第七章 可编程计数器定时器

1、Theres always more to learn, and there are always better ways to do what youve done before. DONANLD E. KNUTH第第16讲讲佘青山2n8253工作原理：结构、引脚、工作方式工作原理：结构、引脚、工作方式n8253应用举例：定时功能、计数功能应用举例：定时功能、计数功能3两大功能：两大功能：（1）定时功能）定时功能例如，按一定的时间间隔对动态例如，按一定的时间间隔对动态RAM进行刷新；扬进行刷新；扬声器的发声；在计算机实时控制和处理系统中，对声器的发声；在计算机实时控制和处理系统中，对处理对象

2、进行采样，或定时检测某些参数等处理对象进行采样，或定时检测某些参数等（2）计数功能）计数功能对外部事件进行计数等对外部事件进行计数等实现定时功能主要有三种方法：实现定时功能主要有三种方法：l软件定时软件定时l不可编程的硬件定时不可编程的硬件定时l可编程的硬件定时可编程的硬件定时例：软件延时例：软件延时(nT, 假设假设T=210ns） MOVBL, 10 ; 4T 1DELAY0:MOVCX, 2801 ; 4T 10DELAY1:LOOPDELAY1 ; 17T/5T - (17T2801-12T) 10 DEC BL ; 2T 10 JNZ DELAY0 ; 16T/4T - 16T10-

3、12T RET ; 20T n=4+10 (4+280117-12)+2+16)-12 +20-nT=10ms4 Intel 8253就是一种能完成上述功能的计数器就是一种能完成上述功能的计数器/定时器芯片，定时器芯片，被称为可编程间隔定时器被称为可编程间隔定时器(Programmable Interval Timer，PIT)主要功能：主要功能：3个个独立的独立的16位计数器位计数器每个计数器都可以按照每个计数器都可以按照二进制或二进制或BCD码码进行计数进行计数每个计数器的计数速率可达每个计数器的计数速率可达2MHz（8254-2计数频率可达计数频率可达10MHz）每个计数器有每个计数器有

4、6种种不同的工作方式不同的工作方式所有的输入输出引脚电平都与所有的输入输出引脚电平都与TTL电平兼容电平兼容5图图7.1(a) 8253的内部结构的内部结构图图7.1(b) 8253的引脚的引脚6 8253与与CPU数据总线连接的数据总线连接的8位双向三态缓冲器。位双向三态缓冲器。CPU用输用输入入/输出指令对输出指令对8253进行读进行读/写操作的所有信息，都经这写操作的所有信息，都经这8条条D7D0传送。传送。包括：包括： CPU在对在对8253进行初始化编程时，向它进行初始化编程时，向它写入的控制字写入的控制字； CPU向某一计数器向某一计数器写入的计数初值写入的计数初值； CPU从某一

5、个计数器从某一个计数器读出的计数值读出的计数值。7 接收接收CPU控制总线送来的输入信号，经组合后形成控制总线送来的输入信号，经组合后形成控制信号，控制信号，对各部分操作进行控制。可接收的信号有：对各部分操作进行控制。可接收的信号有： CS 片选信号片选信号，低电平有效低电平有效。由地址总线经。由地址总线经I/O端口译码电路产生。端口译码电路产生。只有当只有当CS为低电平时，为低电平时，CPU才能对才能对8253进行读写操作。进行读写操作。 RD 读信号读信号，低电乎有效低电乎有效。当。当RD为低电平时，表示为低电平时，表示CPU正在读正在读取所选定的计数器通道中的内容。取所选定的计数器通道中

6、的内容。 WR 写信号写信号，低电平有效低电平有效。当。当WR为低电平时，表示为低电平时，表示CPU正在将正在将计数初值写入所选中的计数通道中或者将控制字写入控制字寄存器中。计数初值写入所选中的计数通道中或者将控制字写入控制字寄存器中。 8 A1A0 端口选择信号端口选择信号。在。在8353内部有内部有3个计数器通道个计数器通道(02)和一个和一个控制字寄存器端口。控制字寄存器端口。 当当A1A0=00时，选中通道时，选中通道0；A1A0=01时，选中通道时，选中通道1；A1A0=10时，选中通道时，选中通道2；A1A0=11时，选中控制字寄存器端口。时，选中控制字寄存器端口。注意：注意：l8

