模拟电子技术(高频)第八章 8254

1、第八章定时器第八章定时器/计数器电路计数器电路7-28.1.1 8.1.1 实现定时延时的控制方法实现定时延时的控制方法 在计算机应用中，在计算机应用中， MPU和和I/O设备需要时钟设备需要时钟和定时脉冲和定时脉冲 ，实现定时，实现定时/延时。延时。 实现定时实现定时/延时的方法：延时的方法：n 软件定时；软件定时；n 不可以编程硬件定时不可以编程硬件定时 ；n 可编程硬件定时。可编程硬件定时。 定时定时 = 计数计数 ！7-38.1.2可编程定时器可编程定时器/计数器的典型结构和主要用途计数器的典型结构和主要用途7-47-58.2.8.2.可编程定时器可编程定时器/ /计数器芯片计数器芯片

2、8254825482548254具有以下基本功能：具有以下基本功能：有有3 3个独立的个独立的1616位计数器通道位计数器通道每个计数器可按二进制或每个计数器可按二进制或十进制十进制(BCD)(BCD)计数计数每个计数器可工作于每个计数器可工作于6 6种不同工作方式种不同工作方式每个计数器允许的最高计数频率为每个计数器允许的最高计数频率为10MHz (825310MHz (8253为为2MHz)2MHz)有读回命令有读回命令(8253(8253没有没有), ),可以读出当前计数单元的可以读出当前计数单元的内容和状态寄存器内容内容和状态寄存器内容每个计数器通道的逻辑功能完全相同，既可作每个计数器

3、通道的逻辑功能完全相同，既可作定时器用，又可作计数器用定时器用，又可作计数器用8.2.1 8.2.1 基本功能基本功能7-68.2.2 8.2.2 内部结构及外部引脚内部结构及外部引脚与外部相与外部相连的引脚，连的引脚，取决于工取决于工作方式作方式GATE0GATE0GATE2GATE2D7D7D0D0RDRDWRWR A1 A1A0A0CSCS数据总数据总线缓冲线缓冲器器读写读写控制控制逻辑逻辑控制字控制字寄存器寄存器CLK0CLK0OUT0OUT0CLK1CLK1GATE1GATE1OUT1OUT1CLK2CLK2OUT2OUT2内部结构图内部结构图内部总线内部总线计数计数器通器通道道0

4、0计数计数器通器通道道1 1计数计数器通器通道道2 2 每个计数器既可用作计数器，又可用作定时器，差别在于：每个计数器既可用作计数器，又可用作定时器，差别在于：计数计数脉冲间隔不一定相同，而定时脉冲要求周期一定。脉冲间隔不一定相同，而定时脉冲要求周期一定。 与微机相与微机相连的引脚，连的引脚，接口特接口特 性性 与与82598259和和各类存储器各类存储器芯片类似芯片类似每个计数器内含每个计数器内含: :计数工作单元计数工作单元CE初值寄存器初值寄存器CR状态寄存器状态寄存器SR输出锁存器输出锁存器OL状态锁存器状态锁存器SL7-7基本工作原理：基本工作原理：n 写入控制字，设置工作方式，写入

5、控制字，设置工作方式，OUTOUT处于工作方式对应初始状态，逻辑电处于工作方式对应初始状态，逻辑电 路复位，路复位， CRCR清零；清零；n 程序设置程序设置CRCR初值；初值；CRCR内容送内容送CE CE ；n CLKCLK对计数器对计数器CECE减法计数减法计数; ; 写写CRCR初值，在初值，在GATEGATE控制下，在控制下，在CLKCLK作用下，作用下，CRCR传入传入CECE， 并开始并开始CE - - ;CE - - ; 计数通道内部结构计数通道内部结构 SR SR SL SL CRCR：计数初值寄存器：计数初值寄存器CECE：计数工作单元：计数工作单元 CPUCPU不能直接读

6、写。不能直接读写。OLOL：输出锁存器：输出锁存器 读回命令控制。读回命令控制。SRSR：状态寄存器：状态寄存器 工作方式、工作方式、OUTOUT状态、状态、 CRCR内容已装入内容已装入CECE状态。状态。SLSL：状态锁存器：状态锁存器 读回命令控制。读回命令控制。8 87-88.2.3 8.2.3 内部端口寻址与读写控制内部端口寻址与读写控制CSCSRDRDWRWRA1A1A0A0读读/ /写操作说明写操作说明0 00 00 00 00 00 00 00 00 01 11 11 11 10 00 00 00 00 01 11 11 10 00 01 11 10 00 01 10 01 1

7、0 01 10 01 10 00 01 10 00 01 11 11 11 11 1写计数通道写计数通道0 0的的CRCR写计数通道写计数通道1 1的的CRCR写计数通道写计数通道2 2的的CRCR写控制寄存器写控制寄存器 读通道读通道0 0的的OLOL或或SLSL 读通道读通道1 1的的OLOL或或SLSL 读通道读通道2 2的的OLOL或或SLSL无操作无操作禁止使用禁止使用无操作无操作7-97-108.2.4 8.2.4 六种工作方式六种工作方式82548254中各计数器通道均有中各计数器通道均有6 6种工作方式可供选择种工作方式可供选择: :方式方式0 0 计数结束中断方式计数结束中断

