8253的工作方式

1、8253的工作方式1.方式0計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷8253用作計(jì)數(shù)器時(shí)一般工作在方式0。所謂計(jì)數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷，是指在計(jì)數(shù)值減到0時(shí)，輸由端（OUT產(chǎn)生的輸生信號可作為中斷申請信號，要求CPU進(jìn)行相應(yīng)的處理。方式0有如下特點(diǎn)：當(dāng)控制字寫進(jìn)控制字寄存器確定了方式0時(shí)，計(jì)數(shù)器的輸由（OUT端口）保持低電平，一直保持到計(jì)數(shù)值減到0。計(jì)數(shù)初值裝入計(jì)數(shù)器之后，在門控GAT日言號為高電平時(shí)計(jì)數(shù)器開始減1計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器減到0時(shí)輸由端OUTt由低變高，此高電平輸由一直保持到該計(jì)數(shù)器裝入新的計(jì)數(shù)值或再次寫入方式0控制字為止。若要使用中斷，可以計(jì)數(shù)到0的輸由信號向CPU發(fā)生中斷請求，申請中斷。GAT時(shí)計(jì)數(shù)控制門，方式0的

2、計(jì)數(shù)過程可由GATE空制暫停，即GATE=1時(shí)，允許計(jì)數(shù)；GATE=0寸，停止計(jì)數(shù)。GATE信號的變化不影響輸由OU得口的狀態(tài)。計(jì)數(shù)過程中，可重新裝入計(jì)數(shù)初值。如果在計(jì)數(shù)過程中，重新寫入某一計(jì)數(shù)初值，則在寫完新計(jì)數(shù)值后，計(jì)數(shù)器將從該值重新開始作減1計(jì)數(shù)。2.方式1可編程的單拍負(fù)脈沖可編程的單拍負(fù)脈沖又稱為單穩(wěn)態(tài)輸由方式，簡稱單穩(wěn)定時(shí)。方式1的特點(diǎn)是：CPg入控制字后，計(jì)數(shù)器輸由OUT端為高電平作為起始電平，在寫入計(jì)數(shù)值后計(jì)數(shù)器并不開始計(jì)數(shù)（不管此時(shí)GATE是高電平還是低電平），而要由外部門控GATEB沖上升沿啟動(dòng)，并在上升沿之后的下一個(gè)CLK輸入脈沖的下降沿開始計(jì)數(shù)。GATE上升沿啟動(dòng)計(jì)數(shù)的同

3、時(shí)，使輸由OU位低，每來一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)器作減一計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)減為0時(shí)，OUT輸由端再變?yōu)楦唠娖健U得輸由的單拍負(fù)脈沖的寬度為計(jì)數(shù)初值乘以CLK端脈沖周期。設(shè)計(jì)數(shù)初值為N,則單拍脈沖寬度為N個(gè)CLK時(shí)鐘脈沖周期。如果在計(jì)數(shù)器未減到0時(shí)，GATEX來一觸發(fā)脈沖，則由下一個(gè)時(shí)鐘脈沖開始，計(jì)數(shù)器將從初始值重新作減1計(jì)數(shù)。當(dāng)減至0時(shí)，輸由端又變?yōu)楦唠娖?。這樣，使輸由脈沖寬度延長。3.方式2分頻脈沖發(fā)生器方式2是一種具有自動(dòng)予置計(jì)數(shù)初值N的脈沖發(fā)生器。從OUT端可以輸由連續(xù)脈沖信號，脈沖寬度等于時(shí)鐘脈沖周期，而計(jì)數(shù)初值N決定了輸由端兩個(gè)負(fù)脈沖之間的寬度即輸由脈沖周期。方式2也叫N分頻器，因?yàn)檩斢擅}沖

