《微机原理定时计数器8253》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理定时计数器8253（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、回忆回忆1.掌握掌握8255A的结构特点和引脚功能的结构特点和引脚功能2.掌握掌握8255A的各种工作方式、编程及方式的各种工作方式、编程及方式0的应用的应用 习题第习题第224页页定时功能的实现方法了解定时功能的实现方法了解软件延时软件延时u利用微处理器执行一个延时程序段实现利用微处理器执行一个延时程序段实现u不不用用硬硬件件，但但占占用用CPU时时间间、定定时时精精度度不不高高，随随系系统统时钟频率改变时钟频率改变不可编程的硬件定时不可编程的硬件定时u采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间u定时电路简单、定时时间可以在一定范围改变定时电
2、路简单、定时时间可以在一定范围改变可编程的硬件定时可编程的硬件定时u软软件件硬硬件件相相结结合合、用用可可编编程程定定时时器器芯芯片片构构成成一一个个方方便便灵活的定时电路灵活的定时电路u具有多种工作方式、能够输出多种控制信号具有多种工作方式、能够输出多种控制信号定时器和计数器定时器和计数器定定时时控控制制在在微微机机系系统统中中具具有有极极为为重重要要的的作作用用，计计数数是许多过程控制领域常用的功能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它们都是由数字电路中的计数电路构成定定时时器器由由数数字字电电路路中中的的计计数数电电路路构构成成，通通过过记记录录高高精度晶振脉冲
3、信号的个数，输出准确的时间间隔精度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间隔 定时系数定时系数= 要求定时的时间要求定时的时间/ 时钟脉冲的周期时钟脉冲的周期计计数数电电路路如如果果记记录录外外设设提提供供的的具具有有一一定定随随机机性性的的脉脉冲冲信信号号时时，它它主主要要反反映映脉脉冲冲的的个个数数进进而而获获知知外外设设的某种状态，常又称为计数器的某种状态，常又称为计数器：定时计数控制器：定时计数控制器82538253n 8253的引脚和六种工作方式的引脚和六种工作方式n 8253的编程的编程 n 8253的应用的应用教学重点8253定时计数器定时计数器3个独立的个独立的16位计数器通道位计
4、数器通道每个计数器有每个计数器有6种工作方式种工作方式按二进制或十进制按二进制或十进制BCD码计数码计数封装封装一、一、 8253的内部结构和引脚的内部结构和引脚D7D0计数器计数器0 0控制字控制字寄存器寄存器计数器计数器1 1计数器计数器2 2内内部部数数据据总总线线数据总线数据总线缓冲器缓冲器读写控制读写控制逻辑逻辑RDWRA0A1CSCLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT21. 1. 计数器补充计数器补充 P246 P246预置寄存器预置寄存器GATECLKOUT减减1计数器计数器输出锁存器输出锁存器计数初值存于预置存放器；计数初值存于预置存放器；
5、在计数过程中，减法计数器的值不断递减，而预置存在计数过程中，减法计数器的值不断递减，而预置存放器中的预置不变。放器中的预置不变。输出锁存器用于写入锁存命令时，锁定当前计数值输出锁存器用于写入锁存命令时，锁定当前计数值计数器的计数器的3个引脚个引脚CLK时钟输入信号时钟输入信号在在计计数数过过程程中中，此此引引脚脚上上每每输输入入一一个个时时钟钟信号下降沿，计数器的计数值减信号下降沿，计数器的计数值减1GATE门控输入信号门控输入信号控控制制计计数数器器工工作作，可可分分成成电电平平控控制制和和上上升升沿控制两种类型沿控制两种类型OUT计数器输出信号计数器输出信号当当一一次次计计数数过过程程结结
