可編程定時(shí)計(jì)數(shù)控制器

可編程定時(shí)計(jì)數(shù)控制器第1頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三定時(shí)/計(jì)數(shù)的基本概念定時(shí)與計(jì)數(shù)的作用：如何定時(shí)？為獲得穩(wěn)定準(zhǔn)確的定時(shí)，必須有穩(wěn)定準(zhǔn)確的時(shí)間基準(zhǔn)。定時(shí)的本質(zhì)是計(jì)數(shù)，把若干小片的時(shí)間單元累加起來(lái)，就獲得一段時(shí)間。定時(shí)的方法1.軟件定時(shí)方法2.硬件定時(shí)方法軟件定時(shí)：利用CPU執(zhí)行指令需要若干指令周期的原理，運(yùn)用軟件編程，循環(huán)執(zhí)行一段程序產(chǎn)生延時(shí)，配合簡(jiǎn)單輸出接口向外送出定時(shí)控制信號(hào)。優(yōu)點(diǎn)：硬件簡(jiǎn)單，只需要編制相應(yīng)的延時(shí)程序。缺點(diǎn)：增加CPU的時(shí)間開(kāi)銷，浪費(fèi)CPU的資源。不可編程硬件定時(shí)：專用的多諧振蕩器件或單穩(wěn)器件。優(yōu)點(diǎn)：定時(shí)電路簡(jiǎn)單、定時(shí)時(shí)間可以在一定范圍改變?nèi)秉c(diǎn)：使用不方便。當(dāng)前采用技術(shù)：可編程通用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器芯片。3.軟硬件定時(shí)方法可編程硬件定時(shí)：軟件硬件相結(jié)合、用可編程定時(shí)器芯片構(gòu)成定時(shí)電路優(yōu)點(diǎn)：具有多種工作方式、能夠輸出多種控制信號(hào)第2頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器具有兩種功能：可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的工作原理作為計(jì)數(shù)器設(shè)置好計(jì)數(shù)值后，計(jì)數(shù)器啟動(dòng)，每當(dāng)一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖到來(lái)時(shí)，進(jìn)行減1計(jì)數(shù)，直至減到0，輸出一個(gè)信號(hào)。作為定時(shí)器設(shè)置好定時(shí)器后，定時(shí)器工作，在固定頻率的時(shí)鐘脈沖驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)行減1計(jì)數(shù)，并按定時(shí)常數(shù)不斷地輸出為時(shí)鐘周期整數(shù)倍的定時(shí)間隔。第3頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三數(shù)據(jù)總線

RD地址線WRCLK

CS

A0

GATE

OUT

預(yù)置計(jì)數(shù)值寄存器計(jì)數(shù)器控制寄存器譯

碼器狀態(tài)寄存器計(jì)數(shù)器輸出寄存器1A第4頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器Intel8253Intel8253：3個(gè)獨(dú)立16位計(jì)數(shù)器通道；6種工作方式；按二進(jìn)制計(jì)數(shù)或BCD碼計(jì)數(shù)；2.6MHz；單+5V電源，24條引腳雙列直插式封裝；輸入輸出引腳都與TTL兼容。作為可編程的方波頻率發(fā)生器、分頻器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、事件計(jì)數(shù)器和單脈沖發(fā)生器等。第5頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三Intel8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8位雙向三態(tài)緩沖器。對(duì)8253進(jìn)行讀計(jì)數(shù)器當(dāng)前計(jì)數(shù)值和寫(xiě)計(jì)數(shù)初值及設(shè)置8253的工作方式。只能寫(xiě)入而不能讀出。A1A0=11B時(shí)，訪問(wèn)控制字寄存器，接收控制字，由控制字的D7D6決定控制字寫(xiě)入哪個(gè)計(jì)數(shù)器的控制寄存器，由控制字，決定計(jì)數(shù)器通道的工作方式、選擇計(jì)數(shù)器是按二進(jìn)制或BCD碼計(jì)數(shù)、選擇每個(gè)計(jì)數(shù)器初值的寫(xiě)入順序。計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器1、計(jì)數(shù)器2完全獨(dú)立、結(jié)構(gòu)相同，16位可預(yù)置的減法計(jì)數(shù)器構(gòu)成。第6頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)8253的每個(gè)計(jì)數(shù)器包括：（1）16位的計(jì)數(shù)初值寄存器CR——存放由CPU編程設(shè)定的計(jì)數(shù)初值；（2）16位計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE——是一個(gè)減1計(jì)數(shù)器，初值是CR的內(nèi)容。CE只對(duì)CLK脈沖計(jì)數(shù)，一旦計(jì)數(shù)器被啟動(dòng)后，每出現(xiàn)一個(gè)CLK脈沖，CE減1。當(dāng)減為0時(shí)，通過(guò)OUT輸出指示信號(hào)，表明CE為0；*當(dāng)CLK是一個(gè)非周期性信號(hào)時(shí)，起計(jì)數(shù)功能；*當(dāng)CLK是周期性時(shí)鐘信號(hào)時(shí)，起定時(shí)功能。作定時(shí)器用時(shí)，定時(shí)系數(shù)＝要求的定時(shí)時(shí)間/輸入的時(shí)鐘脈沖周期，作為計(jì)數(shù)初值預(yù)置入CR，第7頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)（3）16位輸出鎖存器OL——跟隨CE的內(nèi)容變化，當(dāng)接受到CPU發(fā)來(lái)的鎖存命令時(shí)，就鎖定當(dāng)前的計(jì)數(shù)值，而不跟隨CE變化，直到CPU從中讀取鎖存值后，才恢復(fù)跟隨CE。（4）GATE——門(mén)控脈沖輸入。*高電平時(shí)，允許計(jì)數(shù)器工作；*低電平時(shí)，禁止計(jì)數(shù)器工作。4/4/2023第8頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三Intel8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)計(jì)數(shù)通道結(jié)構(gòu)CPU不能直接訪問(wèn)CE；CPU隨時(shí)可以用輸入指令，將計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值從輸出鎖存器OL中讀出9第9頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三計(jì)數(shù)初值—在CLK的下降沿時(shí)，計(jì)數(shù)器執(zhí)行部件從初值開(kāi)始作減1計(jì)數(shù)；其中0是最大初值，1是最小初值；讀計(jì)數(shù)值——將某計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值讀到CPU中