4、為輸入脈沖的N分頻，即由現(xiàn)N個(gè)輸入脈沖才輸由一個(gè)脈沖。方式2有如下特點(diǎn)：N分頻計(jì)數(shù)器，這種方式是輸由對輸入脈沖按計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)初值N分頻后的連續(xù)脈沖。當(dāng)CPg入控制字后OU得輸由為高電平作為起始電平，在寫入計(jì)數(shù)值N后將立即自動(dòng)開始對輸入脈沖CLK計(jì)數(shù)，輸由端仍一直為高；當(dāng)計(jì)數(shù)器減到1時(shí)，輸生變低，計(jì)數(shù)器減到0時(shí)又變?yōu)楦?，?jì)數(shù)器重新按已寫入的計(jì)數(shù)值N繼續(xù)計(jì)數(shù)，周而復(fù)始，在OU琢輸由一個(gè)N分頻脈沖，其正脈搏沖寬度為（N-1）個(gè)輸入脈沖時(shí)鐘周期（是N個(gè)CLK時(shí)鐘脈沖周期之和），而負(fù)脈沖輸由寬度（持續(xù)時(shí)間）是一個(gè)CLK脈沖周期。GATE用于控制計(jì)數(shù)，GATE=1允許計(jì)數(shù)；GATE=0停止計(jì)數(shù)。因此，可以用

5、GAT睞使計(jì)數(shù)器同步。在方式2下，不但高電平的門控信號有效，上升跳變的門信號也是有效的。4.方式3分頻方波發(fā)生器方式3的特點(diǎn)是： 方式3常用于波特率發(fā)生器。方式3和方式2類似。但輸由為方波或近似方波的矩形波。 寫入方式3控制字后輸由為高電平。寫入計(jì)數(shù)值后計(jì)數(shù)器自動(dòng)開始對輸入CLK脈沖計(jì)數(shù)，輸由OU加保持為高；在計(jì)數(shù)完成一半時(shí)，輸由OU假為低電平，直到計(jì)數(shù)器全部完成，輸由OUT又變?yōu)楦唠娖?，并重?fù)上述計(jì)數(shù)過程。若計(jì)數(shù)值N為偶數(shù)時(shí)，OUTT波的占空比為1:1;若N為奇數(shù)，其占空比為：（N+1）/2:（N-1）/2即輸由分頻波高電平寬度為（N+1）/2CLK周期，低電平周期為（N-1）/2CLK周期

6、。5.方式4軟件觸發(fā)選通脈沖發(fā)生器方式4是類似于方式0的工作方式，計(jì)數(shù)器是靠置入新的計(jì)數(shù)初值這個(gè)軟件操作來觸發(fā)計(jì)數(shù)器工作的，故稱為軟件觸發(fā)。方式4有如下特點(diǎn)：方式4是靠寫入計(jì)數(shù)值來進(jìn)行軟件觸發(fā)的“一次性有效”的選通脈沖發(fā)生器。寫入控制字后輸由端OU餃為高，并一直保持。在寫入計(jì)數(shù)初值之后開始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到0時(shí)輸由端OU餃為低，維持一個(gè)CLK周期后又恢復(fù)為高，并一直保持為高，直到再次寫入計(jì)數(shù)來進(jìn)行“軟件觸發(fā)”才能再次開始。若GATE=1允許計(jì)數(shù)；GATE=0停止計(jì)數(shù)方式4的負(fù)脈沖輸由常作為選通脈沖。6.方式5硬件觸發(fā)選通脈沖發(fā)生器方式5有如下特點(diǎn)： 方式5類似于方式4,所不同的是GAT瑞輸入信號的

7、作用不同。方式5是硬件觸發(fā)，是在外部硬件發(fā)生門控信號后才發(fā)生的。 方式5是靠門控脈沖GATE勺上升沿來進(jìn)行觸發(fā)的選通脈沖發(fā)生器。寫入控制字后輸由端OUT為高，這是初始電平；寫入計(jì)數(shù)值后計(jì)數(shù)器并不開始計(jì)數(shù)，而要由門控脈沖GATE上升沿觸發(fā)后才開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到0輸由由高變低，一個(gè)CLK時(shí)鐘周期后又恢復(fù)為高，并一直保持，直到下次門控脈沖觸發(fā)再次開始計(jì)數(shù)。 在此方式中，計(jì)數(shù)器可重新觸發(fā)，在任何時(shí)候，當(dāng)GATE信號的上升沿到來，將把計(jì)數(shù)初值重新送入計(jì)數(shù)器，然后開始計(jì)數(shù)過程。8253的控制字D?DaDjDjDsDaDiDoSCiSColRLiRLcIM2MiMoBCD1-1：BCD計(jì)數(shù)sh-JIH10：工