6、束束计计数数值值减减为为0，OUT引脚上将产生一个输出信号引脚上将产生一个输出信号2. 与处理器接口与处理器接口D0 D7数据线数据线A0 A1地址线地址线CS*片选信号片选信号RD*读信号读信号WR*写信号写信号CS* A1 A0I/O地址地址读操作读操作RD*写操作写操作WR*0 0 00 0 10 1 00 1 140H41H42H43H读计数器读计数器0读计数器读计数器1读计数器读计数器2无操作无操作写计数器写计数器0写计数器写计数器1写计数器写计数器2写控制字写控制字PC系列机上系列机上的地址的地址二、二、 8253的工作方式的工作方式8253有有6种工作方式，由方式控制字确定种工作
7、方式，由方式控制字确定熟熟悉悉每每种种工工作作方方式式的的特特点点才才能能根根据据实实际际应应用问题，选择正确的工作方式用问题，选择正确的工作方式每种工作方式的过程类似：每种工作方式的过程类似： 设定工作方式设定工作方式 设定计数初值设定计数初值 硬件启动硬件启动 方式方式1和方式和方式5 计数初值进入减计数初值进入减1计数器计数器 每输入一个时钟每输入一个时钟, 计数器减计数器减1的计数过程的计数过程 计数过程结束计数过程结束方式方式0：计数结束中断：计数结束中断GATEOUTCLK 031244方式方式0WR设设定定工工作作方方式式设设定定计计数数初初值值计计数数值值送送入入计计数数器器计
8、计数数过过程程计计数数结结束束门控信号门控信号GATE用来控制减用来控制减“1计数操作是否进行。计数操作是否进行。 当当GATE=1时，允许减时，允许减“1计数；计数； GATE=0时，禁止减时，禁止减“1计数；计数值将保持计数；计数值将保持GATE有有效时的数值不变，待效时的数值不变，待GATE重新有效后，减重新有效后，减“1计数继续计数继续进行。进行。利用工作方式利用工作方式0既可完成计数功能，也可完成定时功能。既可完成计数功能，也可完成定时功能。方式方式1：可编程单脉冲发生器：可编程单脉冲发生器设设定定工工作作方方式式设设定定计计数数初初值值硬硬件件启启动动计计数数值值送送入入计计数数器
9、器计计数数过过程程计计数数结结束束GATEOUTCLK 031244方式方式1WR必必须须等等到到GATE由由低低电电平平向向高高电电平平跳跳变变形形成成一一个个上上升升沿沿后后，计数过程才会开始。计数过程才会开始。如如果果在在减减“1计计数数过过程程中中，GATE由由高高电电平平跳跳变变为为低低电电平，这并不影响计数过程；平，这并不影响计数过程；但但假假设设重重新新遇遇到到GATE的的上上升升沿沿，那那么么从从初初值值开开始始重重新新计计数，其效果会使输出的单脉冲加宽数，其效果会使输出的单脉冲加宽方式方式2：速率波发生器分频器：速率波发生器分频器03124GATEOUTCLK 4方式方式20
10、31240312403124WR计计数数值值为为“0时时，自自动动重重新新装装入入计计数数初初值值n，实实现现循循环环计数计数如如果果在在减减“1计计数数过过程程中中，GATE变变为为无无效效(输输入入0电电平平)，那那么么暂暂停停减减“1计计数数，待待GATE恢恢复复有有效效后后，从从初初值值n开始重新计数。开始重新计数。方式方式3：方波发生器：方波发生器03124GATEOUTCLK 4方式方式3031240312403124WR计数值计数值n为偶数，重复输出占空比为为偶数，重复输出占空比为1 1的方波的方波假假设设n为为奇奇数数，那那么么输输出出占占空空比比为为(n+1)/2)/(n-1
11、)/2)的近似方波序列的近似方波序列如如果果在在操操作作过过程程中中，GATE变变为为无无效效，那那么么暂暂停停减减“1计计数数过过程程，直直到到GATE再再次次有有效效，重重新新从从初初值值n开始减开始减“1计数。计数。n=5方式方式4：软件触发方式：软件触发方式GATEOUTCLK031244方式方式4223331 0WR如果在操作过程中，如果在操作过程中，GATE变为无效，那么停止减变为无效，那么停止减“1计数，计数，到到GATE再次有效时，重新从初值开始减再次有效时，重新从初值开始减“1计数。计数。工作方式工作方式4与工作方式与工作方式0很相似，区别：很相似，区别：方式方式0在在OUT
