第七章 可编程计数器定时器8253-8254及其应用

1、微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器 8253/8254及其应用及其应用 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 1定时与计数定时与计数 在微机系统或智能化仪器仪表的工作过程中，经常在微机系统或智能化仪器仪表的工作过程中，经常 需要使系统处于需要使系统处于定时定时工作状态，或者对外部过程进行工作状态，或者

2、对外部过程进行计计 数数。 定时或计数的定时或计数的工作实质工作实质均体现为均体现为对脉冲对脉冲信号的个数信号的个数 的测量的测量。 定时：定时：如果计数的对象是如果计数的对象是标准的时钟信号标准的时钟信号，由于其，由于其 周期恒定周期恒定，故计数值就恒定地对应于一定的时间，这一，故计数值就恒定地对应于一定的时间，这一 过程即为定时。过程即为定时。 计数：计数：如果计数的对象是与如果计数的对象是与外部输入外部输入的脉冲信号的脉冲信号 （周期可以不相等周期可以不相等），则此时即为计数。），则此时即为计数。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数

3、器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 2定时的实现方法定时的实现方法 (1) 软件法软件法 利用一段延时子程序来实现定时操作。利用一段延时子程序来实现定时操作。 特点特点：无需硬件支持，控制比较方便，但在定时期：无需硬件支持，控制比较方便，但在定时期 间，间，CPU不能从事其它工作，降低了机器的利用率。不能从事其它工作，降低了机器的利用率。 (2)硬件法硬件法 专门设计一套电路（专门设计一套电路（比如比如555定时器定时器）用以实现定用以实现定 时与计数，特点是需要花费一定硬设备，而且当电路时与计数，特点是需要花费一定硬设备，而且当电路 制成之后，定时值及计数范

4、围不能改变。制成之后，定时值及计数范围不能改变。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 (3) (3) 软、硬件结合法软、硬件结合法 即设计一种专门的具有即设计一种专门的具有可编程特性的芯片可编程特性的芯片，来，来 控制定时和计数的操作，定时或计数的过程不需要控制定时和计数的操作，定时或计数的过程不需要 CPUCPU的参与，而这些芯片的参与，而这些芯片具有中断控制能力具有中断控制能力，定时、定时、 计数结束计数结束时能时能产生中断请求产生中断请求信号，因而信号，因而定时期间

5、不定时期间不 影响影响CPUCPU的正常工作的正常工作。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 7.1 8253的工作原理的工作原理 7.1.1 Intel 8253的内部结构及引脚的内部结构及引脚 Intel 8253是是8086/8088微机系统常用的可编程定时微机系统常用的可编程定时 器器/计数器芯片，其增强型芯片为计数器芯片，其增强型芯片为Intel 8254等。等。 Intel 8253的一般性能概述：的一般性能概述： 1每个每个8253芯片有芯片有3个独立的个独

6、立的16位计数器位计数器通道。通道。 2每个计数器通道都可以按照每个计数器通道都可以按照二进制或十进制二进制或十进制计数计数。 3每个计数器的每个计数器的最大的输入频率为最大的输入频率为可以高达可以高达2MHz。 4每个通道有每个通道有6种工作方式种工作方式, 工作方式由程序设定。工作方式由程序设定。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 Intel 8253的外部引脚（的外部引脚（24DIP） Vcc WR RD CS A1 A0 CLK2 OUT2 GATE2 CLK1

7、 GATE1 OUT1 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CLK0 OUT0 GATE0 GND 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 8253 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 1D7D0： 8位，双向，三态数据线，用来与系统数位，双向，三态数据线，用来与系统数 据总线相连。据总线相连。 2CS、WR、RD、A1、A0（内部（内部4个端口）个端口）, A1A0=00,

8、 选中通道选中通道0； A1A0=01, 选中通道选中通道1； A1A0=10, 选中通道选中通道2； A1A0=11, 选中控制寄存器端口选中控制寄存器端口。 3CLKi：i= 0, 1, 2，第，第i个通道的个通道的计数脉冲输入引脚计数脉冲输入引脚， 每输入一个时钟脉冲，计数器数值每输入一个时钟脉冲，计数器数值减减1。 4GATEi：i=0，1，2，第，第i个通道的个通道的门控信号输入门控信号输入 引脚引脚，用于，用于控制启控制启/停停计数器计数。计数器计数。 5OUTi：i= 0，1，2，第，第i个通道的定时个通道的定时/计数信号计数信号 输出引脚，输出引脚，输出信号的波形输出信号的波形