8、方式方式方式1 1 硬件可重触发单稳方式硬件可重触发单稳方式方式方式2 2 速率波发生器方式速率波发生器方式方式方式3 3 方波方式方波方式方式方式4 4 软件触发选通方式软件触发选通方式方式方式5 5 硬件触发选通方式硬件触发选通方式v门控信号门控信号GATEGATE的功能的功能v输出信号输出信号OUTOUT的波形的波形v启动计数的条件和改变初值的影响启动计数的条件和改变初值的影响7-11 所有工作方式都应遵循以下规则：所有工作方式都应遵循以下规则： 控制字写入控制寄存器后，选择工作方式，同时使控制控制字写入控制寄存器后，选择工作方式，同时使控制 逻辑电路复位，逻辑电路复位，CR清零清零，输

9、出信号输出信号OUT进入初始状态进入初始状态 （高电平或低电平）。（高电平或低电平）。在时钟脉冲在时钟脉冲CLK的下降沿，计数器减的下降沿，计数器减“1”计数。计数。 通常在时钟脉冲通常在时钟脉冲CLK的上升沿对门控信号的上升沿对门控信号GATE采样。采样。 在不同工作方式下，对门控信号的触发方式有不同的要求。在不同工作方式下，对门控信号的触发方式有不同的要求。计数初始值写入计数初始值写入CR后，经过一个时钟周期，送入后，经过一个时钟周期，送入CE (方式方式0-4）；）； 对于二进制数对于二进制数 0000H值最大（值最大（65536）.7-12计数结束中断方式，计数结束中断方式，OUTOU

10、T输出波形如下：输出波形如下：GATE=1GATE=1OUT写入控制字写入控制字计数开始计数开始计数结束计数结束CE=0CE=0p 方式方式0 0的工作特点的工作特点p 方式0的基本功能n计数由软件启动。每次写入计数初值，只启动一次计数。计数由软件启动。每次写入计数初值，只启动一次计数。n计数过程中计数过程中, ,如果如果GATE=0GATE=0则暂停计数则暂停计数, ,直到直到GATE=1GATE=1后再后再接着计数。接着计数。 （GATE GATE 的对输出影响）。的对输出影响）。n计数过程中写入新的计数初值，从写入后下一个时钟脉冲计数过程中写入新的计数初值，从写入后下一个时钟脉冲开始，以

11、新的初值计数。（改变初值的对输出的影响）开始，以新的初值计数。（改变初值的对输出的影响）nCPUCPU写计数初值到写计数初值到CRCR后，后，CRCR内容并不立即装入内容并不立即装入CECE，而，而是在其后的下一个是在其后的下一个CLKCLK脉冲脉冲下降沿下降沿才将才将CRCR内容装入内容装入CECE，对该对该CLKCLK脉冲不计数脉冲不计数( (方式方式0-40-4相同相同) )。所以，若计数初值。所以，若计数初值为为n n， 必须在出现必须在出现n+1n+1个个CLKCLK脉冲后。脉冲后。OUTOUT才变高。才变高。1.1.方式方式0 0 2.2.方式方式1 13.3.方式方式2 24.4

12、.方式方式3 35.5.方式方式4 46.6.方式方式5 5写入初值写入初值7-13正常计数过程正常计数过程门控信号的作用门控信号的作用改变计数初值改变计数初值q 方式0的定时波形1.1.方式方式0 0 2.2.方式方式1 13.3.方式方式2 24.4.方式方式3 35.5.方式方式4 46.6.方式方式5 5OUTOUTWRWRGATEGATECLKCLKINTRINTR4 41 12 23 33 30 03 32 21 12 24 45 50 0n=5n=5n=4n=4n=3n=3INTRINTR停止计数停止计数继续计数值继续计数值下一脉冲下一脉冲影响计数影响计数初始化后为初始化后为低电

13、平低电平下一脉冲下一脉冲影响计数影响计数注意：在时钟脉冲注意：在时钟脉冲CLKCLK的下降沿，计数器减的下降沿，计数器减“1”1”计数。计数。 CPU CPU写计数初值到写计数初值到CRCR后，后，CRCR内容并不立即装入内容并不立即装入CECE。在下。在下一个一个CLKCLK脉冲脉冲下降沿下降沿才将才将CRCR内容装入内容装入CECE，该脉冲不计数该脉冲不计数。n -CRn -CRCR -CECR -CE不计数不计数软件启动软件启动7-14q 方式方式0 0的应用的应用n 外部事件外部事件计数计数n 频率计频率计n 测脉冲宽度测脉冲宽度1.1.方式方式0 0 2.2.方式方式1 13.3.方

14、式方式2 24.4.方式方式3 35.5.方式方式4 46.6.方式方式5 57-15 方式方式1 1是硬件可重触发单稳方式。计数器相当于一个可编是硬件可重触发单稳方式。计数器相当于一个可编程的单稳态触发电路程的单稳态触发电路。q 方式方式1 1的工作特点的工作特点q 方式1的基本功能 GATEGATE上升沿启动计数上升沿启动计数 可重触发在（在可重触发在（在CE=0CE=0前且前且GANTE GANTE 上升沿）上升沿）1.1.方式方式0 0 2.2.方式方式1 13.3.方式方式2 24.4.方式方式3 35.5.方式方式4 46.6.方式方式5 5OUTOUT写入计数值写入计数值计数开始