8、進(jìn)制計(jì)數(shù)000r方式0001：方式1X10：方由Xll：方式3100：方式400：計(jì)效器鎖存，供CPU讀101：方式5只讀/寫計(jì)數(shù)器低字節(jié)10：只讀/耳計(jì)數(shù)器高字節(jié)11：先讀/寫計(jì)數(shù)器低字節(jié)，后讀f寫高字節(jié)f00;選擇通道0,01；選擇通道1101選擇通道2Lin無效8253的控制字SCi,SCo計(jì)數(shù)通道選擇位。由于8253內(nèi)部3個(gè)計(jì)數(shù)通道各有一個(gè)8位的控制字寄存器，而這三個(gè)控制字寄存器共用同一個(gè)控制端口地址，所以控制字中設(shè)置SCi,SCo這兩位來確定CPU當(dāng)前發(fā)生的控制字是寫入哪個(gè)計(jì)數(shù)通道的控制字寄存器中。具體選擇如圖.RLi,RLo讀/寫操作方式位。這兩位用來確定對選中的計(jì)數(shù)通道進(jìn)行讀/寫

9、操作方式。當(dāng)CPU對8253進(jìn)行16位讀/寫操作時(shí)，可以只讀/寫高8位或只讀/寫低8位，也可以讀/寫16位。讀/寫16位時(shí)，先讀/寫低8位，后讀/寫高8位，具體是哪種操作方式由RLi,RLo這兩位的編碼確定。由于8253的數(shù)據(jù)線只有（D7Do）,一次只能傳送8位數(shù)據(jù)，故傳送16位數(shù)據(jù)時(shí)，要分兩次進(jìn)行。M2,M1,Mo工作方式擇位。8253的每個(gè)計(jì)數(shù)通道有6種不同的工作方式，即方式0到方式5,M2M1M0這三類就是用來選擇具體的工作方式，具體選擇如圖。BCD計(jì)數(shù)方式選擇位。8253的每個(gè)計(jì)數(shù)通道有兩種計(jì)數(shù)方式按二進(jìn)制計(jì)數(shù)或按十進(jìn)制（BCD碼）計(jì)數(shù)。BCD位用來具體確定采用哪種計(jì)數(shù)方式。例：若選擇

10、計(jì)數(shù)器1,工作在方式3,計(jì)數(shù)初值為588H（2個(gè)字節(jié)）采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)，則其控制字為：01110110=76H,設(shè)控制口地址為043H,則將該控制字寫入控制字寄存器的指令如下：MOVAL,076HOUT043H,AL8253的初始化編程內(nèi)容：一是首先向控制寄存器寫入控制字，以選定計(jì)數(shù)通道（三個(gè)中之一），規(guī)定該計(jì)數(shù)的工作方式和計(jì)數(shù)方式以及計(jì)數(shù)初值的長度和裝入順序（初值寫入方式）；二是向已選定的計(jì)數(shù)器按控制字的要求寫入計(jì)數(shù)初值。8253初始化的要求：（1）對每個(gè)計(jì)數(shù)器，控制字必須寫在計(jì)數(shù)值之前。這是因?yàn)橛?jì)數(shù)器的讀/寫格式由它的控制字決定。（2）計(jì)數(shù)值必須按控制字所規(guī)定的格式寫入。若控制字規(guī)定只寫8位

11、，只需寫入一次（8位）計(jì)數(shù)值即可（規(guī)定寫低8位則高8位自動(dòng)置0,規(guī)定寫高8位則低8位自動(dòng)置0);規(guī)定寫16位時(shí)必須寫兩次，先寫低8位，后寫高8位。當(dāng)初值為0時(shí)，也要分兩寫入，因在二進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)，“0”表示65336,在BC刎計(jì)數(shù)時(shí)“0”表示10000=104。(3)對所有方式計(jì)數(shù)器都可以在計(jì)數(shù)過程中或計(jì)數(shù)結(jié)束后改變計(jì)數(shù)值，重寫計(jì)數(shù)值也必須遵守控制字所規(guī)定的格式，并且不會(huì)改變當(dāng)前計(jì)數(shù)器的工作方式。(4)計(jì)數(shù)值不能直接寫到減1計(jì)數(shù)器中，而只能寫入計(jì)數(shù)值寄存器中，并由寫操作之后的下一個(gè)CLK脈沖將計(jì)數(shù)值寄存器的內(nèi)容裝入減1計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)。(5)初始化編程必須明確各個(gè)計(jì)數(shù)器的控制字和計(jì)數(shù)值不是寫到同一個(gè)