9、由通道的由通道的工作方式工作方式确定确定，此，此 输出信号可用于触发其它电路工作，或作为向输出信号可用于触发其它电路工作，或作为向CPU发出发出 的中断请求信号。的中断请求信号。 6 VCC、GND。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 计数器 0 数据 总线 缓冲器 计数器 1 读/写 控制 电路 计数器 2 控制字 寄存器 CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2 内部总线 CS A1 A0 WR RD D7D0

10、微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 8253主要包括以下几个主要部分：主要包括以下几个主要部分： 1数据总线缓冲器数据总线缓冲器 实现实现8253与与CPU数据总线连接的数据总线连接的8位双向三态缓冲位双向三态缓冲 器，用以器，用以传送传送CPU向向8253的的控制信息控制信息、数据信息数据信息以及以及 CPU从从8253读取的读取的状态信息状态信息。 2读读/写控制逻辑写控制逻辑 控制控制8253的片选及对内部相关寄存器的读的片选及对内部相关寄存器的读/写操作，写操作，

11、 它接收它接收CPU发来的地址信号以实现发来的地址信号以实现片选片选、内部通道选内部通道选 择择以及对以及对读读/写写操作进行控制。操作进行控制。CS、A1、A0与与CPU的的 连接决定连接决定8253芯片的芯片的端口地址端口地址。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 3 3计数通道计数通道0#0#、1#1#、2#

12、2#： 这是三个这是三个独立的独立的，结构相同结构相同的计数器的计数器/ /定时器通定时器通 道，每一个通道道，每一个通道包含：包含： 一个一个8 8位位控制字寄存器控制字寄存器； 一个一个1616位位的计数初值寄存器的计数初值寄存器，存放计数初始值；，存放计数初始值； 一个一个1616位位的减法计数器的减法计数器（计数器执行部件，（计数器执行部件，减法减法 计数器计数器）；）； 一个一个1616位位的锁存器的锁存器，锁存器在计数器工作的过程，锁存器在计数器工作的过程 中，跟随计数值的变化，在接收到中，跟随计数值的变化，在接收到CPUCPU发来的发来的读计数读计数 值值命令时，用以锁存当前计数

13、值，供命令时，用以锁存当前计数值，供CPUCPU读取。读取。 这些这些1616位位的计数器、锁存器均可被分为的计数器、锁存器均可被分为高高8 8位、低位、低 8 8位位两个部分，因此也可作为两个部分，因此也可作为8 8位寄存器使用。位寄存器使用。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 控制单元 初值寄存器 减1计数器 输出锁存器 内 部 总 线 CLK GATE OUT 控制单元 初值寄存器 减1计数器 输出锁存器 内 部 总 线 CLK 每个计数通道的结构如下：每个计数通

14、道的结构如下： 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 4控制字寄存器控制字寄存器 在在8253的初始化编程时，的初始化编程时，由由CPU写入控制字写入控制字，以，以 决定通道的工作方式，决定通道的工作方式， 此寄存器此寄存器只能写入，不能读出只能写入，不能读出。 8253的的三个计数通道三个计数通道各有一个命令字寄存器，都各有一个命令字寄存器，都 使用使用同一个地址同一个地址（A1A011），因此，使用命令字的），因此，使用命令字的 最高两位最高两位SC1、SC0来来确定到

15、底是对哪个计数通道确定到底是对哪个计数通道的的 设定。设定。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 8253的控制字的控制字 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 SC1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BCD 1 BCD 码计数 0 二进制计数 000 方式 0 001 方式 1 X10 方式 2 X11 方式 3 100 方式 4 101 方式 5 00 计数器锁存，供 CPU 读 01 只读/写计数器低字节 10 只读/写计数器高字节 11 先读/

16、写计数器低字节，后读/写高字节 00 选择通道 0 01 选择通道 1 10 选择通道 2 11 无效 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 计数方式选择位计数方式选择位BCD： 为为1：BCD码计数码计数，进行，进行十进制减法计数十进制减法计数。写入。写入 初值也用初值也用BCD码表示，其中码表示，其中0000H表示十进制数最大表示十进制数最大 值值10000。例如例如，进行，进行BCD码计数时，写入初值码计数时，写入初值1200H， 相当于计数值为十进制的相当于计数值为

