微機原理08-定時計數(shù)接口

第8章第8章：定時計數(shù)控制接口

8253的引腳和工作方式

8253的編程

8253在IBMPC系列機上的應(yīng)用教學(xué)重點第8章：定時器和計數(shù)器定時控制在微機系統(tǒng)中具有極為重要的作用，計數(shù)是許多過程控制領(lǐng)域常用的功能它們都是由數(shù)字電路中的計數(shù)電路構(gòu)成定時器由數(shù)字電路中的計數(shù)電路構(gòu)成，通過記錄高精度晶振脈沖信號的個數(shù)，輸出準確的時間間隔計數(shù)電路如果記錄外設(shè)提供的具有一定隨機性的脈沖信號時，它主要反映脈沖的個數(shù)（進而獲知外設(shè)的某種狀態(tài)），常又稱為計數(shù)器第8章：定時功能的實現(xiàn)方法軟件延時利用微處理器執(zhí)行一個延時程序段實現(xiàn)不用硬件，但占用CPU時間、定時精度不高，隨系統(tǒng)時鐘頻率改變不可編程的硬件定時采用分頻器、單穩(wěn)電路或簡易定時電路控制定時時間定時電路簡單、定時時間可以在一定范圍改變可編程的硬件定時軟件硬件相結(jié)合、用可編程定時器芯片構(gòu)成一個方便靈活的定時電路具有多種工作方式、能夠輸出多種控制信號第8章：8.18253/8254定時計數(shù)器3個獨立的16位計數(shù)器通道每個計數(shù)器有6種工作方式按二進制或十進制（BCD碼）計數(shù)8254是8253的改進型第8章：8.1.18253/8254的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳D7～D0計數(shù)器0控制字寄存器計數(shù)器1計數(shù)器2內(nèi)部數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線緩沖器讀寫控制邏輯RDWRA0A1CSCLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2第8章：1.計數(shù)器預(yù)置寄存器GATECLKOUT減1計數(shù)器輸出鎖存器計數(shù)初值存于預(yù)置寄存器；在計數(shù)過程中，減法計數(shù)器的值不斷遞減，而預(yù)置寄存器中的預(yù)置不變。輸出鎖存器用于寫入鎖存命令時，鎖定當(dāng)前計數(shù)值第8章：計數(shù)器的3個引腳CLK時鐘輸入信號在計數(shù)過程中，此引腳上每輸入一個時鐘信號（下降沿），計數(shù)器的計數(shù)值減1GATE門控輸入信號控制計數(shù)器工作，可分成電平控制和上升沿控制兩種類型OUT計數(shù)器輸出信號當(dāng)一次計數(shù)過程結(jié)束（計數(shù)值減為0），OUT引腳上將產(chǎn)生一個輸出信號第8章：2.與處理器接口D0~D7數(shù)據(jù)線A0~A1地址線CS*片選信號RD*讀信號WR*寫信號CS*A1A0I/O地址讀操作RD*寫操作WR*00000101001140H41H42H43H讀計數(shù)器0讀計數(shù)器1讀計數(shù)器2無操作寫計數(shù)器0寫計數(shù)器1寫計數(shù)器2寫控制字第8章：8.1.28253/8254的工作方式8253有6種工作方式，由方式控制字確定熟悉每種工作方式的特點才能根據(jù)實際應(yīng)用問題，選擇正確的工作方式每種工作方式的過程類似：⑴設(shè)定工作方式⑵設(shè)定計數(shù)初值〔⑶硬件啟動〕⑷計數(shù)初值進入減1計數(shù)器⑸每輸入一個時鐘計數(shù)器減1的計數(shù)過程⑹計數(shù)過程結(jié)束第8章：方式0：計數(shù)結(jié)束中斷①②⑤④⑥GATEOUTCLK

031244方式0WR①設(shè)定工作方式②設(shè)定計數(shù)初值④計數(shù)值送入計數(shù)器⑤計數(shù)過程⑥計數(shù)結(jié)束第8章：方式1：可編程單穩(wěn)脈沖（GATE上升沿觸發(fā)計數(shù)）①②⑤④⑥①設(shè)定工作方式②設(shè)定計數(shù)初值③③硬件啟動④計數(shù)值送入計數(shù)器⑤計數(shù)過程⑥計數(shù)結(jié)束GATEOUTCLK

