻,实验结果1,感谢山西省太原理工大学常晓明教授提供实验结果,实验结果2,感谢山西省太原理工大学常晓明教授提供实验结果,问题讨论,通过本例，请大家 思考理论（原理）与实践（工程）的关系 体会教学实践环节（上机、实验）的重要性 同时，还请大家注意 大学的常规教学侧重理论（原理）的掌握 大家需要加强实践（实验）、积累实际经验 你还能提供这样的实例吗？,8253/8254的I/O地址,0 1 0 0 0,0 1 0 0 1,0 1 0 1 0,0 1 0 1 1,0 0 1 0 0,0 0 1 0 1,0 0 1 1 0,功 能,对计数器0设置计数初值,A1,A0,对计数器1设置计数初值

14、,对计数器2设置计数初值,设置控制字,从计数器0读出计数值,从计数器1读出计数值,从计数器2读出计数值,8253的控制字编程,；某个8253的计数器0、1、2端口和控制端口地址依次是40H43H ；设置其中计数器0为方式0，采用二进制计数，先低后高写入计数值 mov al,30h ；方式控制字：30H00 11 000 0B out 43h,al ；写入控制端口：43H,8253的计数初值编程,；某个8253的计数器0、1、2端口和控制端口地址依次是40H43H ；设置计数器0采用二进制计数，写入计数初值：1024（400H） mov ax,1024 ；计数初值：1024（400H） ；写入计数器0地址：40H out 40h,al ；写入低字节计数初值 mov al,ah out 40h,al ；写入高字节计数初值,