17、十进制的1200。 为为0：二进制计数二进制计数。写入初值为二进制数，进行。写入初值为二进制数，进行 二进制减法计数二进制减法计数。0000H表示最大值表示最大值10000H，相当于，相当于 十进制的十进制的65536。例如例如，进行二进制计数时，写入初，进行二进制计数时，写入初 值值1200H，相当于计数值为十进制的，相当于计数值为十进制的4608。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 8.1.2 8253的初始化编程和门控信号的功能的初始化编程和门控信号的功能 1.

18、8253的初始化编程的初始化编程 要使用要使用8253，必须首先进行初始化编程，初始化，必须首先进行初始化编程，初始化 编程包括编程包括设置通道控制字设置通道控制字和和送通道计数初值送通道计数初值两个步骤，两个步骤， 控制字控制字写入写入8253的的控制字寄存器控制字寄存器(A1A0=11)，而，而初始值初始值 则 写 入 相 应 通 道 的则 写 入 相 应 通 道 的 计 数 初 值 寄 存 器计 数 初 值 寄 存 器 中中 (A1A0=00/01/10) 。 初始化编程包括如下步骤：初始化编程包括如下步骤： (1) 写入通道控制字，规定写入通道控制字，规定某个通道某个通道的工作方式。的

19、工作方式。 (2) 给给这个通道这个通道写入计数值，若规定只写低写入计数值，若规定只写低8位，则高位，则高 8位自动置位自动置0，若规定只写高，若规定只写高8位，则低位，则低8位自动置位自动置0。 若为若为16位位计数值则计数值则分两次写入分两次写入，先写低，先写低8位，后写高位，后写高8 位。位。 定时时间定时时间=计数初值计数初值*脉冲周期脉冲周期 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 例例1 设设8253的的端口地址端口地址为：为：40H43H，要使计数，要使计数 器

20、器T1工作在方式工作在方式0，计数初值为，计数初值为80H，二进制计数，二进制计数， 进行初始化编程。进行初始化编程。 控制字为：控制字为：01010000B=50H 初始化程序：初始化程序： MOV AL，50H OUT 43H，AL ；向控制端口送命令字；向控制端口送命令字 MOV AL，80H OUT 41H，AL ；向；向T1端口送计数初值端口送计数初值 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 例例2 设设8253的端口地址为：的端口地址为：40H43H，若用通道，若

21、用通道 T0工作在方式工作在方式1，按，按十进制计数十进制计数，计数值为，计数值为5080H， 进行初始化编程。进行初始化编程。 控制字为：控制字为：00110011B=33H 初始化程序：初始化程序： MOV AL，33H OUT 43H，AL ；向控制端口送命令字；向控制端口送命令字 MOV AL，80H OUT 40H，AL ；向；向T0端口送计数初值低端口送计数初值低8 位位 MOV AL，50H OUT 40H，AL ；向；向T0端口送计数初值高端口送计数初值高8 位位 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用

22、及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 例例3 利用利用8253产生定时。设产生定时。设8253的端口地址为：的端口地址为： 40H43H，若用通道，若用通道2工作在方式工作在方式3，按二进制计数，按二进制计数， 定时时间为定时时间为20ms，设，设8253的的CLK频率为频率为2MHz，写出初，写出初 始化程序。始化程序。 初值得计算：初值得计算： 计数初值计数初值=定时时间定时时间/ CLK周期周期 = 20ms（1/ 2MHz ）=40000=9C2CH 初始化程序：初始化程序： MOV AL，0B6H OUT 43H，AL MOV AL，2CH OUT 42H，AL ；计数初值低

23、字节；计数初值低字节2CH MOV AL，9CH OUT 42H，AL ；计数初值高字节；计数初值高字节9CH 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 7.1.3 8253的工作方式的工作方式 8253共有共有6种工作方式种工作方式，各方式下的，各方式下的工作状态工作状态是不是不 同的，同的，输出的波形输出的波形也不同。下面我们逐个介绍：也不同。下面我们逐个介绍： 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应