讀到的是執(zhí)行輸入指令瞬間計(jì)數(shù)器的現(xiàn)行值。16位計(jì)數(shù)值要分兩次讀至CPU，故必須將數(shù)據(jù)鎖存。計(jì)數(shù)器初始值=時(shí)鐘頻率×T（T為定時(shí)時(shí)間）若以二進(jìn)制數(shù)制計(jì)數(shù)，則0相當(dāng)于216=65536若以BCD（十進(jìn)制）數(shù)制計(jì)數(shù)，則0相當(dāng)于104=1000010第10頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三Intel8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8253內(nèi)部控制電路，從系統(tǒng)控制線上接收輸入信號(hào)，轉(zhuǎn)變成8253內(nèi)部操作的各種控制信號(hào)。11第11頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的外部引腳1.與定時(shí)計(jì)數(shù)電路相連接的引腳CE對(duì)CLK輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)；系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖、分頻、其它脈沖源提供；均勻、連續(xù)、周期精確；不均勻、不斷續(xù)、周期不定的。12第12頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三注意：8253作分頻器，工作于定時(shí)器方式：CLK輸入是連續(xù)的、周期精確的時(shí)鐘脈沖，OUT輸出必定是頻率降低的、周期精確的時(shí)鐘脈沖。8253作計(jì)數(shù)器：CLK輸入只是脈沖的數(shù)量，不是脈沖的時(shí)間間隔，CLK可以輸入周期不定的脈沖，也可以輸入周期確定的脈沖。當(dāng)計(jì)數(shù)到預(yù)置的初值后，從OUT端輸出一個(gè)脈沖。CLK的脈沖周期不定，OUT輸出的脈沖周期也不確定。8253的基本工作方式：對(duì)外部輸入到CLK引腳上的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。定時(shí)方式還是計(jì)數(shù)方式，取決于輸入脈沖的性質(zhì)和用戶的需要。8253的外部引腳13第13頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的外部引腳1.與定時(shí)計(jì)數(shù)電路相連接的引腳減1計(jì)數(shù)到零/定時(shí)時(shí)間到的脈沖輸出；當(dāng)計(jì)數(shù)器減1計(jì)數(shù)到零時(shí)，有電平或脈沖信號(hào)輸出；取決于工作方式，它可以是電平、脈沖或方波等。14第14頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的外部引腳1.與定時(shí)計(jì)數(shù)電路相連接的引腳外部控制計(jì)數(shù)器工作；作用取決于8253的工作方式：當(dāng)為低電平時(shí)，禁止通道的計(jì)數(shù)單元計(jì)數(shù)、由低電平向高電平變跳過(guò)程中會(huì)觸發(fā)一次新的計(jì)數(shù)。15第15頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的外部引腳