15、计数开始计数结束计数结束CE=0CE=0GATEGATE7-16q 方式方式1 1的应用的应用: :实时监控器实时监控器( (看门狗电路看门狗电路) )正常计数过程正常计数过程计数过程计数过程可重触发可重触发改变计数初改变计数初值的影响值的影响q 方式1的定时波形（硬件可重触发单稳）1. 1.方式方式0 0 2. 2.方式方式1 13. 3.方式方式2 24. 4.方式方式3 35. 5.方式方式4 46. 6.方式方式5 5CLKCLK1 12 23 33 33 34 43 32 22 20 00 0n=3n=3n=3n=3n=4n=41 1单脉冲单脉冲宽度宽度单脉冲宽度单脉冲宽度单脉冲单脉

16、冲OUTOUTGATEGATEWRWR启动计数启动计数重装计数值重装计数值影响计数影响计数脉冲宽带脉冲宽带= n= n倍倍CLKCLK周期周期N-CRCR送送CE,并计数并计数GATEGATE上升沿触发上升沿触发= =硬件触发。硬件触发。7-17q 方式方式2 2的工作特点：的工作特点： 方式方式2 2是速率波发生器方式。是速率波发生器方式。OUTOUT端输出一端输出一周周期性负脉冲序列期性负脉冲序列：q 方式2的基本功能：自动重复计数。自动重复计数。可由软件通过写计数初值启动可由软件通过写计数初值启动, ,也可由也可由GATEGATE上升沿启动。上升沿启动。GATEGATE变低电平时停止计数

17、变低电平时停止计数; ;而当而当GATEGATE由低由低重新变高时重新变高时, ,重新由初值开始计数。重新由初值开始计数。1. 1.方式方式0 0 2. 2.方式方式1 13. 3.方式方式2 24. 4.方式方式3 35. 5.方式方式4 46. 6.方式方式5 5O UO UT TGATE=1GATE=1写入计数值写入计数值nTnTCLKCLK7-18q 方式方式2 2的应用的应用: :正常正常计数过程计数过程门控信号的门控信号的作用作用改变计数初改变计数初值的影响值的影响1.1.方式方式0 0 2.2.方式方式1 13.3.方式方式2 24.4.方式方式3 35.5.方式方式4 46.6

18、.方式方式5 5q 方式2的定时波形：（n分频方式）产生矩形波分频产生矩形波分频CLK1230n=4n=5WR443410454321043210GATE重复周期重复周期OUT重装计数值重装计数值下一周期影响计数下一周期影响计数停止计数停止计数7-19 方式是方波方式。方式是方波方式。OUTOUT输出的是方波或近似输出的是方波或近似方波信号：方波信号：q 方式的工作特点：方式的工作特点：1. 1.方式方式0 0 2. 2.方式方式1 13. 3.方式方式2 24. 4.方式方式3 35. 5.方式方式4 46. 6.方式方式5 5q 方式的基本功能：若计数初值若计数初值n n为偶数，为偶数，O

19、UTOUT输出周期为输出周期为n n个个CLKCLK周期的标准方波。周期的标准方波。若若n n为奇数，为奇数，OUTOUT端得到的是近似方波。端得到的是近似方波。GATEGATE变低电平时停止计数变低电平时停止计数; ;而当而当GATEGATE由低由低重新变高时重新变高时, ,重新由初值开始计数。重新由初值开始计数。OUTOUTGATE=1GATE=1写入计数值写入计数值nTnTCLKCLK7-201.方式方式0 2.方式方式13.方式方式24.方式方式35.方式方式46.方式方式5q 方式方式3的应用的应用:产生方波分频产生方波分频初值为偶数的计数初值为偶数的计数初值为奇数的计数初值为奇数的

20、计数GATE的影的影响响q 方式3的定时波形CLKWR0220n=4n=544 24004242 042224 2 0OUTGATE标准方波标准方波近似方波近似方波重装计数值重装计数值停止计数停止计数CRCE，并立即，并立即做做CE-1操作。其他操作。其他方式是下一个方式是下一个CLK下降！下降！7-21q 方式方式4 4的工作特点：的工作特点：1. 1.方式方式0 0 2. 2.方式方式1 13. 3.方式方式2 24. 4.方式方式3 35. 5.方式方式4 46. 6.方式方式5 5 方式方式4 4是软件触发选通方式。它与方式是软件触发选通方式。它与方式0 0的功能的功能很相似，主要差别

21、是计数结束时，很相似，主要差别是计数结束时，在在OUTOUT端产生端产生的是一个宽度为的是一个宽度为1 1个个CLKCLK周期的负选通脉冲。周期的负选通脉冲。q 方式4的基本功能：软件装入的计数初值只一次有效。软件装入的计数初值只一次有效。计数过程中若计数过程中若GATEGATE变低，则停止计数，直到变低，则停止计数，直到GATEGATE恢复到高时，恢复到高时，重新从初值开始减重新从初值开始减1 1计数计数。计数过程中若改变计数过程中若改变( (重写重写) )计数初值，将从改变计数初值，将从改变之后的下个之后的下个CLKCLK脉冲起，按新初值重新开始计脉冲起，按新初值重新开始计数。数。7-22

22、1. 1.方式方式0 0 2. 2.方式方式1 13. 3.方式方式2 24. 4.方式方式3 35. 5.方式方式4 46. 6.方式方式5 5正常计数正常计数GATEGATE的影响的影响改变初值的影响改变初值的影响q 方式4的定时波形（软件触发选通）CLKCLK1 12 23 33 33 32 23 32 20 00 0n=4n=4n=4n=4n=3n=31 1GATEGATEWRWR4 44 44 41 1软件启动（第一次）软件启动（第一次）软件启动（第二次）软件启动（第二次）改变初值改变初值OUTOUT计数结束，计数结束，输出负脉冲输出负脉冲停止计数停止计数下一时钟影下一时钟影响计数响

