第八章計數(shù)器定時器接口技術

第八章計數(shù)器定時器接口技術第一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四本章內容§8.1基本概念§8.28253A內部結構和引腳§8.38253A的編程§8.48253A的工作方式§8.58253A的應用第二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四§8.1概述定時:定時打鈴\石英鐘\紅綠燈\動態(tài)存儲器的刷新定時\系統(tǒng)的日歷時鐘計數(shù):生產線\出租車計費\點鈔機定時信號軟件定時不可編程硬件定時可編程硬件定時第三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四延遲子程序,包含一定的指令,設計者要求對這些指令的執(zhí)行時間進行嚴密的計算或者精確的測試,以便確立延遲時間是否符合要求,時間長時用循環(huán)程序。優(yōu)點：不需添加硬件設備，只需編制有關延時程序缺點：增加CPU的開銷，時間越長，開銷越大，浪費CPU資源。1.軟件定時第四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四單穩(wěn)態(tài)延時電路或計數(shù)電路來實現(xiàn)延時或定時器件容易老化，導致定時不準（RC決定脈沖寬度）。2.不可編程的硬件延時在實際中很少單獨采用1、2，而采用1、2結合的方法，并且將它們作成一個通用的器件，這就是3。3.可編程硬件定時主要思路：計數(shù)器/定時器開始工作，此時CPU不必過問它的工作，而可以去作別的工作。計數(shù)器/定時器計數(shù)或定時達到確定值時，可以自動產生一個輸出。第五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四優(yōu)點：計數(shù)或定時時，不占用CPU，并且利用計數(shù)/定時器產生中斷信號，還可以建立多作業(yè)環(huán)境，提高了CPU的效率?？删幊逃嫈?shù)器/定時器具有兩種功能：一是作為計數(shù)器，設置好計數(shù)初值后，計數(shù)器被啟動，便開始減1計數(shù)，當減為0時，輸出一個信號；二是作為定時器，設置好計數(shù)初值后，啟動減1計數(shù)，按定時常數(shù)不斷的輸出為時鐘周期整數(shù)倍的定時間隔。兩者區(qū)別：計數(shù)時，減到0之后，輸出一個信號結束定時時，不斷的產生信號兩者都基于減1計數(shù)第六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四§8.28253A內部結構和引腳1.8253的主要功能①3個獨立的16位計數(shù)通道；②每個計數(shù)器都可以單獨使用，采用二進制或BCD；③計數(shù)器的計數(shù)速率可達2MHz，最高達2.6MHz；④每個通道有6種工作方式；⑤輸入\出與TTL兼容。2.8253的內部結構8253A由數(shù)據(jù)總線緩沖存儲器、讀/寫控制電路、控制字寄存器及3個獨立的計數(shù)通道組成。

第七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四第八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四①數(shù)據(jù)總線緩沖器

8位三態(tài)緩沖器,CPU通過數(shù)據(jù)總線緩沖器向8253A寫入數(shù)據(jù)和命令或從數(shù)據(jù)總線緩沖器向8253A讀取數(shù)據(jù)或狀態(tài)信息。三個基本功能：a.向8253寫入確定工作方式的命令

b.向8253計數(shù)器寄存器裝入計數(shù)值c.讀出8253的計數(shù)值②

讀寫控制邏輯

8253內部操作的控制部分,接受來自系統(tǒng)總線的信息,產生控制整個芯片的控制信號。第九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四a.A1A0—端口選擇信號，由CPU輸入，選擇3個通道和控制端口。b.RD和WR——輸入低電平有效。RD—CPU讀取A1A0所選定通道內計數(shù)器的當前值WR—CPU向8253控制字寄存器或向計數(shù)器置計數(shù)初值c.CS—片選信號，低電平有效，通常由端口地址的高位地址譯碼形成。第十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四③.通道0~通道1

三個獨立通道，每個通道內有16位減1計數(shù)器，每來一個計數(shù)脈沖計數(shù)器減1，在OUTi端輸出一個計數(shù)結束信號，每個通道內有一個計數(shù)鎖存器，可以鎖住當前計數(shù)值，供CPU查詢。計數(shù)脈沖①計數(shù)器計數(shù)脈沖由CLK引腳輸入，計數(shù)周期可不固定，計數(shù)脈沖來自外部。②定時器計數(shù)脈沖要求來自系統(tǒng)的主時鐘，周期固定，CLK最高計數(shù)頻率為2.6MHz。第十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四定時系數(shù)=要求定時時間時鐘脈沖的周期④.控制字寄存器

用來存放CPU寫入8253的方式選擇控制字第十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四3).8253的編程命令①.8253的控制命令