031244方式1WR第8章：方式2：頻率發(fā)生器（分頻器）03124GATEOUTCLK

4方式2031240312403124WR第8章：方式3：方波發(fā)生器03124GATEOUTCLK

4方式3031240312403124WR第8章：方式4：軟件觸發(fā)選通信號GATEOUTCLK031244方式42233310WR第8章：方式5：硬件觸發(fā)選通信號（GATE上升沿觸發(fā)）GATEOUTCLK031244方式522333110WR第8章：各種工作方式的輸出波形方式0方式1方式2方式3方式4方式50N0N0N0/N110NN/2

N/20/N0N01N01N01討論：計數(shù)開始的時刻第8章：8.1.38253/8254的編程8253加電后的工作方式不確定8253必須初始化編程，才能正常工作寫入控制字寫入計數(shù)初值讀取計數(shù)值D7D6D5D4D3D2D1D0第8章：1.寫入方式控制字計數(shù)器讀寫格式工作方式數(shù)制D7D6D5D4D3D2D1D000計數(shù)器001計數(shù)器110計數(shù)器211非法00計數(shù)器鎖存命令01只讀寫低字節(jié)10只讀寫高字節(jié)11先讀寫低字節(jié)后讀寫高字節(jié)000方式0001方式1x10方式2x11方式3100方式4101方式50二進制1十進制控制字寫入控制字I/O地址（A1A0＝11）8253控制字舉例

例：

現(xiàn)需要對8253的定時器0進行設(shè)置；要求定時器0為先低后高寫入計數(shù)初值，工作在方式0，采用二進制計數(shù)，請寫出相應(yīng)的方式控制字:

方式控制字定時器讀寫格式工作方式數(shù)制D7D6D5D4D3D2D1D000定時器001定時器110定時器211非法00鎖存命令01只讀寫低

字節(jié)10只讀寫高

字節(jié)11先讀寫低

字節(jié)后讀

寫高字節(jié)000方式0001方式1x10方式2x11方式3100方式4101方式50二進制1十進制

00110000

定時器讀寫格式工作方式數(shù)制第8章：2.寫入計數(shù)值選擇二進制時計數(shù)值范圍：0000H～FFFFH0000H是最大值，代表65536選擇十進制（BCD碼）計數(shù)值范圍：0000～99990000代表最大值10000計數(shù)值寫入計數(shù)器各自的I/O地址示例第8章：3.讀取計數(shù)值對8位數(shù)據(jù)線，讀取16位計數(shù)值需分兩次計數(shù)在不斷進行，應(yīng)該將當(dāng)前計數(shù)值先行鎖存，然后讀?。合蚩刂谱諭/O地址：給8253寫入鎖存命令從計數(shù)器I/O地址：讀取鎖存的計數(shù)值讀取計數(shù)值，要注意讀寫格式和計數(shù)數(shù)制8253初始化編程舉例任務(wù)：某系統(tǒng)中有1MHz的時鐘信號，需要由此信號分頻生成1Hz的方波信號用來申請中斷，更新系統(tǒng)時鐘。請利用8253芯片實現(xiàn)該功能，分配的地址為：

2FCH~2FFH，請給出設(shè)計方案并完成初始化編程。1MHz1Hz的方波IORIOWA0A1譯碼地址：2FCH~2FFHD0~D7RDWRA0A1CLK0OUT0CLK1OUT1GATE0GATE11MHz1Hz的方波+5VCSD0~D78253工作于方式3（方波發(fā)生器）計數(shù)初值N=fCLK/fOUT本例中N=N0N1=106/1=106N0=N1=1000=3E8H定時器讀寫格式工作方式數(shù)制D7D6D5D4D3D2D1D000定時器001定時器110定時器211非法00鎖存命令01只讀寫低

字節(jié)10只讀寫高

字節(jié)11先讀寫低

字節(jié)后讀

寫高字節(jié)000方式0001方式1x10方式2x11方式3100方式4101方式50二進制1十進制

00110110

定時器讀寫格式工作方式數(shù)制寫入方式控制字、計數(shù)初值MOVAL,36HMOVDX,2FFH；DX指向控制端口OUTDX,AL；寫入方式控制字MOVAX,3E8HMOVDX,2FCH；DX指向定時器0OUTDX,AL；先低后高寫入計數(shù)初值MOVAL,AHOUTDX,AL思考題：1、該例中能否采用十進制計數(shù)？如果采用十進制計數(shù)，計數(shù)初值應(yīng)為多少？2、請編寫初始化程序。10001000H定時器讀寫格式工作方式數(shù)制D7D6D5D4D3D2D1D000定時器001定時器110定時器211非法00鎖存命令01只讀寫低