23、计数重新计数重新计数方式方式0，4的共同点：初值一次有效。的共同点：初值一次有效。区别：区别：GATE从低变高时，从低变高时，0：接着计数：接着计数 4：重装，重新计数：重装，重新计数7-23q 方式方式5 5的工作特点：的工作特点：1. 1.方式方式0 0 2. 2.方式方式1 13. 3.方式方式2 24. 4.方式方式3 35. 5.方式方式4 46. 6.方式方式5 5 方式方式5 5是硬件触发选通方式。它与方式是硬件触发选通方式。它与方式1 1很类似，很类似，也是由硬件触发启动计数也是由硬件触发启动计数, ,差别在于差别在于OUTOUT端产生的端产生的是一个宽度为是一个宽度为1 1个

24、个CLKCLK周期的负选通脉冲。周期的负选通脉冲。q 方式5的基本功能：硬件触发（硬件触发（GATEGATE正跳变）启动计数。正跳变）启动计数。当计数值计到当计数值计到0 0后，后，自动重新装入初值自动重新装入初值n n，但，但并不开始计数，而是待并不开始计数，而是待GATEGATE端出现新的上端出现新的上升沿后才重新作减升沿后才重新作减1 1计数。计数。7-241. 1.方式方式0 0 2. 2.方式方式1 13. 3.方式方式2 24. 4.方式方式3 35. 5.方式方式4 46. 6.方式方式5 5q 方式5的定时波形（硬件触发选题）正常计数正常计数改变初值的影响改变初值的影响CLKC

25、LKGATEGATEWRWROUTOUT1 12 25 53 33 32 23 32 20 00 0n=4n=4n=5n=51 14 44 44 41 10 0硬件触发硬件触发启动计数启动计数计数过程改变初计数过程改变初值不影响计数值不影响计数硬件触发，以硬件触发，以新初值计数新初值计数输出负脉冲输出负脉冲注意：启动条件是注意：启动条件是GATEGATE正跳变，高电平对启动平无效；正跳变，高电平对启动平无效；7-25方式方式5 5输出波形与方式输出波形与方式4 4相同。两种工作方式的区相同。两种工作方式的区别是：别是： 方式方式4 4为软件启动计数，即为软件启动计数，即GATEGATE1 1，

26、写入，写入计数初始值时启动计数；计数初始值时启动计数； 方式方式5 5为硬件启动计数，即先写入计数初始值，为硬件启动计数，即先写入计数初始值，由由GATEGATE的上升沿触发，启动计数。的上升沿触发，启动计数。1.1.方式方式0 0 2.2.方式方式1 13.3.方式方式2 24.4.方式方式3 35.5.方式方式4 46.6.方式方式5 5方式方式1 1、5 5重触发条件都重触发条件都GATEGATE正跳变区别：正跳变区别： 方式方式1 1 要求是要求是OUTOUT变为高电平前，；变为高电平前，； 方式方式5 5 可以自动重新装入初值。可以自动重新装入初值。 7-267-278.2.5 8.

27、2.5 应用编程应用编程 与其他可编程芯片一样，为了使用与其他可编程芯片一样，为了使用82548254，必，必须通过读须通过读/ /写操作对它编程。包括：写操作对它编程。包括：工作之前写入控制字，以确定每个工作之前写入控制字，以确定每个计数器通道的工作方式。计数器通道的工作方式。工作之前写入每个计数器通道的计工作之前写入每个计数器通道的计数初值。数初值。工作过程中改变某通道的计数初值。工作过程中改变某通道的计数初值。写入命令字，以读出某一时刻某一写入命令字，以读出某一时刻某一通道的通道的CECE内容或状态寄存器内容。内容或状态寄存器内容。初始化初始化编程编程工作编程工作编程7-281.1.各种

28、控各种控制字、命制字、命令字和状令字和状态字格式态字格式(1)(1)方式控方式控 制制 字字(2)(2)锁锁 存存 命令字命令字(3)(3)读读 回回 命令字命令字(4)(4)状态字状态字 用以确定每个计数器通道的工作方式。格用以确定每个计数器通道的工作方式。格式如下：式如下：(1) 8254的控制字D7D7D6D6D5D5D4D4D D3 3D2D2D1D1D0D0SC1SC1 SC0 SC0 RW1 RW1 RW0 RW0 M2 M2 M1 M1 M0 M0 BCD BCD 选计数通道选计数通道0000010110101111选通道选通道0 0无意义无意义选通道选通道1 1选通道选通道2

29、20000010110101111选读选读/ /写格式写格式锁存锁存CECE数据数据只读写低字节只读写低字节只读写高字节只读写高字节先读写低字节先读写低字节再读写高字节再读写高字节选计数码制选计数码制0 01 1二进制数二进制数BCDBCD码数码数0000001 10 00010011111100100101101方式方式0 0方式方式1 1方式方式2 2方式方式3 3方式方式4 4方式方式5 5 选工作方式选工作方式7-29(1) (1) 编程说明编程说明2. 8254的编程方法及举例q初始化编程必须在初始化编程必须在8254/82538254/8253工作之前进行。工作之前进行。q对每个用