7、253与与8位数据总线的微机（如位数据总线的微机（如8088CPU）相连，只要将其）相连，只要将其A1A0分别分别与与CPU地址总线的最低两位地址总线的最低两位A1A0相连即可。相连即可。l8253与与16位数据总线的微机（如位数据总线的微机（如 8086CPU ）相连，则用）相连，则用CPU地址总地址总线中的线中的A2A1实现端口选择，实现端口选择，即即CPU的的A2连连8253的的A1，CPU的的A1连连8253的的A0。一般，一般，CPU要求芯片内部的各个端口都使用偶地址要求芯片内部的各个端口都使用偶地址四个端口地址四个端口地址9 3个完全相同的计数器个完全相同的计数器/定时器通道，对它

8、们的操作完全是独立的。定时器通道，对它们的操作完全是独立的。l一个一个8位的控制字寄存器位的控制字寄存器：CPU写入控制字，写入控制字，选定计数器通道的工作方式、选定计数器通道的工作方式、读写格式和数制读写格式和数制。l一个一个16位的计数初值寄存器位的计数初值寄存器：存放由：存放由CPU送来的送来的计数初值计数初值。每个通道都包含：每个通道都包含：l一个一个16位的计数器执行部件（减法计数器）位的计数器执行部件（减法计数器）：其：其起始值就是初值寄存器起始值就是初值寄存器的值的值，该值可由程序设置。，该值可由程序设置。l一个一个16位输出锁存器位输出锁存器：锁存计数器执行部件的值锁存计数器执

9、行部件的值，供，供CPU读取（某个时读取（某个时刻计数器的瞬时值）。刻计数器的瞬时值）。注意：注意：（1）计数初值寄存器、计数器执行部件和输出锁存器都是）计数初值寄存器、计数器执行部件和输出锁存器都是16位寄存器；位寄存器；（2）它们均可被分成高）它们均可被分成高8位和低位和低8位两个部分，因此也可作为位两个部分，因此也可作为8位寄存器来使用。位寄存器来使用。10l预置初值：预置初值：每个通道每个通道对输入到对输入到CLK引脚上的脉冲按引脚上的脉冲按2进制或进制或10进进制（制（BCD码）格式进行计数码）格式进行计数（倒计数法倒计数法），需先对计数器预置初），需先对计数器预置初值。值。l减计数

10、器：减计数器：每输入一个时钟脉冲，计数器的值减每输入一个时钟脉冲，计数器的值减1，当计数器的，当计数器的值减为值减为0时，便从时，便从OUT引脚输出一个脉冲信号引脚输出一个脉冲信号。 输出信号的波形主要由工作方式决定，同时还受外部输出信号的波形主要由工作方式决定，同时还受外部GATE门控信门控信号控制号控制(它决定是否允许计数它决定是否允许计数)。118253的的3个计数器都各有个计数器都各有3个引脚，分别是：个引脚，分别是： lCLK0CLK2：计数器：计数器02的时钟脉冲输入端（的时钟脉冲输入端（频率不能大于频率不能大于2MHz）。）。lOUT0OUT2：计数器：计数器02的输出端。的输出

11、端。lGATE0GATE2：计数器：计数器02的门控脉冲输入端。的门控脉冲输入端。l外部事件计数器：外部事件计数器：对对CLK脚上的脉冲（由脚上的脉冲（由外部事件外部事件产生）进行计数，产生）进行计数，脉冲的间隔可以不相等脉冲的间隔可以不相等。l定时器：定时器：CLK引脚上输入引脚上输入精确的时钟脉冲精确的时钟脉冲。定时时间取决于计数脉。定时时间取决于计数脉冲的频率和计数器的初值，即冲的频率和计数器的初值，即 定时时间定时时间=时钟脉冲周期时钟脉冲周期tc预置的计数初值预置的计数初值n12BCDM2 M1 M0RL1 RL0SC1 SC0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 BCD