地址信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)控制信號(hào)面向系統(tǒng)的引腳信號(hào)按照其傳輸信息的種類不同2.與系統(tǒng)相連接引腳16第16頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的外部引腳2.與系統(tǒng)相連接引腳內(nèi)部口地址的選擇，輸入。8253內(nèi)部共有4個(gè)端口：A口，B口，C口和控制口；17第17頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的外部引腳2.與系統(tǒng)相連接引腳片選，輸入，用來(lái)決定芯片是否被選中，由地址總線高位經(jīng)譯碼電路產(chǎn)生18第18頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三表8253A端口地址分配表A1A0操作數(shù)據(jù)傳送方式00100001010011001000010010101001011001111××××讀0計(jì)數(shù)器讀1計(jì)數(shù)器讀2計(jì)數(shù)器寫(xiě)0計(jì)數(shù)器寫(xiě)1計(jì)數(shù)器寫(xiě)2計(jì)數(shù)器寫(xiě)控制口8253無(wú)操作未選中0計(jì)數(shù)器OL→數(shù)據(jù)總線1計(jì)數(shù)器OL→數(shù)據(jù)總線2計(jì)數(shù)器OL→數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)→0計(jì)數(shù)器CR數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)→1計(jì)數(shù)器CR數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)→2計(jì)數(shù)器CR數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)→控制口數(shù)據(jù)總線高阻狀態(tài)數(shù)據(jù)總線高阻狀態(tài)8253的外部引腳19第19頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的外部引腳8位，雙向，三態(tài)，用來(lái)與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連讀信號(hào)，輸入，控制8253將數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息送給CPU寫(xiě)信號(hào)，輸入，控制CPU將數(shù)據(jù)或控制信息送到82532.與系統(tǒng)相連接引腳20第20頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的控制字4個(gè)功能段：控制字——在8253的初始化編程中，第一個(gè)寫(xiě)入的一定是方式控制字，規(guī)定8253的工作方式。21第21頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三●設(shè)置初值命令用來(lái)設(shè)置計(jì)數(shù)的初始值。根據(jù)在控制字中D5D4位的約定，計(jì)數(shù)初始值可以是8位，也可以是16位。

設(shè)置初值命令●8253在設(shè)置初值后就開(kāi)始工作了。鎖存命令是為了配合CPU讀取計(jì)數(shù)器當(dāng)前值而設(shè)置的。鎖存命令22第22頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(1)8253初始化編程編程時(shí)必須遵守以下兩條原則：其二，初始值設(shè)置時(shí)，要符合控制字中的格式規(guī)定。是只寫(xiě)低字節(jié)，還是只寫(xiě)高字節(jié)，或者是先寫(xiě)低字節(jié)，后寫(xiě)高字節(jié)。其一，對(duì)計(jì)數(shù)器設(shè)置計(jì)數(shù)初始值前必須先將控制字寫(xiě)入23第23頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的控制字（2）8253的讀/寫(xiě)操作*寫(xiě)入操作——設(shè)置控制字，設(shè)置計(jì)數(shù)初值和設(shè)置鎖存命令；使用前，首先初始化：先寫(xiě)入方式控制字，隨后寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值（注意格式）?？刂谱謱?xiě)入控制寄存器端口，計(jì)數(shù)初值寫(xiě)入計(jì)數(shù)器端口。鎖存命令——D7D6指定要鎖存的計(jì)數(shù)器，D5D4＝00。*讀出操作——CPU讀取計(jì)數(shù)器當(dāng)前的計(jì)數(shù)值。在計(jì)數(shù)過(guò)程中，輸出鎖存器OL跟隨計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE變化，在接到CPU發(fā)來(lái)的鎖存命令時(shí)，當(dāng)前計(jì)數(shù)值鎖存于OL中，OL不再變化，保持至CPU用輸入指令讀取該計(jì)數(shù)器端口的OL值后，輸出鎖存器自動(dòng)解除鎖存狀態(tài)，再次跟隨CE第24頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的的工作方式8253提供6種工作方式，遵循以下基本原則：（1）控制字寫(xiě)入計(jì)數(shù)器，所有的控制邏輯電路復(fù)位，輸出端進(jìn)入初始狀態(tài)；（2）初始計(jì)數(shù)值寫(xiě)入后，經(jīng)過(guò)一個(gè)CLK脈沖后，才由計(jì)數(shù)初值寄存器CR送入計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE開(kāi)始計(jì)數(shù)。在輸入脈沖的CLK的下降沿，計(jì)數(shù)器作減1計(jì)數(shù)；（3）通常，在輸入脈沖CLK的上升沿，門(mén)控信號(hào)GATE被采樣。不同的工作方式，GATE信號(hào)的觸發(fā)方式有不同的規(guī)定，電平觸發(fā)、邊沿觸發(fā)或兩者都允許；（4）8253內(nèi)部沒(méi)有中斷控制電路，也沒(méi)有專用的中斷請(qǐng)求線，若需中斷，可將OUT端作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，通過(guò)外部電路實(shí)現(xiàn)對(duì)該中斷管理（比如接到8259A的IRi）。第25頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的工作方式6種工作方式：方式0—方式5區(qū)別：

OUT輸出的波形不同；計(jì)數(shù)過(guò)程中GATE信號(hào)對(duì)計(jì)數(shù)操作的影響不同；啟動(dòng)計(jì)數(shù)器的觸發(fā)方式不同26第26頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三方式0是典型的事件計(jì)數(shù)用法，CLK作為事件計(jì)數(shù)輸入信號(hào)，當(dāng)計(jì)數(shù)執(zhí)行部件CE為0時(shí)，OUT端變?yōu)楦唠娖?，可以作為中斷?qǐng)求信號(hào)。工作原理：當(dāng)寫(xiě)入控制字后，OUT變?yōu)榈碗娖剑珻PU將計(jì)數(shù)初值寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值寄存器CR后，利用下一個(gè)CLK脈沖的下降沿將CR的內(nèi)容裝入CE中；再?gòu)南乱粋€(gè)CLK脈沖的下降沿開(kāi)始，CE執(zhí)行減1計(jì)數(shù)，減到0時(shí)，OUT變?yōu)楦唠娖?，并保持。除非重新裝入計(jì)數(shù)初值或復(fù)位。