24、用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 几条基本原则：几条基本原则： （1）控制字写入控制字写入计数器时，相应通道的所有控制逻辑电路立即计数器时，相应通道的所有控制逻辑电路立即 复位，复位，输出端输出端OUT进入初始状态进入初始状态。初始状态对不同的模式来说。初始状态对不同的模式来说 不一定相同。不一定相同。 （2）计数初始值写入计数初始值写入之后，要经过一个时钟周期上升沿和一个之后，要经过一个时钟周期上升沿和一个 下降沿，计数执行部件才可以开始进行计数操作，因为下降沿，计数执行部件才可以开始进行计数操作，因为第一个第一个 下降沿下降沿将计数寄存器的内容送将计数寄存器的内容送减减1计数

25、器计数器。 （3）在每个时钟脉冲）在每个时钟脉冲CLK的上升沿的上升沿，采样门控信号，采样门控信号GATE。不。不 同的工作方式下，同的工作方式下，门控信号的触发方式门控信号的触发方式是有具体规定的（电平是有具体规定的（电平 触发，或者是边沿触发）。触发，或者是边沿触发）。 （4）在）在时钟脉冲的下降沿时钟脉冲的下降沿，计数器作减，计数器作减1计数。计数。0是计数器所能是计数器所能 容纳的最大初始值容纳的最大初始值。二进制时相当于。二进制时相当于216，用，用BCD码计数时，相码计数时，相 当于当于104。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/

26、计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 学习学习8253的的6种工作方式应注意以下几点：种工作方式应注意以下几点： （1）写入控制字后写入控制字后，OUT的电平。的电平。 （2）写入初值后，）写入初值后， 开始计数时开始计数时OUT的初始电平（高或的初始电平（高或 低），低），计数结束时计数结束时， OUT的电平。的电平。 （3）门控门控GATE的触发方式的触发方式(电平触发或边沿触发电平触发或边沿触发) 。 （4）在计数期间，）在计数期间， GATE无效时，计数停止；无效时，计数停止； GATE 再次有效时再次有效时，计数器从何处开始继续计数。，计数器从何处

27、开始继续计数。 （5）在计数期间若）在计数期间若重新写入初值重新写入初值（在（在GATE有效情况有效情况 下）时，计数器从何处开始计数。下）时，计数器从何处开始计数。 （6）8253一次定时结束，能否一次定时结束，能否自动重新装入初值自动重新装入初值。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 1方式方式0 计数结束中断方式计数结束中断方式 （1）写入控制字后，）写入控制字后，OUT的电平变低的电平变低。 （2）写入初值后，）写入初值后， 计数过程中计数过程中OUT的初始电平为

28、低电平；计数的初始电平为低电平；计数 结束时结束时， OUT的电平变为高电平，并维持到装入新的初值或重设的电平变为高电平，并维持到装入新的初值或重设 工作方式。工作方式。 （3）门控）门控GATE的触发方式为的触发方式为高电平触发高电平触发。 （4） GATE=1，计数器工作。，计数器工作。在计数期间，在计数期间， GATE无效无效(GATE=0 ) 时，时，计数停止计数停止,OUT仍为低电平仍为低电平；若；若 GATE再次有效再次有效（变为高电平）（变为高电平） 时，时，计数器从中止处开始继续计数计数器从中止处开始继续计数。 （5）在计数期间若）在计数期间若重新写入初值重新写入初值（在（在G

29、ATE=1情况下）时，计数情况下）时，计数 器器按新初值开始计数按新初值开始计数。计数器只计一遍，计数器只计一遍，初值不能自动重装初值不能自动重装。 （6） OUT的的 可作为中断请求信号。可作为中断请求信号。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式0的波形图的波形图 CW = 10LSB = 4 WR CLK GATE OUT 43210FF a. 方式0 正常计数 CW = 10LSB = 4 WR CLK GATE OUT 43210FF a. 方式0 正常计

30、数 方式方式0 0 正常计数的波形图正常计数的波形图 写入控制字写入控制字后，后，OUT的电平变低。的电平变低。 写入初值写入初值后，后， OUT的初始电平为低电平，的初始电平为低电平， 计数结束计数结束时，时， OUT的电平变为高电平。的电平变为高电平。 GATE的触发方式为的触发方式为高电平触发高电平触发。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 CW = 10LSB = 3 WR CLK GATE OUT 322210 FF CW = 10LSB = 3 WR CLK

