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1、学习接口电路的要点,1、了解芯片的结构、引脚 结构：有几个端口，端口地址的设置 数据寄存器端口 命令寄存器端口 状态寄存器端口 引脚：如何与CPU 和外设连接。 2、了解芯片工作方式 有几种工作方式，每种工作方式的应用场合 工作方式控制字、状态字如何定义的。 如何写入控制字，如何读出状态字。 3、了解芯片的应用 应用举例中的硬件连接、软件编程。,一、8253的结构及引脚,控制字 寄存器,读/写 控制 逻辑,数据总线 缓冲器,计数器 0 号,计数器 1 号,计数器 2 号,D7D0,RD WR A0 A1 CS,CLK0 GATE0 OUT0,CLK1 GATE1 OUT1,CLK2 GATE2
2、 OUT2,VCC GND,内部数据总线,一、8253的结构 各部件各功能 1,、数据总线缓冲器 是一个三态、双向8位寄存器，用于将8253与系统总线D7D0 相连。 它有三个基本功能： 1、CPU 通过数据总线缓冲器向8253写入确定工作方式的命令字。 2、向某一计数器写入计数初值。 3、从某一计数器读取当前的计数值。,、读/写逻辑控制电路 它是8253内部的控制电路，当片选信号CS =0 时，由A1、A0信号 选择内部寄存器，由读信号 RD 和写信号 WR 完成对 选定寄存器 的读写操作。 当片选信号 CS =1 时，数据总线缓冲器与系统数据线脱开。 通常 RD 接 系统总线 IOR WR
3、 接 系统总线 IOW 端口地址选择线 A0、A1 接系统总线 A0、A1。,一、8253的结构 各部件各功能 2,、计数器 0，1，2 8253有三个独立的定时/计数器。每个 计数器的结构 完全相同。 初始化编程时， CPU 写入的计数初值，存放在“计数初值寄存器”中， 只要不写入新的初值，该值始终保持不变。并随即置入减一计数器。 每个计数器有三个引脚： GATE ：门控信号输入端 ，GATE=1 启动计数，GATE=0 停止计数。 CLK ：计数脉冲输入端，每一个CLK 脉冲信号的下降沿，使减一计 数器减一。 OUT ：计数器输出端。当计数值减到0（或某个规定值）时，产生输 出信号。,、控
4、制寄存器 寄存初始化编程时，由 CPU 写入的控制字，以决定计数器的工作方式。 控制寄存器只能写入不能读出。,8253 的引脚及计数器结构示意图,计数初值寄存器,16 位减一 计数器,内部数据总线,GATE CLK,OUT,计数器结构示意图,8253 内部寄存器 的 读/写 操作,8253 控制字 与 初始化 编程,1、8253 控制字 的 格式,8253 控制字 与 初始化 编程,2、8253 初始化编程 步骤 向控制字寄存器写入控制字，对使用的计数器规定工作方式。 向使用的计数器 写入计数初值。 例题：设计计数器1 工作在方式1，按BCD码计数计数值为4000。设8253的端口地址为 E0
5、HE3H。试写出初始化程序段。 控制字=01 11 001 1B = 73H MOV AL，73H； OUT 0E3H，AL； MOV AX，4000H； OUT 0E1H，AL；先写入低字节 到计数器 1。 MOV AL，AH； OUT 0E1H，AL；后写入高字节 到计数器 1。,1、方式0 计数结束中断方式,这是一种软件启动，对时钟周期进行计数，不能自动重复的计数方式。 在方式0，每赋一次初值，只计数一个周期。 GATE =1 计数过程 OUT 端在计数结束后维持高电平，可以作为中断请求信 ，直到赋以 新的初值。 在整个计数过程中，GATE =1 始终保持高电平。 若GATE = 0 则
6、暂停计数，待 GATE = 1 后，从暂停时的计数值继续 往下减。 GATE 门控信号的作用 操作时序 在计数过程中，随时可以写入新的计数初值，即使原来的计数过程尚 未结束，计数器也用新的初值重新计数。 若新的计数初值是16位，则在送完第一个字节后，终止现行计数，送 完第二个字节后才更新计数值。,方式0 工作方式的特点,1、写入控制字后，OUT= 0 为低电平，只有当 GATE = 1 时， CLK 端来一个计数脉冲，计数器才进行减一计数。 当计数值减为 0 时，计数全过程结束，计数器停止计数， OUT =1为高电平。 2、如果使计数器重新开始计数，需再次写入计数字值，当新计数值 写入后， O
7、UT 端电平才能由高变低。 3、在计数过程中，可以改变计数值。如果在计数过程中，重新写入 某一计数值，则在写入新计数值后，计数器将以该值为新计数初 值，重新开始作减一计数。改变计数值是立即有效的。 4、GATE 为计数控制信号，当 GATE=1时，允许计数；GATE=0 时， 停止计数。,1、方式0 的 波形 计数结束中断方式（设端口地址为50H-53H）,3,2,1,0,CLK,GATE,OUT,mov al, 10h out 53h, al,mov al, 03h out 50h, al,发出中断请求信号,计数值装入减1计数器开始计数,计数器 0,CLK GATE OUT,计数值 写入初值