GATE是門(mén)控信號(hào)，高電平開(kāi)放計(jì)數(shù)，低電平禁止計(jì)數(shù)。1．方式0—計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)中斷方式

（InterruptonTerminalCount）4/4/2023第27頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三●在此種方式下，控制字寫(xiě)入8253的控制字寄存器后，使OUT輸出端變低。開(kāi)始計(jì)數(shù)要有兩個(gè)條件：其一是門(mén)控GATE信號(hào)必須為高電平其二是寫(xiě)入計(jì)數(shù)器初值。滿足以上兩個(gè)條件計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，直到計(jì)數(shù)到“0”時(shí)，OUT輸出端變高28第28頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1．方式0—計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)中斷方式

（InterruptonTerminalCount）方式0波形圖CW：8253控制字；LSB：低8位計(jì)數(shù)值；MSB：高8位計(jì)數(shù)值29第29頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三GATE=1初值N，OUT在寫(xiě)入命令執(zhí)行后，第N+1個(gè)CLK脈沖之后，變?yōu)楦唠娖?．方式0—計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)中斷方式

（InterruptonTerminalCount）30第30頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1．方式0—計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)中斷方式

（InterruptonTerminalCount）(b)方式0—GATE作用31第31頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1．方式0—計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)中斷方式

（InterruptonTerminalCount）32第32頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三方式0特點(diǎn)第一，計(jì)數(shù)器只計(jì)數(shù)一遍。第三，在計(jì)數(shù)過(guò)程中，可由門(mén)控信號(hào)控制暫停。第四，在8253計(jì)數(shù)過(guò)程中可以改變計(jì)數(shù)值。第五，若用于中斷方式，可把OUT輸出信號(hào)接到8259的中斷請(qǐng)求輸入端，以滿足中斷要求。第二，在CPU執(zhí)行向8253輸出計(jì)數(shù)指令的信號(hào)上升沿，8253將計(jì)數(shù)值寫(xiě)入通道的可予置計(jì)數(shù)值寄存器中。方式0主要用于事件計(jì)數(shù)，OUT信號(hào)可作為中斷請(qǐng)求信號(hào)。33第33頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三工作方式0例：設(shè)8253的端口地址是70H－73H，若計(jì)數(shù)器1工作在方式0，計(jì)數(shù)次數(shù)為130次，試編寫(xiě)初始化程序。解：初始化程序段

MOVAL,71H ;0111

0001,計(jì)數(shù)器1，BCD計(jì)數(shù)

OUT73H,AL ;控制字寫(xiě)入控制寄存器

MOVAL,30H ;先送低8位

OUT71H,AL ;低8位送計(jì)數(shù)器1 MOVAL,01H ;先送低8位

OUT71H,AL ;高8位送計(jì)數(shù)器1

4/4/2023第34頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2．方式1—可編程單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

（ProgrammableOne―short）方式1波形圖由外部門(mén)控信號(hào)GATE上升沿觸發(fā)，使輸出端變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生一個(gè)單拍負(fù)脈沖信號(hào)，脈沖寬度由計(jì)數(shù)值決定。35第35頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2．方式1—可編程單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

（ProgrammableOne―short）36第36頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2方式1——可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器●在這種方式下，CPU執(zhí)行輸出指令向8253寫(xiě)入控制字之后，輸出OUT將保持為高電平（若原為低，則變?yōu)楦撸??！癞?dāng)CPU又寫(xiě)入計(jì)數(shù)值后，計(jì)數(shù)器并不開(kāi)始計(jì)數(shù)，要等到外部門(mén)控脈沖GATE啟動(dòng)之后的下一個(gè)輸入CLK脈沖的下降沿開(kāi)始計(jì)數(shù)?！裨摲绞娇奢敵鲆粋€(gè)單穩(wěn)脈沖，若外部再次觸發(fā)啟動(dòng)，則再次產(chǎn)生一個(gè)單穩(wěn)脈沖。●開(kāi)始計(jì)數(shù)時(shí)輸出OUT變低，在整個(gè)計(jì)數(shù)過(guò)程中，輸出OUT都維持為低電平，直到計(jì)數(shù)到0，輸出OUT方變?yōu)楦摺?7第37頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2．方式1—可編程單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

（ProgrammableOne―short）38第38頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2．方式1—可編程單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