12、i端输出端输出正阶跃信号；方式正阶跃信号；方式4在在OUTi端输出负脉冲信号。端输出负脉冲信号。 GATE再次有再次有效时，方式效时，方式0继续计数；方式继续计数；方式4重新从初值开始减重新从初值开始减“1计数。计数。P250方式方式5：硬件触发方式：硬件触发方式GATEOUTCLK031244方式方式52233311 0WR当当计计数数值值计计到到“0后后，系系统统将将自自动动重重新新装装入入计计数数值值n，但但并并不不开开始始计计数数，一一定定要要等等到到由由GATE端端引引入入的的正正跳跳沿沿，才才会会开开始始进进行行减减“1计计数数，因因此此这这是是一一种种完完全全由由GATE端端引引
13、入入的的触触发发信信号控制下的计数或定时功能。号控制下的计数或定时功能。GATE可由外部电路或控制现场产生，故硬件触发方式由此而可由外部电路或控制现场产生，故硬件触发方式由此而 得名。得名。 门控信号门控信号从从上上述述各各工工作作方方式式可可看看出出，GATE作作为为各各通通道道的的门门控控信信号号，对对于于各各种种不不同同的的工工作作方方式式，它它所所起起的的作作用用各各不不相相同同。在在8253的的应应用用中中，必必须须正正确确使使用用GATE信信号号，才能保证各通道的正常操作。才能保证各通道的正常操作。P251 表表9-6各种工作方式的输出波形各种工作方式的输出波形方式方式 0方式方式
14、 1方式方式 2方式方式 3方式方式 4方式方式 50N0N0N0/N110NN/2 N/2 0/N0N0 1N0 1N0 1讨论：讨论：计数开始的时刻计数开始的时刻计数结束中断计数结束中断单脉冲发生器单脉冲发生器速率波发生器速率波发生器方波发生器方波发生器软件触发方式软件触发方式硬件触发方式硬件触发方式三、三、 8253的编程的编程8253加电后的工作方式不确定加电后的工作方式不确定8253必须初始化编程，才能正常工作必须初始化编程，才能正常工作写入控制字写入控制字写入计数初值写入计数初值读取计数值读取计数值D7D6D5D4D3D2D1D01. 写入方式控制字写入方式控制字计数器计数器读写格
15、式读写格式工作方式工作方式数制数制D7D6D5D4D3D2D1D000 计数器计数器001 计数器计数器110 计数器计数器211 非法非法00 计数器锁存命令计数器锁存命令 01 只读写低字节只读写低字节10 只读写高字节只读写高字节11 先读写低字节先读写低字节 后读写高字节后读写高字节000 方式方式0001 方式方式1X10 方式方式2X11 方式方式3100 方式方式4101 方式方式50 二进制二进制1 十进制十进制 BCD码码控制字写入控制字控制字写入控制字I/O地址地址A1A011例如例如2. 写入计数值写入计数值选择二进制时选择二进制时计数值范围：计数值范围：0000HFFF
16、FH0000H是最大值，代表是最大值，代表65536选择十进制选择十进制BCD码码计数值范围：计数值范围：000099990000代表最大值代表最大值10000计数值写入计数器各自的计数值写入计数器各自的I/O地址地址例如例如3. 读取计数值读取计数值对对8位数据线，读取位数据线，读取16位计数值需分两次位计数值需分两次计计数数在在不不断断进进行行，应应该该将将当当前前计计数数值值先先行行锁存，然后读取：锁存，然后读取：向控制字向控制字I/O地址：给地址：给8253写入锁存命令写入锁存命令从计数器从计数器I/O地址：读取锁存的计数值地址：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读取