31、GATE OUT 322210 方式方式0时时GATE 信号的作用的波形图信号的作用的波形图 GATE=1，计数器工作。，计数器工作。 在计数期间，在计数期间，GATE无效（无效（ =0 ）时，计）时，计 数停止；若数停止；若GATE再次有效再次有效（变为高电（变为高电 平）时，计数器平）时，计数器从中止处开始继续计数从中止处开始继续计数。 方式方式0的波形图的波形图 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 CW = 10LSB = 3 WR CLK GATE OUT 321

32、21FF0 C. 方式0 计数过程中改变计数值 LSB = 2 CW = 10LSB = 3 WR CLK GATE OUT 32121FF0 C. 方式0 计数过程中改变计数值 LSB = 2 方式方式0时计数过程中改变计数值的波形图时计数过程中改变计数值的波形图 在计数期间若在计数期间若重新写入初值重新写入初值（在（在GATE=1 有效情况下）时，计数器有效情况下）时，计数器按新初值开始计数按新初值开始计数。 方式方式0的波形图的波形图 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群

33、高群 2 2、方式、方式1 可编程单稳态输出方式可编程单稳态输出方式 （1）写入控制字后，）写入控制字后，OUT的电平变高的电平变高。 （2）写入初值后，在）写入初值后，在GATE有效有效 时时， OUT电平变为低电平电平变为低电平， 将计数值装入执行部件，开始计数，将计数值装入执行部件，开始计数，计数结束时计数结束时， OUT的电的电 平变为高电平。平变为高电平。 （3）GATE为为边沿触发边沿触发。 （4）触发可重复进行触发可重复进行。即，写入初值，在。即，写入初值，在GATE有效时开始计数，有效时开始计数， 计数结束时，计数结束时， OUT变高；在下一个变高；在下一个GATE有效有效 时

34、重复上时重复上 述过程而述过程而不必重新使用指令写入计数初值不必重新使用指令写入计数初值。 （5） 在计数期间若在计数期间若重新出现重新出现GATE有效有效 时，计数器从计数时，计数器从计数 初值初值重新开始计数重新开始计数。 （6）在计数期间若）在计数期间若重新写入初值重新写入初值，不影响输出，直至出现下一个，不影响输出，直至出现下一个 GATE有效有效 时，计数器才按新初值开始计数。时，计数器才按新初值开始计数。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式1的波形图

35、的波形图 方式方式1 正常计数的波形图正常计数的波形图 写入控制字写入控制字后，后，OUT的电平变高。的电平变高。 写入初值后写入初值后，开始计数时，开始计数时 OUT的初始电平为低电平，的初始电平为低电平， 计数结束计数结束时，时， OUT的电平变为高电平。的电平变为高电平。 GATE的触发方式的触发方式为边沿触发。为边沿触发。 WR CLK GATE OUT 103 CW = 12 LSB = 4 WR 4324 CW = 12 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 L

36、SB = 3 WR CLK 321321 CW = 12 0 GATE OUT 方式方式1时时GATE 信号的作用的波形图信号的作用的波形图 在计数期间若在计数期间若重新出现重新出现GATE有效有效（上升沿）（上升沿） 时，计数器时，计数器从计数初值重新开始计数从计数初值重新开始计数。 方式方式1的波形图的波形图 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式1时计数过程中改变计数值的波形图时计数过程中改变计数值的波形图 在计数期间若在计数期间若重新写入初值重新写入初值，不

37、影响输出，不影响输出， 直至出现下一个直至出现下一个GATE有效（上升沿）时，有效（上升沿）时， 计数器才按新初值开始计数。计数器才按新初值开始计数。 LSB = 3 WR CLK GATE OUT 432103FE CW = 12 LSB=4 WR CLK GATE OUT 43FF CW = 12 LSB=4 方式方式1的波形图的波形图 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 3. 3. 方式方式 2自动重装初值的自动重装初值的N分频分频器，比率发生器器，比率发生器 （1

38、）写入控制字后，）写入控制字后，OUT变高变高。 （2）写入初值后，）写入初值后， 在在GATE=1时，时， OUT为高电平，开始计数，为高电平，开始计数， 在计数值在计数值减为减为1时时OUT变为变为低电平低电平 ，减为减为0时时OUT又变为又变为高电平高电平。 在在GATE=1有效时，可自动重装初值，有效时，可自动重装初值，OUT变为高电平，继续计变为高电平，继续计 数。数。 （3）GATE为为高电平触发。高电平触发。 （4） GATE=1，计数器工作。在计数期间，计数器工作。在计数期间， GATE=0无效时，计无效时，计 数停止工作；若数停止工作；若 GATE再次有效（变为高电平）时，计