（ProgrammableOne―short）39第39頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三在方式1下，8253的主要特點(diǎn)第三，在計(jì)數(shù)過(guò)程中，CPU改變初始計(jì)數(shù)值，這時(shí)計(jì)數(shù)過(guò)程不受影響。只有再次觸發(fā)啟動(dòng)后，計(jì)數(shù)器才開(kāi)始按新計(jì)數(shù)值對(duì)應(yīng)的脈沖寬度輸出單穩(wěn)脈沖。第一，若設(shè)置的初始計(jì)數(shù)值為N，則輸出的單穩(wěn)脈沖的脈寬為N個(gè)CLK時(shí)鐘周期。第二，可重復(fù)觸發(fā)。第四，在計(jì)數(shù)過(guò)程中，若外部GATE觸發(fā)脈沖提前到來(lái)（即計(jì)數(shù)器未減至0時(shí)），則在觸發(fā)脈沖上升沿之后的下一個(gè)CLK脈沖的下降沿時(shí)，計(jì)數(shù)器將重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。40第40頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三工作方式1例：設(shè)8253的端口地址是70H－73H，若計(jì)數(shù)器1工作在方式1，計(jì)數(shù)次數(shù)為20次，試編寫(xiě)初始化程序。解：初始化程序段MOVAL，52H ;0101

0010,計(jì)數(shù)器1，二進(jìn)制計(jì)數(shù)OUT73H，AL ;控制字寫(xiě)入控制寄存器MOVAL，14H ;OUT71H，AL ;計(jì)數(shù)次數(shù)送計(jì)數(shù)器14/4/2023第41頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3方式2——速率發(fā)生器、分頻器●當(dāng)計(jì)數(shù)到1時(shí)，輸出OUT變低，經(jīng)過(guò)一個(gè)CLK周期輸出OUT變高，并且計(jì)數(shù)器開(kāi)始重新計(jì)數(shù)。●在這種方式下，CPU向8253輸出控制字后，計(jì)數(shù)器輸出OUT變高。在寫(xiě)入計(jì)數(shù)值后，計(jì)數(shù)器在下一個(gè)CLK的下降沿對(duì)輸入時(shí)鐘CLK計(jì)數(shù)。42第42頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3．方式2—速率發(fā)生器、分頻器

（RateGenerator）N分頻計(jì)數(shù)器43第43頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3．方式2—速率發(fā)生器、分頻器

（RateGenerator）44第44頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3．方式2—速率發(fā)生器、分頻器

（RateGenerator）45第45頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三方式2的主要特點(diǎn)第一，不用重新設(shè)置計(jì)數(shù)值，通道能連續(xù)工作，輸出固定頻率的脈沖。第三，在計(jì)數(shù)過(guò)程中可以改變計(jì)數(shù)值，這對(duì)正在進(jìn)行的計(jì)數(shù)過(guò)程沒(méi)有影響.方式2改變計(jì)數(shù)值是在下次計(jì)數(shù)周期有效。第二，計(jì)數(shù)過(guò)程可以由門(mén)控脈沖GATE控制。當(dāng)GATE為低電平時(shí)，暫停計(jì)數(shù)。GATE變?yōu)楦唠娖胶蟮南乱粋€(gè)CLK脈沖使計(jì)數(shù)器按原初始值重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。46第46頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的的工作方式2例：8253的計(jì)數(shù)器2用作分頻器，將頻率為1.19MHz的輸入脈沖轉(zhuǎn)變成頻率為500Hz的脈沖信號(hào)。8253的端口地址為70H－73H。試編寫(xiě)初始化程序段。解:N＝1.19×106/500=2380＝094CH則其初始化程序段為： MOVAL，0B4H；10110100，計(jì)數(shù)器2方式2二進(jìn)制計(jì)數(shù) OUT73H，AL ；控制字送入控制寄存器 MOVAL，4CH OUT72H，AL ；計(jì)數(shù)值低8位送入計(jì)數(shù)器2 MOVAL，09H OUT72H，AL；計(jì)數(shù)值高8位送入計(jì)數(shù)器2注：N也稱為分頻系數(shù)4/4/2023第47頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4方式3——方波發(fā)生器●方式3和方式2的工作類似，它們的輸出都是周期性的，但方式3的輸出為方波。方式3下，計(jì)數(shù)過(guò)程中OUT有一半時(shí)間為高，另一半時(shí)間為低。所以，若計(jì)數(shù)值為N，則方式3的輸出是周期為N個(gè)CLK脈沖的方波?！襁@種方式下，當(dāng)CPU將控制字用輸出指令寫(xiě)入8253后，其輸出OUT為高，CPU繼續(xù)寫(xiě)入計(jì)數(shù)值后就自動(dòng)開(kāi)始計(jì)數(shù)，輸出保持為高。當(dāng)計(jì)數(shù)到一半計(jì)數(shù)值時(shí)，輸出變?yōu)榈?，直至?jì)數(shù)到0，輸出又變高，重新從初始計(jì)數(shù)值開(kāi)始計(jì)數(shù)。48第48頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4．方式3—方波發(fā)生器

（SquareWaveGenerator）對(duì)稱方波（偶數(shù)）;近似對(duì)稱方波（奇數(shù)）49第49頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4．方式3—方波發(fā)生器

（SquareWaveGenerator）50第50頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4．方式3—方波發(fā)生器

（SquareWaveGenerator）51第51頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4．方式3—方波發(fā)生器