30、到的通道都要初始化：先向控制寄存器对每个用到的通道都要初始化：先向控制寄存器( (端口端口3)3)写入方式控制字写入方式控制字, ,再以通道地址再以通道地址( (端口端口0 0，1 1或或2)2)向向CRCR写入计数初值。写入计数初值。q如在工作过程中需要读取某通道的当前状态如在工作过程中需要读取某通道的当前状态SRSR或或当前当前CECE值，应先向控制寄存器地址值，应先向控制寄存器地址( (端口端口3)3)写读回写读回命令，再从该通道地址命令，再从该通道地址( (端口端口0 0，1 1或或2)2)读出相应锁读出相应锁存器内容。存器内容。7-30 例例7.3 7.3 在在80868086系统中

31、，用系统中，用82548254构成定时、构成定时、计数与脉冲发生器。计数与脉冲发生器。q 系统功能系统功能（2）编程举例利用通道利用通道0 0完成对外部事件计数功能完成对外部事件计数功能, ,计满计满100100次向次向CPUCPU发中断请求（方式发中断请求（方式0 0）。）。利用通道利用通道1 1产生频率为产生频率为1kHz1kHz的方波（方式的方波（方式3 3）。）。利用通道利用通道2 2作作1s1s标准时钟（方式标准时钟（方式2 2）。7-31q 系统的硬件连接：CLK1 2.5MHzCLK1 2.5MHz8086cpuD7D7D0D0D7D7D0D0RDRDRDRDWWR RWWR R

32、M/IOM/IOA15A15A3A3A0=0A0=0A2A2A1A1INTRINTRCSCS地址地址译码译码A1A1A0A082548254通道通道1 1通通道道2 2通通道道0 0GATE1GATE1OUT1OUT1 1kHZ1kHZCLK2CLK2GATE2GATE2OUT2OUT2CLK0CLK0GATE0GATE0OUT0OUT0 示波器或其它示波器或其它 波形接收器波形接收器 外部事件外部事件 产生源产生源IR0IR0IR1IR1IR2IR2IR7IR78259A8259A+5V+5V+5V+5V+5V+5V通道通道0：方式：方式0；通道通道1：方式：方式3；通道通道2：方式：方式2

33、。1S7-32STT: MOV DXSTT: MOV DX，port3 port3 ；定义通道；定义通道0 0工作于方式工作于方式0 0 MOV AL MOV AL，10H10H OUT DX OUT DX，ALAL MOV DX MOV DX，port0 port0 ；给通道；给通道0 0送计数初值送计数初值 MOV ALMOV AL，64H64H OUT DX OUT DX，ALAL q 初始化编程82548254的初始化编程的初始化编程8259A8259A的初始化编程的初始化编程填写中断向量表填写中断向量表7-33MOV DXMOV DX，port3 port3 ；定义通道定义通道1 1

34、为方式为方式3 3MOV ALMOV AL，76H76HOUT DXOUT DX，ALALMOV DXMOV DX，port1 port1 ；给通道；给通道1 1送计数初值送计数初值MOV AXMOV AX，09C4H09C4HOUT DXOUT DX，AL AL ；先送低字节（；先送低字节（C4HC4H）MOV ALMOV AL，AHAHOUT DXOUT DX，AL AL ；再送高字节（；再送高字节（09H09H）MOV DXMOV DX，port3 port3 ；定义通道定义通道2 2为方式为方式2 2MOV ALMOV AL，0B6H0B6HOUT DXOUT DX，ALALMOV D

35、XMOV DX，port2 port2 ；给通道；给通道2 2送计数初值送计数初值MOV AXMOV AX，1000H1000HOUT DXOUT DX，AL AL ；先送低字节；先送低字节MOV ALMOV AL，AHAHOUT DXOUT DX，AL AL ；再送高字节；再送高字节 q 初始化程序：(续）7-34例例7.4 7.4 用用82548254设计一个智能化频率计。设计一个智能化频率计。q 设计思想设计思想 设计数初值为设计数初值为0 0。当定时时间到时，读出通道。当定时时间到时，读出通道1 1计数值计数值N N，则脉冲频率为：，则脉冲频率为：脉冲频率脉冲频率 = = 定时时间定时

36、时间 65536 - N65536 - N 利用通道利用通道0 0产生定时（检测）信号产生定时（检测）信号利用通道利用通道1 1对外部脉冲计数对外部脉冲计数测量原理测量原理7-35q 硬件电路硬件电路q 驱动程序驱动程序通道通道1 1方式方式0 0计数计数通道通道0 0方式方式2 2定时定时中断请求中断请求1MHz1MHz外部脉冲外部脉冲+5V+5V+5V+5VCLK0CLK0GATE0GATE0OUT0OUT0CLK1CLK1GATE1GATE182548254D0-D7D0-D7D0-D7D0-D7IORIORIOWIOWRDRDWRWRCSCS80H80HA1A1A0A0A1A1A0A0

37、MOV AL,34HMOV AL,34H；通道；通道0 0 方式方式2 2OUT 83H,ALOUT 83H,ALMOV AX,1000MOV AX,1000OUT 80H,ALOUT 80H,ALMOV AL,AHMOV AL,AHOUT 80H,ALOUT 80H,ALMOV AL,70HMOV AL,70H；通道；通道1 1 ， 方式方式0 0OUT 83H,ALOUT 83H,ALMOV AL,0MOV AL,0OUT 81H,ALOUT 81H,ALOUT 81H,ALOUT 81H,AL 82548254初始化程序初始化程序 中断采集程序中断采集程序7-367.2.6 82547.