8、寄存器,方式0 的波形-GATE作用情况,3,2,1,0,CLK,GATE,OUT,mov al, 10h out 53h, al,mov al, 03h out 50h, al,写入计数值,计数器 0,CLK GATE OUT,2,2,停止计数,继续计数,方式2 频率发生器,方式2 的特点是 计数器能够连续工作，输出固定频率的 脉冲。 计数器具有“初值自动重装”的功能。 工作特点如下： 1、写入控制字后，OUT= 1 为高电平，写入计数值后， 若 GATE = 1 ，数器立即开始对输入脉冲 CLK 计数， OUT =1 不变。 当计数值减为1 时，OUT = 0 ，经过一个 CLK时钟 周期
9、后， 计数器自动启动，继续重复计数过程。 OUT =0 的时间是一个 CLK 周期。,方式2 频率发生器,2、在计数过程中，可以改变计数值。如果在计数过程中， 重新写入某一计数值，在写入新计数值后，不影响正在 进行的计数过程，待计数过程完成后，在下一个计数过 程开始时，按新的计数值，重新开始作减一计数。 3、GATE 为计数控制信号，当 GATE=1时，允许计数； GATE=0 时，暂停计数，待 GATE = 1 后的下一个 CLK 脉冲，使计数器恢复初值 N ，重新开始作减一计数。,方式2 的 操 作 时 序 图,3,2,1,3,CLK,GATE,OUT,mov al, 14h out 53
10、h, al,mov al, 03h out 50h, al,计数器 0,CLK GATE OUT,1,2,自动重复计数,T,写入计数值,方式 2频率发生器举例,设计一个频率为 2 kHz 的频率发生器。要求负脉冲的宽度为 1 S。,T,1 S,N-1,OUT,CLK,T=500 S,f = 2 kHz,1、负脉冲的宽度为 1S，则CLK 时钟的频率 fc = 1MHz ( f =1/T ) 2、采用方式 2 ，可以输出固定频率的脉冲。 3、计数初值 N： 输出频率 =2 kHz，输出频率的周期 = 1/2000 = 500S。 N = 500，（ CLK 时钟频率的周期= 1 S） 4、控制字
11、 CW = 10 11 010 0B = B4H （ 或 CW = 10 11 010 1B = B5H） 5、设置 8253的端口地址：04H 07H ，GATE = 1。,N=500,方式 2频率发生器举例,MOV AL，0B4H；控制字 AL OUT 07H，AL；控制字 控制寄存器 MOV AL，0F4H；计数值低8位AL低字节 OUT 06H，AL；计数值低8位计数器2 低字节 MOV AL，01H；计数值高8位AL OUT 06H，AL；计数值高8位计数器2 高字节,计数器 2,MOV AL，0B5H； OUT 07H，AL； MOV AL，00H； OUT 06H，AL； MOV
12、 AL，05H； OUT 06H，AL；,GATE,CLK,OUT,+ 5 V,方式 3 方波发生器,方式3与方式2的工作类似，输出固定频率的脉冲。 计数器具有“初值自动重装”的功能。 工作特点如下： 当计数值为 偶数 时，则输出对称方波。 前 N2 计数期间 输出高电平，即 OUT = 1； 后 N 2 计数期间输出低电平，即OUT = 0 ； 当计数值为 奇数 时，前 （N+1） 2 计数期间， 输出高电平，即 OUT = 1， 后（N-1） 2 计数期间输出低电平，即 OUT = 0 。,方式3 的 操 作 时 序 图,4,3,4,CLK,GATE,OUT,mov al, 16h out
13、 53h, al,mov al, 04h out 50h, al,计数器 0,CLK GATE OUT,2,3,计数值 N=4,1,2,1,自动重复计数,T,方式4、5 波形图,计数器 0,CLK GATE OUT,8253 的地址设置,D0 OUT0 D1 GATE0 CLK0 D7 OUT1 GATE1 CS CLK1 RD OUT2 WR GATE2 A1 CLK2 A0,G1 Y0 G2 Y1 G3 C B A Y7,A9 A8 A6 A7 A5,A4 A3 A2,IOR IOW A1 A0,340 343 H,3,4,1 2 3,D0 D7,AEN,74LS138,8253,8253
14、 的在 IBM PC/XT 中的应用,D0D7 GAT0 CLK0 GATE1 CLK1 GATE2 CLK2 CS RD OUT0 WR OUT1 A1 OUT2 A0,IOR IOW A1 A0,340 343 H,D0 D7,8253,D Q CP Q R,PCLK,+ 5V 8255 PB0,驱动,8255 PB1,IRQ0,DRQ0,2.38MHz,1.19MHz,8253 的在 IBM PC/XT 中的应用,在IBM PC/XT 系统板上，使用了一片8253。 地址设置为 4043 H。 三个计数器的计数时钟CLK 由8284 输出的 PCLK 信号， 二分频得到，其频率为1.19 MHZ。 三个计数器的用途如下： 1、计数器0：用于系统的报时和磁盘驱动器的马达定时。 选择工作方式3，每55ms向中断控制器的 IRQ0端发 一次中断请求信号。初始化程序如下： 2、计数器1：用于动态存储器的刷新 ，占用DMA 的0通