（SquareWaveGenerator）52第52頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三方式3的主要特點(diǎn)第一，若計(jì)數(shù)值為偶數(shù)，在裝入計(jì)數(shù)值后，每一個(gè)CLK脈沖使計(jì)數(shù)值減1，當(dāng)計(jì)數(shù)到N/2時(shí)，一方面使輸出改變狀態(tài)，另一方面又繼續(xù)計(jì)數(shù)至1，此過(guò)程將周而復(fù)始地重復(fù)進(jìn)行。第二，GATE信號(hào)能使計(jì)數(shù)過(guò)程重新開(kāi)始。原則上，GATE=1允許計(jì)數(shù)，GATE=0禁止計(jì)數(shù)。第三，若在計(jì)數(shù)期間寫(xiě)入一個(gè)新的計(jì)數(shù)值，并不影響現(xiàn)行的計(jì)數(shù)過(guò)程。53第53頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

方式0方式1方式2方式3功能計(jì)最后一個(gè)數(shù)中斷硬件觸發(fā)單穩(wěn)觸發(fā)器分頻器方波發(fā)生器啟動(dòng)條件寫(xiě)入計(jì)數(shù)值外部觸發(fā)寫(xiě)入計(jì)數(shù)值寫(xiě)入計(jì)數(shù)值重復(fù)條件寫(xiě)計(jì)數(shù)值外部觸發(fā)自動(dòng)重復(fù)自動(dòng)重復(fù)N與CLK和OUT關(guān)系寫(xiě)入N后過(guò)N＋1個(gè)CLK后輸出變高單個(gè)輸出脈沖寬度為N個(gè)CLK每N個(gè)CLK輸出一個(gè)CLK寬度脈沖寫(xiě)入N后（偶）輸出N/2個(gè)CLK高N/2個(gè)CLK低改變計(jì)數(shù)值立即有效外部觸發(fā)后有效下一計(jì)數(shù)操作周期有效下一計(jì)數(shù)操作周期有效寫(xiě)入控制字后的OUT立即為低高高高54第54頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三GATE低或變低禁止計(jì)數(shù)

禁止計(jì)數(shù)輸出變高禁止計(jì)數(shù)輸出變高上升沿

從初值開(kāi)始重新計(jì)數(shù)從初值開(kāi)始重新計(jì)數(shù)從初值開(kāi)始重新計(jì)數(shù)高允許計(jì)數(shù)

允許計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器最小值1122計(jì)數(shù)器最大值0000計(jì)數(shù)到0后狀態(tài)繼續(xù)減1計(jì)數(shù)繼續(xù)減1計(jì)數(shù)自動(dòng)裝初值后計(jì)數(shù)自動(dòng)裝初值后計(jì)數(shù)

方式0方式1方式2方式355第55頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5．方式4—軟件觸發(fā)選通方式

（SoftwareTriggeredStrobe）56第56頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5．方式4—軟件觸發(fā)選通方式

（SoftwareTriggeredStrobe）57第57頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5．方式4—軟件觸發(fā)選通方式

（SoftwareTriggeredStrobe）58第58頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三6．方式5—硬件觸發(fā)選通方式

（HardwareTriggeredStrobe）硬件觸發(fā)計(jì)數(shù)方式，即門(mén)控信號(hào)GATE上升沿觸發(fā)計(jì)數(shù)。59第59頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三6．方式5—硬件觸發(fā)選通方式

（HardwareTriggeredStrobe）60第60頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三6．方式5—硬件觸發(fā)選通方式

（HardwareTriggeredStrobe）61第61頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7．工作方式小結(jié)（1）方式0在寫(xiě)入控制字后OUT變?yōu)榈碗娖剑渌?種方式在寫(xiě)入控制字后OUT輸出高電平.（2）預(yù)置值N與輸出波形的關(guān)系:方式初值N與波形的關(guān)系0寫(xiě)入初值N后，經(jīng)N+1個(gè)CLK輸出變?yōu)楦唠娖?輸出一個(gè)寬度為N個(gè)CLK的負(fù)脈沖2每N個(gè)CLK脈沖，輸出一個(gè)寬度為CLK周期的負(fù)脈沖3方波輸出，周期為N個(gè)CLK周期，N為奇數(shù)時(shí)高電平比低電平多一個(gè)CLK周期4寫(xiě)入初值N后，計(jì)數(shù)結(jié)束后輸出一個(gè)寬度為CLK周期的負(fù)脈沖5寫(xiě)入初值N后，由門(mén)控觸發(fā)，計(jì)數(shù)結(jié)束后輸出一個(gè)寬度為CLK周期的負(fù)脈沖62第62頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7．工作方式小結(jié)（3）方式2，4，5相同之處：計(jì)數(shù)到終點(diǎn)，輸出寬度為1個(gè)CLK周期的低電平脈沖。