17、计数值，要注意读写格式和计数数制四、四、 8253计数计数/定时控制器应用举例定时控制器应用举例 P251定定时时/计计数数器器8253可可与与8086/8088CPU相相连连构成完整的定时、计数或脉冲发生器系统构成完整的定时、计数或脉冲发生器系统例例如如，某某8086系系统统中中包包含含一一片片8253芯芯片片，要求完成如下功能：要求完成如下功能： 利利用用通通道道0完完成成对对外外部部事事件件计计数数功功能能，计计满满100次向次向CPU发出中断请求。发出中断请求。 利用通道利用通道1产生频率为产生频率为1kHz的方波。的方波。 利用通道利用通道2作标准时钟。作标准时钟。1s定时定时中断中
18、断100计数计数中断中断1kHz时钟时钟工作方式工作方式通通道道0定定义义为为工工作作方方式式0，完完成成计计数数功功能能，其其计数值为计数值为100=64H。通通道道1应应定定义义为为工工作作方方式式3，输输出出频频率率为为1kHz的的方方波波，从从CLK1输输入入MHz的的时时钟钟脉脉冲冲，其其重重复复周周期期为为s，而而输输出出方方波波的的周周期期应应为为1ms。 因因 此此 ， 通通 道道 1的的 计计 数数 初初 值值 应应 为为2500=09C4H通通道道2应应定定义义为为方方式式0，完完成成定定时时功功能能，每每秒秒钟钟利利用用OUT2向向CPU发发出出一一次次中中断断请请求求，
19、由由输输入入时时钟钟频频率率为为1kHz，计计数数初初值值应应为为1000。初始化程序初始化程序STT： MOV DX，8253控制端口地址控制端口地址MOV AL，10H ；定义通道；定义通道0工作在方式工作在方式0OUT DX，ALMOV DX，通道，通道0端口地址端口地址MOV AL，64H ；给通道；给通道0送计数值送计数值OUT DX，ALMOV DX，8253控制端口控制端口MOV AL，76H ；定义通道；定义通道1为方式为方式3OUT DX，ALMOV DX，通道，通道1端口端口MOV AX，09C4HOUT DX，AL ；给通道；给通道1送计数初值送计数初值MOV AL，AH
20、OUT DX，ALMOV DX，8253控制端口控制端口MOV AL，B1H ；定义通道；定义通道2为方式为方式0OUT DX，ALMOV DX，通道，通道2端口端口MOV AX，1000HOUT DX，AL ；给通道；给通道2送计数初值送计数初值MOV AL，AHOUT DX，AL 8259初始化略初始化略 还应包含两个中断效劳程序：还应包含两个中断效劳程序：其其一一用用来来处处理理通通道道0发发出出的的100计计数数中中断断，这这要要根根据据控控制制现现场场的的实实际际需需要要编编制制相相应的处理程序。应的处理程序。其二用来处理通道其二用来处理通道2的的1s定时中断，应设计一个完整的时钟控
21、制程序定时中断，应设计一个完整的时钟控制程序教学要求教学要求1. 掌掌 握握 8253引引 脚脚 ， 尤尤 其其 是是 CLK、 OUT、GATE引脚的功能引脚的功能2. 掌握掌握8253的六种工作方式、编程和应用的六种工作方式、编程和应用习题第习题第263页页9.16习题习题9.14 8253在在IBM PC系列机上的应用系列机上的应用A0A1 A0 A1D0D7D0D7OUT1OUT2OUT0GATE0GATE1GATE2CLK0CLK1CLK2D QCLK+5V接至接至DMA控制器控制器接至扬声器驱动器接至扬声器驱动器PB0PB1IRQ0DRQ0 8253+5V1.19318MHzDACK0 BRDIORIOWRDWRCST/CCS扬声器控制扬声器控制计数器计数器2的输出控制扬声器的发声音调的输出控制扬声器的发声音调计计数数器器2只只能能工工作作在在方方式式3，才才能能输输出出一一定定频频率率的的方方波波，经经滤滤波波后后得得到到近近似似的的正正弦弦波波，进而推动扬声器发声进而推动扬声器发声扬声器还受控于并行接口扬声器还受控于并行接口8255芯片芯片必必须须使使PB0和和PB1同同时时为为高高电电平平，扬扬声声器器才才能发出预先设定频率的声音能发出预先设定频率的声音