39、数器再次有效（变为高电平）时，计数器重装重装 初值初值开始继续计数。开始继续计数。 （5）在计数期间若）在计数期间若重新写入初值重新写入初值（在（在GATE=1有效情况下）时，有效情况下）时， 不影响本次计数不影响本次计数，当本次计数完成，当本次计数完成， OUT出现一个出现一个CLK周期的低周期的低 电平后，计数器按新初值开始计数。电平后，计数器按新初值开始计数。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式2的波形图的波形图 CW = 14LSB = 3 WR CLK

40、 GATE OUT 3213213 a. 方式2 正常计数 CW = 14LSB = 3 WR CLK GATE OUT 3213213 a. 方式2 正常计数 方式方式2 正常计数的波形图正常计数的波形图 写入控制字写入控制字后，后，OUT的电平变高。的电平变高。 写入初值写入初值后，后， OUT的初始电平为高电平，的初始电平为高电平， 计数结束计数结束时，在计数值为时，在计数值为1时时OUT出现一出现一 个个CLK周期的低电平周期的低电平 。在。在GATE=1有效时，有效时， 可自动重装初值，可自动重装初值，OUT变为高电平，继续变为高电平，继续 计数。计数。GATE电平触发。电平触发。

41、微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 1 CW = 14LSB = 3 WR CLK GATE OUT 322323 b. 方式2 GATE信号的作用 1 CW = 14LSB = 3 WR CLK GATE OUT 322323 b. 方式2 GATE信号的作用 方式方式2时时GATE信号的作用的波形图信号的作用的波形图 GATE=1，计数器工作。在计数期间，计数器工作。在计数期间， GATE=0无效时无效时，计数停止工作；，计数停止工作； 若若 GATE再次有效（变为高

42、电平）时，再次有效（变为高电平）时， 计数器计数器按原装初值按原装初值开始继续计数。开始继续计数。 方式方式2的波形图的波形图 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式2时计数过程中改变计数值的波形图时计数过程中改变计数值的波形图 4 CW = 14LSB =5 WR CLK GATE OUT 3214534 CW = 14LSB = 4 LSB =5 WR CLK GATE OUT 321453 在计数期间若在计数期间若重新写入初值重新写入初值（在（在GATE=1

43、有效情况下）时，有效情况下）时，不影响本次计数不影响本次计数，当本，当本 次计数完成，次计数完成， OUT出现一个周期的低电平出现一个周期的低电平 后，计数器按新初值开始计数。后，计数器按新初值开始计数。 方式方式2的波形图的波形图 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 4. 4. 方式方式3 方波发生器方波发生器 方式方式3与方式与方式2基本相同，只是输出波形的占空比不一样。基本相同，只是输出波形的占空比不一样。 （1）计数过程：写入控制字）计数过程：写入控制字 OUT变

44、高变高 写入初值写入初值 计数开始计数开始 减二计数减二计数 OUT变低变低 重装继续减二重装继续减二 OUT变高变高 自动重装初值，继续。自动重装初值，继续。 （2）初值为奇偶数的区别：）初值为奇偶数的区别： N为偶数为偶数： N/2 N/2 N/2 N/2 N为奇数为奇数：(N+1)/2 (N-1)/2 (N+1)/2 (N-1)/2 （3）相同点：）相同点：GATE为为电平触发电平触发，自动，自动重装初值重装初值。 （4）方式）方式3与方式与方式2是是8253常用的工作方式。常用的工作方式。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数

45、器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式3的波形图的波形图 方式方式3 计数值为偶数时的波形图计数值为偶数时的波形图 写入控制字写入控制字后，后，OUT的电平变高。的电平变高。 写入初值后写入初值后， OUT的初始电平为高电平，的初始电平为高电平， 计数期间计数期间OUT的输出波形为方波（或近似方波）。的输出波形为方波（或近似方波）。 在在GATE=1有效时，有效时，可自动重装初值，可自动重装初值，OUT变为变为 高电平，继续计数。高电平，继续计数。 GATE电平触发电平触发。 22422424 CW = 16LSB = 4 WR CLK GATE OUT 44