不同點(diǎn)為：方式2為自動(dòng)啟動(dòng)，重復(fù)計(jì)數(shù)、輸出低電平脈沖；方式4也為自動(dòng)啟動(dòng)，僅輸出一個(gè)低電平脈沖；方式5需等待GATE上升沿的到來(lái)才開(kāi)始計(jì)數(shù)，只輸出一個(gè)低電平脈沖。（4）方式2，3相同之處：輸出周期性信號(hào)，每當(dāng)計(jì)數(shù)到終點(diǎn)，初始化時(shí)預(yù)置的初值都會(huì)被自動(dòng)重新裝入(減1計(jì)數(shù)器)。63第63頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7．工作方式小結(jié)門(mén)控信號(hào)GATE在不同工作方式下的作用方式GATE引腳輸入狀態(tài)所起的作用輸出波形高電平低電平下降沿上升沿0允許禁止暫停繼續(xù)計(jì)數(shù)過(guò)程中為低,計(jì)數(shù)值減為0時(shí),變高(單次)1不影響不影響不影響開(kāi)始或重新開(kāi)始寬度為n個(gè)CLK的低電平（單次）2允許禁止停止重新開(kāi)始周期為n個(gè)CLK，寬度1個(gè)CLK的負(fù)脈沖（重復(fù)）3允許禁止停止重新開(kāi)始周期為n個(gè)CLK的方波（重復(fù)）4允許禁止停止重新開(kāi)始減為0時(shí)輸出寬度為1個(gè)CLK的負(fù)脈沖(單次)5不影響不影響不影響開(kāi)始或重新開(kāi)始減為0時(shí)輸出寬度為1個(gè)CLK的負(fù)脈沖(單次)64第64頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253應(yīng)用舉例●在使用8253芯片時(shí)，首先要對(duì)其進(jìn)行初始化編程?！癯跏蓟幊贪▽?xiě)入控制字和寫(xiě)入計(jì)數(shù)值兩個(gè)步驟。第二步，寫(xiě)入計(jì)數(shù)初始值。計(jì)數(shù)初始值經(jīng)由各通道的端口地址寫(xiě)入。第一步，寫(xiě)入控制字。任一通道的控制字都要從8253的控制口地址寫(xiě)入，控制哪個(gè)通道由控制字的D7D6位來(lái)決定。第65頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的應(yīng)用舉例1.8253的初始化兩種方法：（1）對(duì)每個(gè)計(jì)數(shù)器分別進(jìn)行初始化，先寫(xiě)控制字，后寫(xiě)計(jì)數(shù)值。如果計(jì)數(shù)值是16位的，則先寫(xiě)低8位（LSB）再寫(xiě)高8位（MSB）。（2）先寫(xiě)所有計(jì)數(shù)器的方式控制字，再寫(xiě)各個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值。如果計(jì)數(shù)值是16位的，則先寫(xiě)低8位再寫(xiě)高8位。66第66頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的應(yīng)用舉例例：假設(shè)一個(gè)8253在某系統(tǒng)中的端口地址40H～43H，如果要將計(jì)數(shù)器0設(shè)置為工作方式3，計(jì)數(shù)初值為3060H，采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)法.MOV AL， 36H ；計(jì)數(shù)器0，方式3，計(jì)數(shù)值16位，；二進(jìn)制計(jì)數(shù)OUT 43H， AL ；寫(xiě)入控制寄存器MOV AX， 3060H ；設(shè)置計(jì)數(shù)值OUT 40H， AL ；寫(xiě)低8位至計(jì)數(shù)器0MOV AL, AHOUT 40H, AL ；寫(xiě)高8位至計(jì)數(shù)器067第67頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的應(yīng)用舉例2.8253的讀操作原因及過(guò)程（注意16位）：兩種方法：（1）讀之前先停止計(jì)數(shù)

在讀之前用GATE信號(hào)，控制計(jì)數(shù)器暫停計(jì)數(shù)，或由外部邏輯禁止所要讀的計(jì)數(shù)通道的CLK脈沖輸入。原因：計(jì)數(shù)值16位，CPU要執(zhí)行兩次讀入指令，還要把讀入的數(shù)存入寄存器或存儲(chǔ)單元中。兩次讀入有時(shí)間間隔。（2）讀之前先送計(jì)數(shù)器鎖存命令68第68頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（1）讀之前先停止計(jì)數(shù)例：讀計(jì)數(shù)器0。這種讀入要求軟件和硬件配合，即先使GATE為低電平，禁止計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，再執(zhí)行如下讀入程序段（端口地址40H～43H）：IN AL， 40H；讀入計(jì)數(shù)器0的OL低8位MOV BL， ALIN AL， 40H；讀入計(jì)數(shù)器0的OL高8位MOV BH， AL8253的應(yīng)用舉例69第69頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8253的應(yīng)用舉例RL1、RL0為00的一種特殊形式，寫(xiě)入的端口地址是控制字地址。SC1、SC0編碼，決定所要鎖存的計(jì)數(shù)器。鎖存命令的低4位無(wú)效，可以為0000B。假設(shè)要讀計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)值：MOV AL， 80H ；計(jì)數(shù)器2鎖存命令OUT 43H，AL ；寫(xiě)入計(jì)數(shù)器2控制寄存器IN AL， 42H ；讀計(jì)數(shù)器2輸出鎖存器