12、地址單元。各個(gè)計(jì)數(shù)器的控制字各自獨(dú)立確定，但它們都寫入同一個(gè)端口地址(控制字寄存器)中，各個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值則根據(jù)需要獨(dú)立確定并寫入各自計(jì)數(shù)器的相應(yīng)寄存器中。例1:設(shè)8086系統(tǒng)中8253的三個(gè)計(jì)數(shù)器的端口地址為060H,062H和064H,控制口地址為066H,要求計(jì)數(shù)器0為方式1,按BCD+數(shù)；計(jì)數(shù)初值為1800D,計(jì)數(shù)器1為方式0,按二進(jìn)制計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)初值為1234H,計(jì)數(shù)器2為方式3,按二進(jìn)制計(jì)數(shù)；當(dāng)計(jì)數(shù)初值為065H時(shí)，試分別寫生計(jì)數(shù)器0,1,2的初始化程序。計(jì)數(shù)器0的初始化:計(jì)數(shù)0的控制字：00100011B=23HMOVAL23H;計(jì)數(shù)器0的控制字OUT066H,AL;控制字寫入82

13、53的控制器MOVAL18H;取計(jì)數(shù)初值的高8位，低8位00可不送OUT060H,AL;計(jì)數(shù)初值送計(jì)數(shù)器0端口計(jì)數(shù)器1和初始化：計(jì)數(shù)器1的控制字：01110000B=70HMOVAL70H;計(jì)數(shù)器的控制字：方式0,送高8位和低8位，二進(jìn)制計(jì)數(shù)OUT066H,AL;控制字寫入8253的控制器MOVAL034H;取計(jì)數(shù)初值的低8位OUT062H,AL;計(jì)數(shù)初值的低8位，寫入計(jì)數(shù)器1端口MOVAL12H;取計(jì)數(shù)初值的高8位OUT062H,AL;計(jì)數(shù)初值的高8位寫入計(jì)數(shù)器1端口計(jì)數(shù)器2的初始化：計(jì)數(shù)器2的控制字：10010110B=96HMOVAL96H;計(jì)數(shù)器2的控制字96H:方式3,只送低8位，二

14、進(jìn)制計(jì)數(shù)OUT066H,AL;控制字寫入8253的控制口MOVAL056H;計(jì)數(shù)初值的低8位OUT064H,AL;計(jì)數(shù)初值的低8位寫入計(jì)數(shù)器2的端口例2:要求讀生計(jì)數(shù)器2的當(dāng)前計(jì)數(shù)值，并檢查是否為全8253在讀取計(jì)數(shù)器的當(dāng)前計(jì)數(shù)值時(shí)，必須分兩步進(jìn)行。首先發(fā)一鎖存命令（即控制字中RL1RL0=0。，將當(dāng)前計(jì)數(shù)值鎖存到輸由鎖存器中。第二步執(zhí)行讀操作，即用IN指令將鎖存器中內(nèi)容讀入CPU假設(shè)計(jì)數(shù)初值只有低8位，設(shè)其程序段如下（控制口地址為066H,計(jì)數(shù)器2的口地址為064H）:KEEPMOVAL80H;計(jì)數(shù)器2的鎖存命令OUT066H,AL;鎖存命令寫入控制寄存器INAL,064H;讀輸由鎖存器中的