46、4 CW = 16LSB = 4 WR CLK GATE OUT 44 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式3 计数值为奇数时的波形图计数值为奇数时的波形图 计数初值为计数初值为奇数奇数时，时，OUT的输出波形为近的输出波形为近 似方波，高电平的时间比低电平的时间多似方波，高电平的时间比低电平的时间多 时钟一个周期。时钟一个周期。 可自动重装初值。可自动重装初值。 方式方式3的波形图的波形图 215 CW = 16LSB = 5 WR CLK GATE OUT 2

47、143 5 43 CW = 16LSB = 5 WR CLK GATE OUT 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式3 GATE信号作用的波形图信号作用的波形图 计数过程中，计数过程中，GATE变为低电平变为低电平时，禁止时，禁止 计数，计数，OUT变为高电平；变为高电平； 当当GATE变为高变为高 电平后电平后，重新开始计数。，重新开始计数。 2 CW = 16LSB = 4 WR CLK GATE OUT 214343 222 CW = 16LSB = 4 W

48、R CLK GATE OUT 44 方式方式3的波形图的波形图 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式3 计数过程中改变计数值的波形图计数过程中改变计数值的波形图 在计数期间若在计数期间若重新写入初值重新写入初值（在（在GATE=1 有效情况下）时，不影响本次计数，当本有效情况下）时，不影响本次计数，当本 次计数完成后，计数器按新初值开始计数。次计数完成后，计数器按新初值开始计数。 方式方式3的波形图的波形图 5 4 3 2 1 4 3 CW = 16LSB = 5

49、 WR CLK GATE OUT LSB = 4 CW = 16LSB = 5 WR CLK GATE OUT LSB = 4 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 5. 5. 方式方式4 软件触发选通软件触发选通 （1）写入控制字后，）写入控制字后，OUT变高。变高。 （2）写入初值后，）写入初值后， 在在GATE=1时，时， OUT为高电平，开始计数；为高电平，开始计数； 计数结束时，在计数结束时，在计数值为计数值为0时时OUT出现一个周期低电平，然后，出现一个周期低电

50、平，然后， OUT变为高电平。变为高电平。 （3）GATE为为电平触发电平触发。 （4） GATE=1，计数器工作。在计数期间，计数器工作。在计数期间， GATE=0无效时，无效时， 计数停止工作；计数停止工作；若若 GATE再次有效再次有效（变为高电平）时，计数器（变为高电平）时，计数器 按按原装初值原装初值重新开始计数。重新开始计数。 （5）在计数期间若）在计数期间若重新写入初值重新写入初值（在（在GATE=1有效情况下）时，有效情况下）时， 在下一个在下一个CLK开始以新初值开始计数。开始以新初值开始计数。 （6）输出的）输出的单次负脉冲单次负脉冲常作为常作为选通信号选通信号。 微型计算

51、机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式4的波形图的波形图 CW = 18LSB = 3 WR CLK GATE OUT 3210FF a. 方式4 正常计数 CW = 18LSB = 3 WR CLK GATE OUT 3210FF a. 方式4 正常计数 方式方式4 正常计数的波形图正常计数的波形图 写入控制字写入控制字后，后，OUT的电平变高。的电平变高。 写入初值写入初值后，后， OUT的初始电平为高电平，的初始电平为高电平， 计数结束计数结束时，时，在计数值为在计数

52、值为0时时OUT出现一个出现一个 周期低电平，然后，周期低电平，然后， OUT变为高电平。变为高电平。 GATE为为电平触发电平触发。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式4 GATE 信号作用的波形图信号作用的波形图 GATE=1，计数器工作。，计数器工作。 在计数期间，在计数期间， GATE=0无效时，计数停止工作；无效时，计数停止工作； 若若 GATE再次有效再次有效（=1）时，计数器）时，计数器按原装初按原装初 值值重新重新开始计数。开始计数。 CW =

53、18LSB = 3 WR CLK GATE OUT 3 LSB = 3 WR CLK GATE OUT 3310FF32 方式方式4的波形图的波形图 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 CW = 18LSB = 3 WR CLK GATE OUT 321210FF c. 方式4 计数过程中改变计数值 LSB = 2CW = 18LSB = 3 WR CLK GATE OUT 321210FF c. 方式4 计数过程中改变计数值 LSB = 2 方式方式4 计数过程中改变计