12、码计数码计数0 二进制计数二进制计数000 方式方式0 001 方式方式1 X10 方式方式2 X11 方式方式3 100 方式方式4 101 方式方式500 计数器锁存，供计数器锁存，供CPU读读 01 只读只读/写计数器低字节写计数器低字节 10 只读只读/写计数器高字节写计数器高字节 11 先读先读/写计数器低字节，后读写计数器低字节，后读/写高字节写高字节00 选择通道选择通道0 01 选择通道选择通道1 10 选择通道选择通道2 11 无效无效 图图7.2 8253控制字格式控制字格式13 使用前，必须用程序把编程芯片初始化为所需的特定模式，其过使用前，必须用程序把编程芯片初始化为所

13、需的特定模式，其过程称为程称为初始化编程初始化编程。其步骤为：（。其步骤为：（1）写入控制字写入控制字；（；（2）写入计数初写入计数初值值。l用输出指令向控制字寄存器写入一个控制字，以用输出指令向控制字寄存器写入一个控制字，以选定计选定计数器通道，规定该计数器的工作方式和计数格式数器通道，规定该计数器的工作方式和计数格式。l写入控制字还起到复位作用，使输出端写入控制字还起到复位作用，使输出端OUT变为规定变为规定的初始状态，并使计数器清的初始状态，并使计数器清0。 写入控制字写入控制字14 写入计数初值写入计数初值l用输出指令向选中的计数器端口地址中写入一个用输出指令向选中的计数器端口地址中写

14、入一个计数初值计数初值，初值可，初值可以是以是8位数据，也可是位数据，也可是16位数据：位数据：l若是若是8位数位数，只要用，只要用一条输出指令一条输出指令就可完成初值的设置。就可完成初值的设置。l若是若是16位数位数，则须用，则须用两条输出指令两条输出指令来完成，且先送低来完成，且先送低8位数据，后送位数据，后送高高8位数据。位数据。l注意：注意：计数初值为计数初值为0时，也要分成两次写入时，也要分成两次写入。因为在二进制计数时，它表。因为在二进制计数时，它表示示65536，BCD计数时，它表示计数时，它表示10000。说明：说明：3个计数器通道的编程没有先后顺序个计数器通道的编程没有先后顺

15、序，可任意选择某，可任意选择某一个计数器通道进行初始化编程，只要符合一个计数器通道进行初始化编程，只要符合先写入控制字，先写入控制字，后写入计数初值后写入计数初值的规定即可。的规定即可。15（1）方式）方式0计数结束中断方式计数结束中断方式(Interrupt on Terminal Count)（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(Programmable One-short) 或硬件再触发单拍脉冲方式或硬件再触发单拍脉冲方式（3）方式）方式2比率（速率）发生器比率（速率）发生器(Rate Generator)（4）方式）方式3方波发生器方波发生器(Square Wav

16、e Generator)（5）方式）方式4软件触发选通软件触发选通(Software Triggered Strobe)（6）方式）方式5硬件触发选通硬件触发选通(Hardware Triggered Strobe)6种工作方式的原理和编程基本类似，重点介绍方式种工作方式的原理和编程基本类似，重点介绍方式01617不自动重复计数不自动重复计数装入初值后输出端变低电平，装入初值后输出端变低电平，计数结束输出高电平计数结束输出高电平方式方式0WRmOUTGATEm=5543210 CLKWRnOUT43210n=48253方式方式0波形图波形图18当对当对8253的任一个通道写入控制字，并选定工作

17、于方式的任一个通道写入控制字，并选定工作于方式0时，输出端时，输出端OUT立即变为低电平立即变为低电平。要使要使8253能够进行计数，门控信号能够进行计数，门控信号GATE必须为高电平必须为高电平。若若CPU利用输出指令向计数通道写入初值利用输出指令向计数通道写入初值n（= =4）时，）时，WRn变成低电变成低电平。平。在在WRn的上升沿时的上升沿时，n被写入被写入8253内部的计数器初值寄存器。内部的计数器初值寄存器。在在WRn上升沿后的下一个时钟脉冲的下降沿上升沿后的下一个时钟脉冲的下降沿时，才把时，才把n装入通道内的实装入通道内的实际计数器中，开始进行减际计数器中，开始进行减1计数。计数

