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1、1,5.4 计数/定时器及接口芯片,2,5.4.1 可编程定时/计数器8253,掌握: 引脚功能及计数启动方法 6种工作方式及其输出波形 8253的使用: 芯片与系统的连接 芯片的初始化编程,3,一、外部引线及内部结构,8253概貌 3个16位的定时/计数器（通道） 24引脚双列直插式 最高计数频率2MHz TTL电平兼容 单电源+5V供电,4,5,外部引线及内部结构,DB,D7-D0,8253,A1,A0,WR,RD,CS,通道2,通道1,通道0,CLK0 GATE0 OUT0,CLK1 GATE1 OUT1,CLK1 GATE1 OUT1,A1 A0,IOW IOR 片选信号,6,与系统总
2、线连接的主要引脚： D7D0(数据线) CS RD WR A1，A0 (地址线) 用于选择四个编址部件之一,A1 A0 选 择 0 0 计数通道0 0 1 计数通道1 1 0 计数通道2 1 1 控制寄存器,7,定时/计数器芯片与外部连接的主要引脚： 每通道均相同 CLKn 时钟脉冲输入，计数器的计时基准。 GATEn 门控信号输入，控制计数器的启停。 OUTn 计数器输出信号，不同工作方式下产生不同波形。（n = 02）,8,定时/计数器8253内部: 有3个定时/计数器:定时/计数器0 定时/计数器1定时/计数器2每个计数器均包括:一个16位初值寄存器和一个16位计 数寄存器（减法计数器）
3、。 有1个8位控制寄存器 存放控制命令字,9,通过对4个端口地址的访问可实现如下操作：,10,定时/计数器的工作过程,1. 设置8253的工作方式；2. 设置计数初值到初值寄存器；3. 第一个CLK信号使初值寄存器的内容置入计数寄存器；4. 以后每来一个CLK信号，计数寄存器减1 ； 5. 减到0时，OUT端输出一特殊波形的信号。 注：以上计数过程中还受到GATE信号的控制,11,二、计数启动方式,软件启动过程GATE端保持为高电平，当写入计数初值后的第2个 CLK脉冲的下降沿开始数。硬件启动过程GATE端出现有一个上升沿后，对应CLK脉冲的下降沿开始计数。,程序指令启动软件启动。 外部电路信
4、号启动硬件启动。,12,三、工作方式,方式0计数结束中断请求方式； 方式1可编程单脉冲方式（单稳态触发器)； 方式2频率发生器（连续负脉冲发生器）； 方式3方波发生器； 方式4软件触发选通； 方式5硬件触发选通；,13,工作方式介绍,方式0(计数结束中断),软件启动，不自动重复计数。装入方式字OUT端变低电平，写入计数初值后，每一次时钟CLK下跳沿做一次减1计数，减1到0计数结束OUT输出高电平。,方式1 (单稳态触发器)硬件启动，不自动重复计数。装入方式字和计数初值后OUT端为电平，当GATE端有上跳变脉冲时，OUT端变为低电平，计数开始，每一次时钟CLK下跳沿做一次减1计数，减1到0计数结
5、束OUT输出高电平。,14,方式2 (频率发生器),可软、硬件启动，自动重复计数。装入方式字和初值后OUT端变高电平，每一次时钟CLK下跳沿做一次减1计数，计数至1时OUT输出一个时钟周期的负脉冲，计数初值又自动赋值给减1计数器，并连续重复上述过程。注：设CLK时钟周期为tg，计数初始值为N，则连续负脉冲周期T=N*tg。,15,方式3 (方波发生器),可软、硬件启动，自动重复计数。装入方式字和初值后OUT端为高电平，然后OUT连续输出对称方波：计数初值N为偶数时，正负波对称，均为 N/2个CLK宽；计数初值N为奇数时，正负波不对称，正波（N+1）/2 个CLK，负波为（N-1）/2 个CLK
6、。,注：当计数初值N为偶数时，输出方波对称，当N为奇数时，输出方波不对称。设CLK时钟周期为tg，计数初始值为N，则连续方波周期T=N*tg。,16,方式4(软件触发选通),软件启动，不自动重复计数。装入方式字和初值后输出端变高电平，每一次时钟CLK下跳沿做一次减1计数，计数结束输出一个CLK宽度的负脉冲。,方式5 (硬件触发选通) 硬件启动，不自动重复计数。OUT端波形与方式4相同。,17,四、8253控制字,用于确定各计数器的工作方式。 8253必须先初始化才能正常工作。每个计数器都必须初始化一次。 CPU通过OUT指令把控制字写入控制寄存器。,18,注： 二进制计数最大计数值为FFFFH
7、 十进制计数（BCD码计数）最大计数值9999H,8253回顾,1.假设8253与系统接口地址为80H-83H, 则定时器/计数器0的地址为（ ）。A 80HB 81HC 82H D 83H,2.计算机只能对8253进行写操作的端口是（ ）。 A. 定时器/计数器0通道； B. 定时器/计数器1通道； C.定时器/计数器2通道； D. 控制寄存器；,19,3. 8253有（ ）个独立16位可编程定时器/计数器，每个定时器/计数器通道均有（ ）种工作方式，如果对8253控制口写入如下控制字CW=10110110B,则对8253进行了（ ）初始化。 4. 8253定时器/计数器启动方式有两种分别是
8、（ ）和 （ ）。,20,21,五、8253的应用,如何与系统总线连接？ 如何对8253编程？设置工作方式置计数初值,22,8253与系统总线的连接,CLKi,GATEi,OUTi,D0D7,WR,RD,A1,A0,CS,DB,IOW,IOR,A1,A0,译码器,高位地址 A15-A2,8253,共三组,8253占用4个接口地址：计数器0计数器1计数器2控制寄存器,23,例 给8088系统总线连接一片8253定时计数器，要求端口地址为80H-83H。画出接口硬件图。例 给8086系统总线连接一片8253定时计数器，要求端口地址为80H、82H、84H、86H。画出接口硬件图。(与8086CPU