54、数值的波形图计数过程中改变计数值的波形图 在计数期间在计数期间若重新写入初值若重新写入初值（在（在GATE=1 有效情况下）时，有效情况下）时，在下一个在下一个CLK开始开始以新以新 初值开始计数。初值开始计数。 方式方式4的波形图的波形图 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 6. 6. 方式方式5硬件触发选通硬件触发选通 （1）写入控制字后，）写入控制字后，OUT的电平变高。的电平变高。 （2）写入初值后，）写入初值后， OUT的初始电平为高电平，在的初始电平为高电平，

55、在GATE有效有效 时，开始计数，计数结束时，时，开始计数，计数结束时， OUT输出一个周期的低电平。输出一个周期的低电平。 （3）GATE为为边沿触发边沿触发。 （4） 在在计数期间计数期间若重新出现若重新出现GATE有效有效 时，计数器按原时，计数器按原 计数初值重新开始计数。计数初值重新开始计数。 （5）在计数期间若）在计数期间若重新写入初值重新写入初值，不影响本次计数，不影响本次计数，OUT正常正常 输出，本次计数结束后，再出现下一个输出，本次计数结束后，再出现下一个GATE有效有效 时，计时，计 数器才按新初值开始计数。数器才按新初值开始计数。 （6）触发可重复进行触发可重复进行。写

56、入初值。写入初值 GATE 开始计数，开始计数， 计数结束计数结束OUT为低一个周期为低一个周期 下一个下一个GATE 重复上重复上 述过程。述过程。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式5 的波形图的波形图 OUT LSB = 3 WR CLK GATE CW = 1A 3 2 1 0 FF 3 方式方式5 正常计数的波形图正常计数的波形图 写入控制字写入控制字后，后，OUT的电平变高。的电平变高。 写入初值写入初值后，后， OUT的初始电平为高电平，的初始电平

57、为高电平， 计数结束计数结束时，在计数值为时，在计数值为0时时OUT出现一个出现一个 周期低电平，然后，周期低电平，然后， OUT变为高电平。变为高电平。 GATE为为边沿触发边沿触发。触发可重复进行。触发可重复进行。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 方式方式5时时GATE 信号作用的波形图信号作用的波形图 在计数期间若在计数期间若重新出现重新出现GATE有效有效（上升沿（上升沿 ）时，计数器）时，计数器按原计数初值按原计数初值重新开始计数。重新开始计数。 OUT L

58、SB = 3 WR CLK GATE CW = 1 3 2 3 2 1 0 FF OUT LSB = 3 WR CLK GATE CW = 1A 方式方式5 的波形图的波形图 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 c. 方式5 时计数过程中改变计数值 3 2 1 0 FF FF 4 3 CW = 1A LSB = 3 WR CLK GATE OUT LSB = 4 c. 方式5 时计数过程中改变计数值 3 2 1 0 FF FF 4 3 CW = 1A LSB = 3 WR

59、 CLK GATE OUT LSB = 4 方式方式5时计数过程中改变计数值的波形图时计数过程中改变计数值的波形图 在计数期间若在计数期间若重新写入初值重新写入初值，不影响本次，不影响本次 计数，计数，OUT正常输出，本次计数结束后，正常输出，本次计数结束后， 再出现再出现下一个下一个GATE上升沿上升沿（有效）时，（有效）时， 计数器才按新初值开始计数。计数器才按新初值开始计数。 方式方式5 的波形图的波形图 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 7.2 8253应用举例

60、应用举例 8253可以用在微型机系统中，构成各种可以用在微型机系统中，构成各种计数器计数器、 定时器电路定时器电路或或脉冲发生器脉冲发生器等。设计过程如下：等。设计过程如下： （1）根据实际需要设计硬件电路。根据实际需要设计硬件电路。 （2）向有关通道写入相应的向有关通道写入相应的控制字控制字和和计数初值计数初值， 对对8253进行初始化编程。进行初始化编程。 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第7章章 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253及其应用及其应用 山东工商学院山东工商学院 高群高群 1、利用、利用8253产生各种定时波形产生各种定时波形 在某个以在某个以80