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1、第八章第八章 可编程计数器可编程计数器/ /定时器定时器82538253 8-1 82538-1 8253简介简介 8-2 82538-2 8253应用举例应用举例一、8253构造及引脚功能二、8253工作方式三、8253初始化8-1 82538-1 8253简介简介定时/计数器的作用消费线上统计产品的数目-计数器系统的动态存储器刷新-定时器系统时钟计时-定时器扬声器的频率源-定时器如何定时软件定时，由CPU执行指令序列所花费的时间来构成一定的时间间隔，从而到达定时的目的。优点是节省硬件；缺点是执行程序期间CPU一直被占 用，降低了CPU效率。 例如：MOV CX , H HERE: LOOP
2、 HERE硬件定时，要用额外的硬件计数/定时器，但可进步CPU的利用率。一、8253构造及引脚功能1.构造：由四部分组成。数据总线缓冲器8D0D7内部总线CLK0计数器0GATE0OUT0计数器1CLK1GATE1OUT1计数器2CLK2GATE2OUT2读/写逻辑A0A1WRRDCS控制字寄存器1 数据总线缓冲器这是8253与CPU的数据总线(DD)连接的8位双向三态缓冲器。 CPU用输入输出指令对8253进展读写操作时的所有信息都通过这个缓冲器传送。2 读/写逻辑 这是8253内部操作的控制电路，它从系统控制总线上接收输入信号，然后转换成8253内部操作的各种控制信号。3控制字存放器当地址
3、信号A1和A0都为1时，访问控制字存放器。控制字存放器从数据总线上接收CPU送来的控制字，并由控制字的D7、D6两位的编码决定控制字写入哪个通道的控制存放器中去。由存放在每个通道内的控制存放器的内容决定该通道的工作方式，选择计数器是按二进制还是BCD数计数，并确定每个计数器初值的写入顺序。4 计数器0、计数器1、计数器2这是三个计数器/定时器通道，每一个都由16位的可设置计数初值的减法计数器构成。三个通道的操作是完全独立的。每个通道都有两个输入引脚CLK和GATE以及一个输出引脚OUT。每个通道计数器是16位二进制计数器，每个计数器中有3个存放器。1初值存放器：初始化时写入该计数器的初始值。2
4、减一计数器：初值存放器写入减一计数器，减1到0为止。3计数值锁存器：在计数器工作的过程中，跟随计数值的变化，在接收到CPU发来的读计数值命令时，用以锁存计数值，供CPU读取，读取完毕之后，输出锁存器又跟随减1计数器变化。 &CLKGATE16位当前计数值锁存器16位减一计数器16位计数初值寄存器OUT（减1至0时）MSBLSB装入初值LSBMSB锁存后读出当前值u因8253是减计数器，故计数初值越大，那么计数减至0所用时间即定时时间就越长，但由于8253是先减1，再判是否到0，故最长的定时时间是设置计数初值为0，代表65536。u十进制计数时范围是000110000，其中当计数初值存放器为00
5、00H代表十进制数10000。 u计数取值范围在二进制计数时是0001H10000H，其中10000H代表65536，在计数初值存放器中的值是0000H。 u可以从8253中读出当前计数值，但其读出过程是：先将当前计数初值写入到输出锁存器，然后再从输出锁存器中读出，同时，8253还在不停地进展减计数，虽然输出锁存器中的值不变，但减计数单元却在不断地减计数，因此，从输出锁存器中读出的值并不一定是真正的当前计数值。2.引脚3.功能 (1)具有三个独立的16位计数通道； (2)每个计数通道可按二进制或二十进制计数； (3)具有计数和定时功能，基于减1计数工作； (4)定时器减为0后，可自动装入定时常
6、数初值，并产生输出信号； (5)每个计数通道有六种工作方式； (6)8253本质上是计数器，但计数器的脉冲输入端假设送定时脉冲就可以做定时器用。作为计数器时减到0之后输出一个信号，此时计数过程完毕；作为定时器时，减到0后输出一个信号接着自动装入计数初值并开始下一个周期的计时。二、初始化在使用8253时都要由CPU对8253写入控制字，以确定8253的工作方式，这个设置过程称为初始化。初始化有两个控制命令字：方式选择控制字和计数常数字。方式选择字写入控制口，计数常数字写入相应通道内。例1：将计数器2初始化为工作方式3，计数初值为533H，为二进制计数方式，设存放器地址为40H-43H。控制字：1
7、0110110 B6H MOV AL，0B6H ；计数器2，先低后高字节 OUT 43H，AL；写命令字 MOV AX，533H ；计数初值 OUT 42H，AL；写计数值低位 MOV AL，AH OUT 42H，AL；写计数值高位例2：8253工作为计数器1，方式3，初值为4020D，设存放器地址为40H-43H。控制字：01110111 77H MOV AL，77H OUT 43H，AL ；写计数器 1 的控制字 MOV AL，20H OUT 41H，AL ；写计数器 1 的低 8 位初值 MOV AL，40H OUT 41H，AL ；写计数器 1 的高 8 位初值例3：计数器0，工作在形