9、连接的I/O端口地址必须都是偶地址）,24,8253编程 初始化程序流程,写控制字,写计数值低8位,写计数值高8位,*,非必须,写入顺序： 可按计数器分别写入控制字和初值。 也可先写所有计数器控制字，再写入它们的初值,25,例： 8253的计数器2用作方式2，将频率为1.19MHz的输入脉冲转变成频率为500Hz的脉冲信号。8253的端口地址为70H73H。试编写初始化程序段。 解: N1.19106/500 = 2380 094CH 则其初始化程序段为：MOV AL，0B4H；10110100，计数器2方式2二进制计数OUT 73H，AL ；控制字送入控制寄存器MOV AL，4CHOUT 7
10、2H，AL ；计数值低8位送入计数器2MOV AL，09HOUT 72H，AL ；计数值高8位送入计数器2,26,例： 采用8253作定时/计数器，其接口地址为0120H0123H。输入8253的时钟频率为2MHz。 计数器0: 每10ms输出1个CLK脉冲宽的负脉冲（方式2） 计数器1: 产生10KHz的连续方波信号 （方式3） 计数器2: 启动计数5ms后OUT输出高电平（方式0） 画线路连接图，并编写初始化程序。,27,CLK0,GATE0,OUT1,D0D7,WR,RD,A1,A0,CS,DB,WR,RD,A1,A0,译码器,8253,CLK2,GATE1,GATE2,+5V,CLK1
11、,2MHz,OUT0,OUT2,？,线路连接图：,28,确定计数初值：CNT0： N0=10ms/0.5us = 20000 （65535)CNT1： N1=2MHz/10KHz = 200CNT2： N3=5ms/0.5us = 10000 确定控制字：CNT0：方式2，16位计数值 00 11 010 0CNT1：方式3，低8位计数值 01 01 011 0CNT2：方式0， 16位计数值 10 11 000 0,29,8253应用举例 初始化程序,CNT0： MOV DX, 0123H MOV AL, 34H OUT DX, AL MOV DX, 0120H MOV AX, 20000
12、OUT DX, AL MOV AL, AH OUT DX, AL CNT1：MOV DX, 0123H MOV AL, 56H OUT DX, AL MOV DX, 0121H,MOV AL, 200 OUT DX, AL CNT2： MOV DX, 0123H MOV AL, 0B0H OUT DX, AL MOV DX, 0122H MOV AX,10000 OUT DX, AL MOV AL, AH OUT DX, AL,30,*如何扩展定时/计数范围?,当定时长度不够时，可把2个或3个计数通道串联起来使用，甚至可把多个8253串联起来使用。例：CLK频率为1MHz，要求在OUT1端产生
13、频率1Hz的脉冲。,31,这时可将计数器0、1串联，工作方式都均为方式3，计数初值均为1000。连接方法见下图。,8253,OUT1,GATE1,CLK1,OUT0,GATE0,CLK0,+5V,+5V,1MHz,1KHz,1Hz,32,8253小结,包含3个16位计数器通道 4个编址部件：CNT0/1/2和控制寄存器 每个计数器通道工作前必须初始化： 控制字和计数初值 6种工作方式 每种工作方式：启动方式、输出波形、是否可重复计数等各不相同.,33,5.5 可编程并行接口芯片8255,特点： 含3个独立的8位并行输入/输出端口，各端口均具有数据的控制和锁存能力; 可通过编程设置各端口的工作方
14、式和数据传送方向（入/出/双向）。,34,一、引脚介绍,连接系统端的主要引线： D0D7 CS RD WR A0，A1 RESET复位信号,接系统总线的RESET,A1 A0 选择 0 0 端口A 0 1 端口B 1 0 端口C 1 1 控制寄存器(只写口),注： 8255复位后 (1)控制寄存器清零； (2)A、B、C三个端口皆为输入口，且内容皆为0；,35,36,引脚（续）,连接外设端的引脚： PA0PA7 PB0PB7 PC0PC7,分别对应A、B、C三个8位输入/输出端口,三个端口可通过编程分别指定为输入或输出口。其中，C口即可用作独立的输入/输出口，也可用作A、B口的控制信号或状态信
15、号。,37,二、8255与8088系统的连接示意图,D0D7,WR,RD,A1,A0,CS,DB,IOW,IOR,A1,A0,译码器,8255,A口,B口,C口,D0D7,外 设,A15A2,系统总线,38,三、8255工作方式,基本输入/输出方式（方式0），（A、B、C口） 选通输入/输出方式（方式1），（仅A、B口） 双向传送方式（方式2），（仅A口）,某端口工作于哪一种方式，可通过软件编程来指定。即向8255写入方式控制字来决定其工作方式。,39,1 、 工作方式0,要点： 8255 A口、B口、C口均为工作方式0时，相当于三个独立的8位简单接口。 A、B端口既可设置为输入口，也可设置为输出口，但不能同时实现输入及输出。 C端口即可以是一个8位的简单接口，也可以分为两个独立的4位端口，分别设定输入输出方向。,