15、當(dāng)前計(jì)數(shù)值（從計(jì)數(shù)器2端口讀）CMPAL0FFH;比較當(dāng)前計(jì)數(shù)值是否為全“1”JMEKEEP;非全“1”繼續(xù)讀HLT;為全“1”暫停8253的應(yīng)用舉例例1:將8253的計(jì)數(shù)器1作為5ms定時(shí)器，設(shè)輸入時(shí)鐘頻率為200kHz,試編寫8253的初始化程序。（1）計(jì)數(shù)初值N計(jì)算已知輸入時(shí)鐘CLK頻率為200kHz,則時(shí)鐘周期為T=1/f=1/200kHz=5以s,于是計(jì)數(shù)初值N為：N=5ms/T=5ms/5以s=1000。(2)確定控制字按題意選計(jì)數(shù)器1,按BCD馬計(jì)數(shù)，工彳于方式0,由于計(jì)數(shù)初值N=1000,控制字C5D應(yīng)為11,于是8253的控制字為：01110001B=71H(3)選擇8253

16、各端口地址設(shè)計(jì)數(shù)器1的端口地址為3F82H,控制口地址為3F86H。(4)初始化程序如下MOVAL,71H;控制字MOVDX,3F68H;控制口地址OUTDXAL;控制字送8253控制寄存器MOVDX,3F82H;計(jì)數(shù)器1端口地址MOVAL,00;將計(jì)數(shù)初值N=1000的低8位寫入計(jì)數(shù)器1OUTDX,ALMOVAL,10;將N的高8位寫入計(jì)數(shù)器1OUTDX,AL例2:以8086為CPU的某微機(jī)系統(tǒng)中使用了一塊8253芯片，其通道端口地址為308H,30AH,30CH,控制口地址為30EH,3個(gè)通道使用同一輸入時(shí)鐘，頻率為2MHz要求完成如下功能：利用計(jì)數(shù)器0采用硬件觸發(fā)，輸由寬度等于時(shí)鐘周期的

17、單脈沖，定時(shí)常數(shù)為36H;利用計(jì)數(shù)器1輸由頻率為2kHz的對稱方波；利用計(jì)數(shù)器2產(chǎn)生寬度為0.6ms的單脈沖，試設(shè)計(jì)該定時(shí)系統(tǒng)硬件電路和初始化程序。(1)硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)主要是地址譯碼電路設(shè)計(jì)及時(shí)8253與CPU問的連接。根據(jù)給定的端口地址可知，地址總線低位部分的從A分別為：AAf11,44=0000,AAA=100111,A0=0,由它們經(jīng)譯碼器譯碼產(chǎn)生8253的片選信號,8253的數(shù)據(jù)線DD0必須與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的低8位相連，8253的端口的選擇信號A1A0應(yīng)連系統(tǒng)地址的A2A1。根據(jù)上述要求，譯碼器應(yīng)選3-8譯碼器74LS138。該譯碼器有3個(gè)代碼輸入端(C,B,A),軍入3位代碼

18、決定譯碼信號從Y。Y7中哪一個(gè)輸由，本例中顯然應(yīng)以Y2輸由。(2)初始化編程根據(jù)題意要求，對3個(gè)通道的工作方式，計(jì)數(shù)初值確定如下：由CLKCLK=2MHzM得，時(shí)鐘周期T=1/f=1/2MHz=0.5以s。選計(jì)數(shù)器0:選擇方式5,門控信號GATES接一正跳變信號，OU琢當(dāng)計(jì)數(shù)為0時(shí)產(chǎn)生一個(gè)寬度等于時(shí)鐘周期的單脈沖。計(jì)數(shù)系數(shù)為36,用BCD#數(shù)。所以，計(jì)數(shù)器0的控制字應(yīng)為00011011B=1BH選計(jì)數(shù)器1:選擇方式3,GATES+5V,CLK1=2MH輸由方波頻率為2kHz,所以，計(jì)數(shù)常數(shù)Ni=2MHz/2kHz=1000,采用BCD計(jì)數(shù)，于是計(jì)數(shù)器1的控制字為：01110111B=77H選計(jì)數(shù)器2:選擇方式1,以構(gòu)成一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路，輸由脈沖寬度由計(jì)數(shù)常數(shù)N2決定，計(jì)數(shù)常數(shù)N2=600以s/0.5以s=1200,采用BCD#數(shù)，于是計(jì)數(shù)器2的控制字為：10110011B=B3H根據(jù)以上分析可得3個(gè)計(jì)數(shù)通道的初