38、2.6 8254在在PCPC系列机定时系统中的应用系列机定时系统中的应用qPCPC系列机定时系统包括两部分：系列机定时系统包括两部分：vCPUCPU内部控制时序产生电路：主要用于内部内部控制时序产生电路：主要用于内部 指令执行过程。指令执行过程。vI/OI/O接口芯片的定时产生电路：由接口芯片的定时产生电路：由82548254负责。负责。 以以PC/ATPC/AT机为例则：机为例则：日历时钟由通道日历时钟由通道0 0完成完成DRAMDRAM刷新由通道刷新由通道1 1完成完成音频信号产生（驱动扬声器音频信号产生（驱动扬声器) )由通道由通道2 2完成完成7-3782548254各通道在各通道在A

39、TAT定时系统中的作用及信号规定定时系统中的作用及信号规定计数器通道计数器通道0 0计数器通道计数器通道1 1计数器通道计数器通道2 2功能功能GATEGATECLKCLKOUTOUT时钟信号发生器时钟信号发生器 刷新请求发生器刷新请求发生器 音频信号发生器音频信号发生器+5V+5V程控程控+5V+5V1.193 181 6MHz1.193 181 6MHz1.193 181 6MHz1.193 181 6MHz 1.193 181 6MHz1.193 181 6MHz8259 IRQ08259 IRQ08237 DREQ08237 DREQ0扬声器扬声器7-38qPC/ATPC/AT机定时系

40、统结构框图机定时系统结构框图PCLKPCLKD DQ QCLRCLRQ QRESETRESET+5V+5VDACK0(DACK0(来自来自82578257）来自来自8255PB0(8255PB0(端口端口0061H)0061H)IORIORIOWIOWT/CCST/CCSA1A1A0A0D7D7D0D0来自来自8255PB1(8255PB1(端口端口0061H)0061H)GATE0GATE0CLK0CLK0GATE1GATE1CLK1CLK1CLK2CLK2GATE2GATE2RDRDWRWRCSCSA1A1A0A0D7D7D0D0OUT0OUT0OUT1OUT1OUT2OUT2825482

41、54D DS SQ QCLRCLR+5V+5VIRQ0(IRQ0(到到82598259）DRAMDRAM刷新请刷新请求求& &SPK(SPK(去扬声器去扬声器) )功放功放与低与低通滤通滤波波. . . . .7-39q82548254三个通道在三个通道在PC/ATPC/AT机中的使用原理机中的使用原理v通道通道0 0：工作于方式工作于方式3 3，计数初值（即，计数初值（即6553665536）。）。 用作实时时钟信号发生器，每输出一用作实时时钟信号发生器，每输出一 个方波，产生一次个方波，产生一次0 0级中断，调用级中断，调用 INT 8HINT 8H一次。一次。INT 8HINT 8H中断

42、服务程序的功能：中断服务程序的功能：完成日时钟计时；完成日时钟计时；实现软驱马达开启时间管理实现软驱马达开启时间管理, ,使其开启一段使其开启一段 时间完成数据存取操作后，自动延时关停；时间完成数据存取操作后，自动延时关停；进行进行INT 1CHINT 1CH软中断调用，为用户提供软中断调用，为用户提供 可用的定时操作服务程序入口。可用的定时操作服务程序入口。7-40v通 道通 道 1 1 ： 工 作 于 方 式工 作 于 方 式 2 2 ， 计 数 初 值 为， 计 数 初 值 为 1 81 8 （ 即（ 即 0012H0012H）。每隔）。每隔15.08s15.08s产生一负脉产生一负脉

43、冲，用作冲，用作DRAMDRAM刷新时的定时控制。刷新时的定时控制。v通道通道 2 2：工作于方式工作于方式3 3，计数初值为，计数初值为0533H0533H输出频率输出频率 约为约为900HZ900HZ的方波，为扬声器发声提供音的方波，为扬声器发声提供音 频信号。频信号。7-41 利用通道利用通道2 2的配置，可实现软件控制发声，也可实现硬的配置，可实现软件控制发声，也可实现硬件控制发声。件控制发声。软件控制发声：软件控制发声：CPUCPU控制控制8255A8255A的的PB1PB1（即端口（即端口61H61H的的D1D1位）的电平变化使扬声器发声。这时需要将位）的电平变化使扬声器发声。这时

44、需要将82548254的的OUT2OUT2置于高电平，以允许来自置于高电平，以允许来自PB1PB1的音频信号通过与门。的音频信号通过与门。硬件控制发声：硬件控制发声：利用利用82548254通道通道2 2工作于方式工作于方式3 3输出音输出音频信号来使扬声器发声。这是频信号来使扬声器发声。这是ATAT机定时系统提供的一机定时系统提供的一项基本功能。改变其计数初值，可改变发音声调。项基本功能。改变其计数初值，可改变发音声调。7-42 IN AL IN AL，61H61H AND AL AND AL，0FCH 0FCH ；使；使PB1PB1、PB0PB0为为0 0，关闭扬声器，关闭扬声器 OUT

45、61HOUT 61H，ALAL MOV AL MOV AL，0B6H 0B6H ；设置通道；设置通道2 2方式控制字，使之工作于方式方式控制字，使之工作于方式3 3 OUT 43H OUT 43H，ALAL MOV AX MOV AX，1352 1352 ；按；按A A调设置计数初值调设置计数初值 OUT 42HOUT 42H，AL AL ；写初值低字节；写初值低字节 MOV ALMOV AL，AH AH ；写初值高字节；写初值高字节 OUT 42HOUT 42H，ALAL IN AL IN AL，61H 61H ；使；使PB1PB1、PB0PB0为为1 1，启动扬声器工作，启动扬声器工作 O