OL低8位MOV BL， ALIN AL， 42H ；讀計(jì)數(shù)器2輸出鎖存器

OL高8位M0V BH， AL（2）讀之前先送計(jì)數(shù)器鎖存命令70第70頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三（2）讀之前先送計(jì)數(shù)器鎖存命令必須先有一次送鎖存命令的寫(xiě)操作，然后才能進(jìn)行讀操作。當(dāng)執(zhí)行完OUT指令后，計(jì)數(shù)值被鎖存在OL內(nèi)。當(dāng)沒(méi)有接到鎖存命令之前，在計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)過(guò)程中，每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值輸出鎖存器隨計(jì)數(shù)單元CE計(jì)數(shù)值的變化而變化。當(dāng)接到鎖存命令后，OL中的計(jì)數(shù)值就被鎖存住了，不再隨計(jì)數(shù)單元變化。MOV AL， 80H ；計(jì)數(shù)器2鎖存命令OUT 43H，AL ；寫(xiě)入計(jì)數(shù)器2控制寄存器IN AL， 42H ；讀計(jì)數(shù)器2輸出鎖存器OL低8位MOV BL， ALIN AL， 42H ；讀計(jì)數(shù)器2輸出鎖存器OL高8位M0V BH， AL8253的應(yīng)用舉例71第71頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

當(dāng)讀走OL中的數(shù)據(jù)或重新編程后，計(jì)數(shù)輸出鎖存器解除鎖存狀態(tài)，又開(kāi)始隨計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)值變化。讀計(jì)數(shù)值時(shí)，可以不停止計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)。CPU可以在任何時(shí)刻先送鎖存命令再讀計(jì)數(shù)值。送完鎖存命令之后不管什么時(shí)候讀計(jì)數(shù)值，讀到的總是發(fā)出鎖存命令那個(gè)時(shí)刻的計(jì)數(shù)值。每次讀計(jì)數(shù)值之前都必須先送鎖存命令。如果讀之前使用了兩次鎖存命令，則第二個(gè)命令是無(wú)效的。讀入的計(jì)數(shù)值是執(zhí)行第一次鎖存命令時(shí)所鎖存的計(jì)數(shù)值。8253的應(yīng)用舉例72第72頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三習(xí)題某系統(tǒng)中8253的端口地址為F280H～F283H，請(qǐng)按如下要求編制初始化程序：1）計(jì)數(shù)器0工作于方式3，BCD計(jì)數(shù)，CLK0＝2.5MHz，要求OUT0輸出速率為1kHz的方波。解：計(jì)數(shù)器0的計(jì)數(shù)初值N＝CLK的頻率/OUT的頻率

＝2.5MHz/1kHz ＝2500初始化程序段：MOVAL，37H;控制字＝00110111,計(jì)數(shù)器0方式3,先低字節(jié)后高字節(jié)，BCD計(jì)數(shù)MOVDX，0F283H ；控制寄存器端口大于地址8位，送DXOUTDX，AL ；控制字寫(xiě)入控制端口，完成初始化MOVDX，0F280H ；計(jì)數(shù)器0的地址送DX MOVAL，00H ；計(jì)數(shù)初值低字節(jié)送計(jì)數(shù)器0 OUTDX，AL ；MOVAL，25H ；計(jì)數(shù)初值高字節(jié)送計(jì)數(shù)器 OUTDX，AL ；完成送計(jì)數(shù)初值 4/4/2023第73頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三習(xí)題2）計(jì)數(shù)器1工作于方式2，BCD計(jì)數(shù)，CLK1＝2MHz，要求OUT1輸出1kHz頻率的脈沖波。解：計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)初值N＝CLK的頻率/OUT的頻率

＝2MHz/1kHz

＝2000初始化程序段：MOVAL，65H ；控制字＝01100101，計(jì)數(shù)器1方式2，先低字節(jié)后高字節(jié)，BCDMOV DX，0F283H ；大于8位的控制器端口地址送DXOUT DX，AL ；控制字寫(xiě)入控制器端口MOVDX，0F281H ；計(jì)數(shù)器1端口地址送DX MOV AL，00H ；低字節(jié)送計(jì)數(shù)器1OUT DX，AL MOV AL，20H ；高字節(jié)送計(jì)數(shù)器1OUT DX，AL ；完成送計(jì)數(shù)初值4/4/2023第74頁(yè)，共80頁(yè)，2023年，2月20日，星期三習(xí)題3）計(jì)數(shù)器2工作于方式4，用OUT1輸出作計(jì)數(shù)脈沖CLK2，計(jì)數(shù)值為1000，二進(jìn)制計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)器計(jì)到0，給出一個(gè)控制脈沖沿。解：計(jì)數(shù)器2的計(jì)數(shù)初值N＝1000=03E8H初始化程序段：MOVAL，0B8H ；控制字＝10111000，計(jì)數(shù)器2方式4， 先低字節(jié)后高字節(jié)，二進(jìn)制計(jì)數(shù) MOVDX，0F283H ；大于8位的控制器端口送DXOUT DX，AL ；控制字送控制器端口，完成初始化MOVDX，0F282H ；計(jì)