18、。每从每从CLK引脚输入一个脉冲，计数器就减引脚输入一个脉冲，计数器就减1。总共经过。总共经过 个脉冲个脉冲后，后，计数器减为计数器减为0，OUT引脚由低电平变成高电平。引脚由低电平变成高电平。 这个由低到高的正跳变信号，可以接到这个由低到高的正跳变信号，可以接到8259A的中断请求输入的中断请求输入端，向端，向CPU发中断请求信号。发中断请求信号。n+1为什么？为什么？从写入计数器初值到开始减从写入计数器初值到开始减1计数之间，有一个时钟脉冲的延迟计数之间，有一个时钟脉冲的延迟.19OUT引脚上的高电平信号，一直保持到对该计数器装入新的计数值，引脚上的高电平信号，一直保持到对该计数器装入新的

19、计数值，或设置新的工作方式为止。或设置新的工作方式为止。按方式按方式0进行计数时，进行计数时，计数器不会自动重装初值，计数器只计一遍计数器不会自动重装初值，计数器只计一遍。当计数器计到当计数器计到0时，不会再装入初值重新开始计数，其输出将保持高时，不会再装入初值重新开始计数，其输出将保持高电平电平。 特殊情况考虑：特殊情况考虑：（1）特殊情况）特殊情况1：在计数的过程中，：在计数的过程中，如果如果GATE变为低电平，则暂停减变为低电平，则暂停减1计计数数，计数器保持，计数器保持GATE有效时的值不变，有效时的值不变，OUT仍为低电平。待仍为低电平。待GATE回到高回到高电平后，又继续往下计数。

20、电平后，又继续往下计数。（2）特殊情况）特殊情况2：如果在计数过程中改变初值，写完初值后，计数器按照新的：如果在计数过程中改变初值，写完初值后，计数器按照新的初值开始计数。初值开始计数。 208253方式方式1波形图波形图WRnGATE43210OUT CLK34210 GATE OUT234不自动重复计数不自动重复计数装入初值后输出端变高电平，装入初值后输出端变高电平，计数开始输出低电平，结束后又变高计数开始输出低电平，结束后又变高方式方式1硬件再触发单拍脉冲方式硬件再触发单拍脉冲方式21特点：特点：（1）计数初值为）计数初值为n，则输出的单拍负脉冲宽度为，则输出的单拍负脉冲宽度为n倍时钟周

21、期。倍时钟周期。（2）当计数到）当计数到0时，外部触发（时，外部触发（GATE由低电平向高电平跳变）可启动新一由低电平向高电平跳变）可启动新一轮计数，可产生同宽度的单拍脉冲。轮计数，可产生同宽度的单拍脉冲。（3）若计数未结束，重新触发，将扩展输出脉冲的宽度。）若计数未结束，重新触发，将扩展输出脉冲的宽度。（4）在计数过程中改变初值，不影响当前一轮计数，等计数到）在计数过程中改变初值，不影响当前一轮计数，等计数到0，产生单拍，产生单拍脉冲后，如果再有新的触发信号，将以新的初值开始计数。脉冲后，如果再有新的触发信号，将以新的初值开始计数。硬件再触发单拍脉冲方式硬件再触发单拍脉冲方式22WRn432

22、1 0(3)OUT CLKn=4n=3 0(4)321210GATEOUT0(3)320(3)210(3)2108253方式方式2波形图波形图自动重复计数自动重复计数装入初值后输出端变高电平，装入初值后输出端变高电平，计数到最后一个脉冲时输出低电平计数到最后一个脉冲时输出低电平方式方式223特点：特点：（1）计数到计数到0时，自动重装计数初值，重新开始计数时，自动重装计数初值，重新开始计数。（2）计数过程可由门控信号计数过程可由门控信号GATE控制控制。在计数过程中，当。在计数过程中，当GATE变为低电变为低电平时，使平时，使OUT变为高电平，禁止计数；当变为高电平，禁止计数；当GATE从低电

23、平变为高电平，从低电平变为高电平， GATE端产生上升沿，则在下一个时钟脉冲时，把预置的计数初值装入计端产生上升沿，则在下一个时钟脉冲时，把预置的计数初值装入计数器，从初值开始递减计数，并循环进行。数器，从初值开始递减计数，并循环进行。（3）计数过程中，可改变计数初值，不影响当前计数过程的进行计数过程中，可改变计数初值，不影响当前计数过程的进行。当计数。当计数值减为值减为0时，一个计数周期结束，时，一个计数周期结束，8253将按新写入的计数值将按新写入的计数值n进行计数。进行计数。注意注意：需要产生需要产生连续的负脉冲序列信号连续的负脉冲序列信号时，可使时，可使8253工作于方式工作于方式2。