在8253的初始化編程中，由CPU向8253的控制寄存器輸出一個控制字，用來選擇計數(shù)器，設定工作方式和計數(shù)格式。②.8253的設置初值命令控制字寫入8253后，設置初值命令，所謂設置初值就是設置計數(shù)的初始值，其初始值可以是8位的，也可以是16位，則要用兩條輸出指令完成計數(shù)初值決定，先送低字節(jié)，后送高字節(jié)。第十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

8253初始化后進入工作狀態(tài),鎖存命令是配合CPU讀計數(shù)器當前值而設置的，在讀計數(shù)值時，必須先用鎖存命令，將當前計數(shù)值在輸出鎖存器中鎖定，方可由CPU讀取，否則計數(shù)器的數(shù)值有可能正在改變過程中，可能讀取一個不確定的結果。鎖存命令一旦寫入8253，減法計數(shù)器計到某一個值，該值被鎖定，輸出鎖存器跟隨減法計數(shù)器，所以鎖存器鎖定的值就是計數(shù)器在同一時刻的值。③.8253的鎖存命令第十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四注意：當CPU將鎖定值用輸入指令在讀走時，鎖存器自動失鎖，又跟隨減法計數(shù)器工作，在鎖存和讀出計數(shù)值的過程中，不影響計數(shù)進行。6種方式，基本原則：第一，控制字寫8253，控制邏輯復位,OUT進入初始態(tài)。第二，裝入計數(shù)初值后，要經過一個時鐘周期，計數(shù)器工作，時鐘下降沿使計數(shù)器減1計數(shù)，初值最大值是0，二進制計數(shù)，0相當用于216，BCD計數(shù)，0相當于104。4).8253的工作方式第十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四第三，一般情況下，CLK上升沿，采樣門控信號。門控信號觸發(fā)方式電平觸發(fā)方式（上升沿檢測）邊沿觸發(fā)方式（邊沿觸發(fā)器檢測門控信號的上升沿，計數(shù)器控制邏輯電路在每個時鐘脈沖的上升沿采樣邊沿觸發(fā)器，檢測是否被外部門控脈沖觸發(fā)過）第十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四①.工作方式0—計數(shù)結束中斷第十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四②.工作方式1—可編程單脈沖發(fā)生器第十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四③.工作方式2—速率發(fā)生器第十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四④.工作方式3—方波發(fā)生器第二十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四⑤.工作方式4—軟件觸發(fā)方式第二十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四⑥.工作方式5—硬件觸發(fā)方式第二十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四5).8253初始化舉例例1設8253通道0工作于方式0，用二進制計數(shù)，其初始值為4，其初始化程序如下：MOVAL，10H；控制字（0001000B）OUT43H，AL；寫入控制寄存器MOVAL，4；計數(shù)初值，只送低8位OUT40H，AL；初值送通道0設8253端口地址為40H~43H例2設8253通道1，工作于方式1，用BCD碼計數(shù)，其初始值為4000H，其初始化程序如下：第二十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四MOVAL，63H；控制字（01100011B）OUT43H，AL；寫入控制寄存器MOVAL，40H；計數(shù)初值，只送高8位OUT41H，AL；初值送通道1例3設8253通道2，工作于方式2，用二進制計數(shù)，其初始值為0304H，其初始化程序如下：MOVAL，0B4H；控制字（10110100B）OUT43H，AL；寫入控制寄存器MOVAL，04H；OUT42H，AL；初值低8位送通道2MOVAL，03H；OUT42H，04H；初值高8位送通道2第二十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

某8086系統(tǒng)中包含一個8253芯片，要求完成如下功能：

（1）利用通道0完成對外部事件計數(shù)功能，計滿100次向CPU發(fā)出中斷請求。（2）利用通道1產生頻率為1KHz的方波。

（3）利用通道2作標準時鐘。

6.8253應用舉例8253A的四個端口地址分別為FFF9H、FFFBH、FFFDH、FFFFH；8259的兩個端口地址分別為FFFCH和FFFEH。第二十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四第二十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

.MODELSMALL.STACK100.DATAAdd8253C0DBFFF9HAdd8253C1DB FFFBHAdd8253C2DB FFFDHAdd8253CRDB FFFFHAdd8259EDDB FFFCHAdd8259ODDB FFFEH.CODECLOCKPROCFARPUSHDS第二十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四MOVAX,0PUSHAXMOVAX,@DATAMOVDS,AXMOVDX,Add8253CRMOVAL,10HOUTDX,ALMOVDX,Add8253C0MOVAL,64HOUTDX,AL第二十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四MOVDX,Add8253CRMOVAL,76HOUTDX,ALMOVDX,Add8253C1MOVAX,09C4HOUTDX,ALMOVAL,AHOUTDX,ALMOVDX,Add8253CRMOVAL,B1HOUTDX,AL第二十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四MOV DX,Add8253C2MOV AX,1000HOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,ALMOV DX,Add8259EDMOVAL,13HOUT DX,ALMOV DX,add8259ODMOV AL,50H OUT DX,AL第三十頁，共三十一