46、R ALOR AL，03H03H OUT 61H OUT 61H，ALAL实现硬件控制发声例程：实现硬件控制发声例程：7-43qBIOSBIOS对对82548254的初始化编程的初始化编程 MOV ALMOV AL，36H 36H ；设置通道；设置通道0 0方式控制字，选择双字节写，方式方式控制字，选择双字节写，方式3 3 OUT 43H OUT 43H，AL AL ；二进制计数；二进制计数 MOV ALMOV AL，0 0 ；计数初值设定位；计数初值设定位6553665536 OUT 40H OUT 40H，AL AL ；写入低字节；写入低字节 OUT 40HOUT 40H，AL AL ；写

47、入高字节；写入高字节 MOV ALMOV AL，01010100B01010100B；设置通道；设置通道1 1方式控制字，定义只写低位字节方式控制字，定义只写低位字节 OUT 43HOUT 43H，AL AL ；方式；方式2 2，二进制计数，二进制计数 MOV ALMOV AL，18 18 ；预置计数初值；预置计数初值 OUT 41HOUT 41H，ALAL 7-44 MOV AL MOV AL，10110110B10110110B；设置通道；设置通道2 2方式控制字，定义双字节写方式控制字，定义双字节写 OUT 43HOUT 43H，AL AL ；方式；方式3 3，二进制计数，二进制计数 M

48、OV AXMOV AX，533H 533H ；写计数初值；写计数初值 OUT 42HOUT 42H，AL AL ；先写低字节；先写低字节 MOV ALMOV AL，AH AH ；再写高字节；再写高字节 OUT DXOUT DX，ALAL IN AL IN AL，61H 61H ；以下使；以下使82558255的的PB0PB0、PB1PB1为为1 1，控制，控制 扬声器发声扬声器发声 MOV AHMOV AH，AL AL ；将；将8255B8255B口的内容保存于口的内容保存于AHAH OR AL OR AL，03H03H OUT 61H OUT 61H，ALALqBIOSBIOS对对82548

49、254的初始化编程的初始化编程( (续）续）7-457.3 7.3 可编程并行接口芯片可编程并行接口芯片825582557.3.1 7.3.1 基本功能基本功能7.3.2 7.3.2 内部结构与外部引脚内部结构与外部引脚7.3.3 7.3.3 端口寻址与读端口寻址与读/ /写控制写控制7.3.4 7.3.4 控制字格式与编程控制字格式与编程7.3.57.3.5 三种工作方式三种工作方式7-467.3.1 7.3.1 基本功能基本功能82558255具有以下基本功能：具有以下基本功能：可提供两个可提供两个8 8位位(A(A口、口、B B口口) )和两个和两个4 4位位(C(C口上半部、口上半部、

50、C C口下半部口下半部) )共共2424位的并行位的并行I/OI/O数据端口线。数据端口线。 82558255可支持三种并行工作方式：基本输入输出（方式可支持三种并行工作方式：基本输入输出（方式0 0）、应答式输入输出）、应答式输入输出( (方式方式1)1)和应答式双向数据传送和应答式双向数据传送（方式（方式2 2）。）。可以通过编程设定可以通过编程设定A A口工作于方式口工作于方式0 0、方式、方式1 1和方式和方式2 2，B B口工作于方式口工作于方式0 0和方式和方式1 1。无论。无论82558255工作在哪种方式工作在哪种方式, ,，A A口、口、B B口都是作为位数据口都是作为位数据

51、I/OI/O端口用。端口用。 C C口各位的功能因工作方式的不同而有很大差别。口各位的功能因工作方式的不同而有很大差别。7-477.3.2 7.3.2 内部结构与引脚功能内部结构与引脚功能与与外外设设接接口口部部分分与与MPU接接口口部部分分内内部部控控制制部部分分由三大部分组成由三大部分组成D D0 0 - D - D7 7 双向双向数据数据总线总线读写读写控制控制逻辑逻辑RDWRA1A0RESETCSC C口口( (高高4 4位位) )C C口口( (低低4 4位位) )I/O I/O PAPA7 7-PA-PA0 0I/O I/O PCPC7 7-PC-PC4 4I/O I/O PCPC

52、3 3-PC-PC0 0I/O I/O PBPB7 7-PB-PB0 082558255内部结构内部结构A A口口（8 8位）位）B B口口（8 8位）位）A A组组控制控制部件部件B B组组控制控制部件部件数据数据总线总线缓冲缓冲器器8 8位内总线位内总线7-48A口寄存器口寄存器(PA7PA0)C口寄存器口寄存器(PC7PC0)B口寄存器口寄存器(PB7PB0)高高4位位(PC7PC4)低低4位位(PC3PC0)与外设与外设相相 连连说明：说明： 82558255有三种基本的工作方式，可通过编程来选择。有三种基本的工作方式，可通过编程来选择。分为分为A、B、C三个三个8位端口寄存器：位端口