24、24444 2 4OUT n=4n=4 40222 CLK24252OUT n=5 542 52 542 5GATEOUT n=442 442 24208253方式方式3波形图波形图自动重复计数自动重复计数装入初值后输出端变高电平，输出对称的方波或基装入初值后输出端变高电平，输出对称的方波或基本对称的矩形波本对称的矩形波方式方式325特点：特点：（1）方式）方式3和方式和方式2的工作相类似，但从输出端得到的不是序列负脉冲，而的工作相类似，但从输出端得到的不是序列负脉冲，而是输出是输出对称的方波或基本对称的矩形波对称的方波或基本对称的矩形波。（2）在计数过程中，若在计数过程中，若GATE变成低电

25、平时，就迫使变成低电平时，就迫使OUT变为高电平，并变为高电平，并禁止计数禁止计数，当，当GATE回到高电平时，重新从初值回到高电平时，重新从初值n开始进行计数。开始进行计数。（3）如果）如果希望改变输出方波的速率，希望改变输出方波的速率，CPU可在任何时侯重新装入新的计数可在任何时侯重新装入新的计数初值初值，在下一个计数周期就可按新的计数值计数，从而改变方波的速率。，在下一个计数周期就可按新的计数值计数，从而改变方波的速率。注意注意：当写入的计数初值为偶数时，输出完全对称的方波，写当写入的计数初值为偶数时，输出完全对称的方波，写入初值为奇数时，其输出波形的高电平宽度比低电平多一个入初值为奇数

26、时，其输出波形的高电平宽度比低电平多一个时钟周期。时钟周期。26 CLKWRnn=4OUTn=401234 WRn443210GATEOUT8253方式方式4波形图波形图不自动重复计数不自动重复计数装入装入初值后输出端变高电平，初值后输出端变高电平，计数结束输出一个计数结束输出一个CLK宽度的低电平宽度的低电平方式方式427特点：特点：（1）装入的计数初值装入的计数初值n仅一次有效，不重新写入初值仅一次有效，不重新写入初值。若要继续进行计数，。若要继续进行计数，必须重新装入计数初值。必须重新装入计数初值。（2）若在计数过程中）若在计数过程中写入一个新的计数值，则在现行计数周期内不受影响写入一个

27、新的计数值，则在现行计数周期内不受影响，但当计数值回但当计数值回0后，将按新的计数初值进行计数，同样也只计一次。后，将按新的计数初值进行计数，同样也只计一次。（3）如果）如果在计数的过程中在计数的过程中GATE变为低电平，则停止计数变为低电平，则停止计数，当，当GATE变为高变为高电平后，又重新将初值装入计数器，从初值开始计数，直至计数器的值电平后，又重新将初值装入计数器，从初值开始计数，直至计数器的值减为减为0时，从时，从OUT端输出一个负脉冲。端输出一个负脉冲。28 CLKOUTn=401234GATE43210GATE OUT438253方式方式5波形图波形图不自动重复计数不自动重复计数

28、波形与方式波形与方式4相同相同方式方式529特点：特点：（1）写完控制字和初值后，要等写完控制字和初值后，要等GATE触发信号触发信号，才能在下一个时钟脉冲后，才能在下一个时钟脉冲后沿把计数初值装入执行部件，并开始减沿把计数初值装入执行部件，并开始减1计数。计数。（2）计数器回计数器回0后，自动重装计数值，但并不开始计数后，自动重装计数值，但并不开始计数（要等到（要等到GATE端输端输入正跳变触发脉冲信号）。入正跳变触发脉冲信号）。（3）计数器）计数器在计数过程中，不受门控信号在计数过程中，不受门控信号GATE电平的影响电平的影响，但只要计数器，但只要计数器未回未回0，GATE的上升沿却能多次