字節(jié)10只讀寫高

字節(jié)11先讀寫低

字節(jié)后讀

寫高字節(jié)000方式0001方式1x10方式2x11方式3100方式4101方式50二進制1十進制

00110111

定時器讀寫格式工作方式數(shù)制寫入方式控制字、計數(shù)初值MOVAL,37HMOVDX,2FFH；DX指向控制端口OUTDX,AL；寫入方式控制字MOVAX,1000HMOVDX,2FCH；DX指向定制器0OUTDX,AL；先低后高寫入計數(shù)初值MOVAL,AHOUTDX,AL第8章：9.28253在IBMPC系列機上的應(yīng)用A0A1———A0—A1—D0～D7D0～D7OUT1OUT2OUT0GATE0GATE1GATE2CLK0CLK1CLK2DQCLK+5V接至DMA控制器接至揚聲器驅(qū)動器PB0PB1IRQ0DRQ0

8253+5V1.19318MHzDACK0BRDIORIOWRDWRCST/CCS61H第8章：9.2.1定時中斷和定時刷新從閱讀初始化程序段看計數(shù)器0作為定時中斷的作用將計數(shù)器1作為定時刷新看如何編寫初始化程序段第8章：計數(shù)器0：初始化程序moval,36h

；36H＝00110110B；計數(shù)器0為方式3，采用二進制計數(shù)；先低后高寫入計數(shù)值out43h,al

；寫入方式控制字moval,0

；計數(shù)值為0out40h,al

；寫入低字節(jié)計數(shù)值out40h,al

；寫入高字節(jié)計數(shù)值第8章：計數(shù)器0：定時中斷計數(shù)器0：方式3，計數(shù)值：65536，輸出頻率為1.19318MHz÷65536＝18.206Hz的方波門控為常啟狀態(tài)，這個方波信號不斷產(chǎn)生OUT0端接8259A的IRQ0，用作中斷請求信號每秒產(chǎn)生18.206次中斷請求，或說每隔55ms（54.925493ms）申請一次中斷DOS系統(tǒng)利用計數(shù)器0的這個特點，通過08號中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)了日時鐘計時功能第8章：計數(shù)器1：DRAM定時刷新利用計數(shù)器1不斷提出DRAM刷新請求門控總為高，選擇方式2或32ms內(nèi)刷新128次，即15.6s刷新一次計數(shù)初值為18第8章：計數(shù)器1：初始化程序moval,54h

；54H＝01010100B；計數(shù)器1為方式2，采用二進制計數(shù)；只寫低8位計數(shù)值out43h,al

；寫入方式控制字moval,18

；計數(shù)初值為18out41h,al

；寫入計數(shù)值第8章：8.2.2揚聲器控制計數(shù)器2的輸出控制揚聲器的發(fā)聲音調(diào)計數(shù)器2只能工作在方式3，才能輸出一定頻率的方波，經(jīng)濾波后得到近似的正弦波，進而推動揚聲器發(fā)聲揚聲器還受控于并行接口（8255芯片）必須使PB0和PB1同時為高電平，揚聲器才能發(fā)出預(yù)先設(shè)定頻率的聲音第8章：例題8.1揚聲器聲音的控制

；數(shù)據(jù)段freq dw600

；代碼段

movbx,freq callspeaker

；設(shè)置揚聲器音調(diào)

callspeakon

；打開揚聲器聲音

movah,1

；等待按鍵

int21h

；按鍵后

callspeakoff

；關(guān)閉揚聲器聲音8253在IBMPC系列機上的應(yīng)用A0A1———A0—A1—D0～D7D0～D7OUT1OUT2OUT0GATE0GATE1GATE2CLK0CLK1CLK2DQCLK+5V接至DMA控制器接至揚聲器驅(qū)動器PB0PB1IRQ0DRQ0

8253+5V1.19318MHzDACK0BRDIORIOWRDWRCST/CCS61H第8章：第8章教學(xué)要求1.掌握8253引腳，尤其是