8、式2，计数初值和输出锁存器仅使用低8位，初值为100，计数值为二进制格式，设存放器地址为70H-73H。 MOV AL，00010100B ；控制字 OUT 73H，AL MOV AL，100 ；计数初值 OUT 70H，AL 例4：计数器1，工作在形式1，初值为1234，先写入低8位，再写高8位，计数值为二进制，设存放器地址为70H-73H。 MOV AL，01110010B；控制字 OUT 73H，AL MOV AX，1234H ；1234装入AX转换二进制 OUT 71H，AL ；计数初值低8位 MOV AL，AH OUT 71H，AL ；计数初值高8位 例5：读取8253通道中的计数值
9、 8253可用控制命令来读取相应通道的计数值，由于计数值是16位的，而读取的瞬时值，要分两次读取，所以在读取计数值之前，要用锁存命令，将相应通道的计数值锁存在锁存器中，然后分两次读入，先读低字节，后读高字节。 当控制字中，D5、D4=00时，控制字的作用是将相应通道的计数值锁存的命令，锁存计数值在读取完成之后，自动解锁。 如要读通道1的16位计数器，编程如下：地址F8HFEH。 MOV AL，40H； OUT 0FEH，AL ；锁存计数值 IN AL，0FAH MOV CL，AL；低八位 IN AL，0FAH； MOV CH，AL；高八位三、工作方式8253输出软件控制方式1：重复触发的单稳输
10、出硬件控制方式2：分频器软件控制方式3：方波发生器软件控制方式4：选通信号发生器软件触发方式5：选通信号发生器硬件触发 图图 8253 8253的的6 6种工作方式时序图种工作方式时序图1.1.方式方式2 2：分频器：分频器计数器减到计数器减到1 1时，时，OUTOUT仅输出一个仅输出一个CLKCLK脉宽的低电平，然后自脉宽的低电平，然后自动装入重新计数。动装入重新计数。GATEGATE由低变高会重新装入初值。由低变高会重新装入初值。新初值在下次计数才起作用。新初值在下次计数才起作用。特点：特点：1 1不用重新设置计数值，通道可以连续工作。不用重新设置计数值，通道可以连续工作。 2 2以以GA
11、TEGATE信号停顿计数。在信号停顿计数。在GATEGATE变成高电平后的下一个变成高电平后的下一个CLKCLK脉冲，计数器恢复原来的初值，重新计数。脉冲，计数器恢复原来的初值，重新计数。 3 3改变计数值不是立即有效，只有当计数值减至改变计数值不是立即有效，只有当计数值减至0 0时，下一时，下一轮计数过程按新初值进展。轮计数过程按新初值进展。方式2的初始化：设计数器工作于方式2，二进制计数，计数初值0304H。端口地址0E0H0E3H。MOVMOV ALAL，0B4H0B4H；控制字；控制字OUTOUT0E3H0E3H，ALALMOVMOV ALAL，04H04H；计数器低字节；计数器低字节
12、OUTOUT0E2H0E2H，ALALMOVMOV ALAL，03H03H；计数器高字节；计数器高字节OUT 0E2HOUT 0E2H，ALAL2.方式3：方波发生器与方式2类似，但其输出方波或准方波。计数值完成一半时，使OUT变低，直到计数任务全部完成为止，OUT恢复为高。初值为偶数时，每次减1，直至n/2时OUT输出变为低电平，然后又从初值开始，每次减1，直至n/2时OUT输出变为高电平。初值为奇数时，每次减1，减(n+1)/2次时， OUT输出变为低电平，然后从(N-1)/2开始，每次减1，直至为0，所以有(N+1)/2个脉宽的高电平,(N-1)/2个脉宽的低电平。GATE由低变高时，重
13、新开始计数。特点：1GATE信号由低变高可以使计数过程重新开始。 2改变计数初值并不影响现行的计数过程。 方式3的初始化：计数器0工作于方式3，二进制计数，初值为4。端口地址为0E0H0E3H。MOV AL，16H；控制字OUT0E3H，ALMOV AL，4；初值OUT0E0H，AL方式2与方式3的比较波形输出 一样点均输出连续周期波形，预置初值可自动重装入 不同点方式 2 输出连续负脉冲周期波形方式 3 输出连续方波周期波形方式3方式2用通道0产生周期为1ms的方波，其时钟输入端输入1MHz的方波脉冲信号。设8253端口地址为210H-213H，写出初始化程序段。CLK0计数脉冲的周期为1/
14、1MHz=1s计数值=1ms/1s=1000初始化程序：MOV AL, 00110110BMOV DX, 213HOUT DX, ALMOV AX, 1000MOV DX, 210HOUT DX, ALMOV AL, AHOUT DX, AL电子钟8253初始化程序段：MOV AL,00100111BMOV DX,113HOUT DX,ALMOV AL,40HMOV DX,110HOUT DX,ALMOV AL,01100101BMOV DX,113HOUT DX,ALMOV AL,10HMOV DX,111HOUT DX,AL电子钟中断子程序：MOV AL,MAXADD AL,1DAAMOV MAX,ALCMP AL,60HJNZ NEXTMOV BYTE PTR MAX,0MOV AL,MAX+1ADD AL,1DAAMOV MAX+1,ALCMP AL,60HJNZ NEXTMOV BYTE PTR MAX+1,0MOV AL,MAX+2ADD AL,1DAAMOV MAX+2,ALCMP AL,24HJNZ NEXTMOV BYTE PTR MAX+2,0NEXT:MOV AL,20HOUT 20H,ALIRET