29、触发计数器，使它重新从计数初值的上升沿却能多次触发计数器，使它重新从计数初值n开始开始计数，直到计数值减为计数，直到计数值减为0时，才输出一个负脉冲。时，才输出一个负脉冲。（4）在计数过程中写入新的计数值，但在计数过程中写入新的计数值，但GATE端没有触发脉冲，则计数过程端没有触发脉冲，则计数过程不受影响不受影响。308253六种工作方式小结六种工作方式小结1、输出波形的特点、输出波形的特点 方式方式0的输出常作为中断源的输出常作为中断源方式方式1的输出是宽度为的输出是宽度为N个个CLK脉冲的低有效脉冲（单脉冲，脉冲的低有效脉冲（单脉冲，计数过程中输出为低）计数过程中输出为低）方式方式2、4、

30、5的输出波形相同，都是宽度为一个的输出波形相同，都是宽度为一个CLK周期的周期的负脉冲。但方式负脉冲。但方式2是连续工作，方式是连续工作，方式4由软件（设置计数值）由软件（设置计数值）触发启动，方式触发启动，方式5由硬件（门控信号由硬件（门控信号GATE）触发启动）触发启动方式方式3的输出是连续的方波的输出是连续的方波或矩形波或矩形波2、输出、输出OUT的初始状态的初始状态 只有方式只有方式0在写入控制字后输出为低在写入控制字后输出为低方式方式1、2、3、4、5等五种方式在写入控制字后输出为高等五种方式在写入控制字后输出为高318253六种工作方式小结六种工作方式小结3、计数值的设置、计数值的

31、设置任一种方式，只有在写入计数值后才能开始计数，不同点在于：任一种方式，只有在写入计数值后才能开始计数，不同点在于： 方式方式0、2、3、4都在写入计数值后，计数过程就开始都在写入计数值后，计数过程就开始方式方式1、5需要外部触发启动，才开始计数需要外部触发启动，才开始计数方式方式功能功能N与输出波形的关系与输出波形的关系0计完最后一个数中断计完最后一个数中断写入计数值写入计数值N后，经过后，经过N+1个个CLK脉冲输出变高脉冲输出变高1可编程单稳态输出可编程单稳态输出（硬件再触发单拍脉冲）（硬件再触发单拍脉冲）单拍脉冲的宽度为单拍脉冲的宽度为N个个CLK脉冲脉冲2比率（速率）发生器比率（速率

32、）发生器每每N个个CLK脉冲，输出一个宽度为脉冲，输出一个宽度为CLK周期的脉冲周期的脉冲328253六种工作方式小结六种工作方式小结工作方式工作方式GATE为低电为低电平或下降沿平或下降沿GATE为上升沿为上升沿GATE为为高电平高电平计数器减为计数器减为0后的特点后的特点方式方式0：计数：计数结束中断方式结束中断方式禁止计数禁止计数无影响无影响允许计数允许计数不自动重装计数初值，不自动重装计数初值，也不自动重复计数也不自动重复计数方式方式1：可编：可编程单稳态输出程单稳态输出方式方式无影响无影响 (1) 启动计数启动计数(2) 下一个下一个CLK脉冲使脉冲使输出变低输出变低无影响无影响不自

33、动重装计数初值，不自动重装计数初值，也不自动重复计数也不自动重复计数方式方式2：比率：比率发生器发生器(1) 禁止计数禁止计数(2) 立即使输出为高立即使输出为高启动计数启动计数允许计数允许计数自动重装计数初值，自自动重装计数初值，自动重复计数动重复计数方式方式3：方波：方波发生器发生器(1) 禁止计数禁止计数(2) 立即使输出为高立即使输出为高启动计数启动计数允许计数允许计数自动重装计数初值，自自动重装计数初值，自动重复计数动重复计数方式方式4：软件：软件触发选通触发选通禁止计数禁止计数无影响无影响允许计数允许计数不自动重装计数初值，不自动重装计数初值，也不自动重复计数也不自动重复计数方式方