53、寄存器： A A口、口、B B口只能用作数据口只能用作数据I/OI/O口，口，C C口各位的功能却口各位的功能却因工作方式的不同有很大差别因工作方式的不同有很大差别, ,有时是有时是I/OI/O数据端口数据端口线，有时又是线，有时又是A A口、口、B B口数据传送的应答控制线。口数据传送的应答控制线。 C C口作为数据端口用时，各位可以按位操作。口作为数据端口用时，各位可以按位操作。1. 1. 与外设接口部分与外设接口部分7.3.2 7.3.2 内部结构与引脚功能内部结构与引脚功能7-49 这是所有可编程接口芯片都具有的，主要用于保证这是所有可编程接口芯片都具有的，主要用于保证微处理器对芯片的

54、编程、监视和提供数据通道。这部分微处理器对芯片的编程、监视和提供数据通道。这部分包括如下外部引脚：包括如下外部引脚： RESET( RESET(复位复位) ) A A0 0、A A1 1( (端口选择端口选择) ) CS( CS(片选片选) ) RDRD、WR(WR(读读/ /写控制写控制) ) D D7 7D D0 0CPUCPU数据线数据线CPUCPU复位线复位线直连直连/ /经反向器相连经反向器相连直连直连CPUCPU低位地址线低位地址线（A A0 0、A A1 1）高位地址线高位地址线（A A2 2以上）以上）CPUCPU控制线产控制线产生的读写信号生的读写信号直连直连译码相连译码相连

55、直连直连2. 2. 与微处理器接口部分与微处理器接口部分7.3.2 7.3.2 内部结构与引脚功能内部结构与引脚功能7-50 A A组控制端口组控制端口A A和和C C口上半部口上半部 B B组控制端口组控制端口B B和和C C口下半部口下半部实际上它们是同一个实际上它们是同一个8 8位控制寄存器：位控制寄存器： A A组为高组为高5 5位位 B B组为低组为低3 3位位 A A组和组和B B组控制部件组控制部件, ,它们根据它们根据CPUCPU送来的控制送来的控制字字控制控制82558255的工作方式和输入的工作方式和输入/ /输出状态输出状态，也可以根据，也可以根据CPUCPU写入的控制字

56、对写入的控制字对C C口的每一位实现按位置口的每一位实现按位置“1”1”或置或置“0”0”控制。其中：控制。其中：3.3.内部控制部分内部控制部分7.3.2 7.3.2 内部结构与引脚功能内部结构与引脚功能7-517.3.3 7.3.3 端口寻址与读端口寻址与读/ /写控制写控制 0 0 1 0 0 数据总线数据总线 A口口 0 1 1 0 0 数据总线数据总线 B口口 1 0 1 0 0 数据总线数据总线 C口口 1 1 1 0 0 数据总线数据总线控制寄存器控制寄存器 0 0 0 1 0 A口口数据总线数据总线 0 1 0 1 0 B口口数据总线数据总线 1 0 0 1 0 C口口数据总线

57、数据总线 1 端口输出为端口输出为”高阻高阻” 1 1 0 1 0 非法非法 1 1 0 端口输出为端口输出为”高阻高阻” A1 A0 RD WR CS 操操 作作输入输入输出输出禁止禁止 8255 8255内部共有内部共有A A口、口、B B口、口、C C口和控制口口和控制口4 4个端口寄存器个端口寄存器, ,对他们对他们的寻址和读的寻址和读/ /写操作是由写操作是由CSCS、A1A1、A0A0和和RDRD、WRWR几个信号来控制的。几个信号来控制的。 7-527.3.4 7.3.4 控制字格式与编程控制字格式与编程 8255 8255的初始化编程，是指向控制寄存器写入相应的控的初始化编程，

58、是指向控制寄存器写入相应的控制字以确定制字以确定82558255的工作方式和接口功能，简称初始化。的工作方式和接口功能，简称初始化。它它的基础是根据应用需要正确确定控制字，包括：的基础是根据应用需要正确确定控制字，包括： 工作方式控制字：工作方式控制字： C C口按位置位口按位置位/ /复位控制字：复位控制字：决定各端口工作方式和决定各端口工作方式和I/OI/O状态。状态。将将C C口的任一位置口的任一位置1 1或置或置0 0。7-53D7D7D6D6D5D5D4D4D3D3D2D2D1D1D0D07.3.4 7.3.4 控制字格式和编程控制字格式和编程1. 1. 工作方式控制字工作方式控制字

59、7-54D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D00C C口口的的位位选选择择位位 D3 D2 D1置置 位位复复 位位置置 位位复复 位位1 0说明：说明： (1) C(1) C口的按位置位口的按位置位/ /复位操作一次只能使复位操作一次只能使C C口口的的1 1位置位置“1”1”或置或置“0”0”。 (2) (2) 如果要在某位上如果要在某位上输出一个开关量信号输出一个开关量信号, ,对对该位的置该位的置 “ “1”1”置置“0”0”操作必须成对使用。操作必须成对使用。 (3) C (3) C口按位置位口按位置位/ /复复位控制字不是送到位控制字不是送到C C口地口地址址, ,而是送到

60、控制寄存器而是送到控制寄存器地址。地址。 2. C2. C口按位置位口按位置位/ /复位控制字复位控制字7.3.4 7.3.4 控制字格式和编程控制字格式和编程7-557.3.5 7.3.5 三种工作方式三种工作方式地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线方式方式0 0RD WRRD WRD7D7D0D0CSCSA0 A1A0 A1B B口口C C口口A A口口I/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OI/OPBPB7 7PBPB0 0PCPC3 3PCPC0 0PCPC7 7PCPC4 4PAPA7 7PAPA0 0基本基本I/OI/O方式方式B B组组A A组组方式方式1 1B B