34、式5：硬件：硬件触发选通触发选通无影响无影响 从初值开始计数从初值开始计数无影响无影响自动重装计数初值，但自动重装计数初值，但不开始计数不开始计数4、门控信号（、门控信号（GATE）的作用）的作用与计数器计数到与计数器计数到0后的特点后的特点GATE输入总是在输入总是在CLK输入时钟的上升沿被采样输入时钟的上升沿被采样338253六种工作方式小结六种工作方式小结5、在计数过程中改变计数值、在计数过程中改变计数值 8253在不同方式时都可以在计数过程中写入计数值，但作用不同。在不同方式时都可以在计数过程中写入计数值，但作用不同。方式方式功能功能改变计数值改变计数值0计完最后一个数中断计完最后一个

35、数中断立即有效立即有效1可编程单稳态输出可编程单稳态输出（硬件再触发单拍脉冲）（硬件再触发单拍脉冲）外部触发后有效外部触发后有效2比率发生器比率发生器计数到计数到1后有效后有效3方波发生器方波发生器(1) 外部触发后有效外部触发后有效(2) 计数到计数到0后有效后有效4软件触发选通软件触发选通立即有效立即有效5硬件触发选通硬件触发选通外部触发后有效外部触发后有效347.2.1 8253定时功能的应用例子定时功能的应用例子1用用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8086为为CPU的系统中使用了一块的系统中使用了一块8253芯片，芯片，通道的基地址为通道的基地址为310H，

36、所用的时钟脉冲频率为，所用的时钟脉冲频率为1MHz。要求。要求3个计数通道分别完成以下功能：个计数通道分别完成以下功能： 通道通道0工作于方式工作于方式3，输出频率为，输出频率为2kHz的方波；的方波； 通道通道1产生宽度为产生宽度为480s的单脉冲；的单脉冲； 通道通道2用硬件方式触发，输出单脉冲，时间常数为用硬件方式触发，输出单脉冲，时间常数为26。8253应用的步骤：应用的步骤：n与系统的连接与系统的连接n芯片的初始化编程芯片的初始化编程3536怎样与系统连接呢？怎样与系统连接呢？8253芯片的片选信号芯片的片选信号CS由由74LS138构成的地址译码电路产生。构成的地址译码电路产生。

37、只有当只有当M/IO0，A9A8A7A6A511000时，译码器才能工作时，译码器才能工作 当当A4A3A0100时，时，Y40，使，使8253的片选信号的片选信号CS有效，有效，选中偶地址端选中偶地址端口口，端口基地址为，端口基地址为310H CPU的的A2A1分别与分别与8253的的A1A0相连，用于相连，用于8253芯片内部寻址，芯片内部寻址，使使8253的的4个端口地址分别为个端口地址分别为310H、312H、314H和和316H 8253的的8根数据线根数据线D7D0必须与必须与CPU的低的低8位数据总线位数据总线D7D0相连相连 8253的的RD、WR脚分别与脚分别与CPU的相应引

38、脚相连的相应引脚相连 3个通道的个通道的CLK引脚连在一起，均由频率为引脚连在一起，均由频率为1MHz(周期为周期为1s)的时钟脉的时钟脉冲驱动冲驱动37通道通道0：工作于方式工作于方式3，即构成一个方波发生器，即构成一个方波发生器，它的控制端，它的控制端GATE0须为高电须为高电平。要输出平。要输出2kHz的连续方波，的连续方波，计算计数初值计算计数初值：通道通道1：工作于方式工作于方式1，即构成一个单稳态电路，即构成一个单稳态电路，由，由GATE1的正跳变触发，输的正跳变触发，输出一个宽度由时间常数决定的负脉冲。此功能一次有效，需要再形成一个脉出一个宽度由时间常数决定的负脉冲。此功能一次有

39、效，需要再形成一个脉冲时，不但冲时，不但GATE1脚上要有触发，通道也需重新初始化。要输出宽度为脚上要有触发，通道也需重新初始化。要输出宽度为480us的单脉冲时，的单脉冲时，计算计数初值计算计数初值：通道通道2：工作于方式工作于方式5，即由，即由GATE2的正跳变触发减的正跳变触发减1计数计数，在计到，在计到0时形成一时形成一个宽度与时钟周期相同的负脉冲。此后，若个宽度与时钟周期相同的负脉冲。此后，若GATE2脚上再次出现正跳变，又脚上再次出现正跳变，又能产生一个负脉冲。能产生一个负脉冲。思考：思考：如果某个通道工作于方式如果某个通道工作于方式0，要求每，要求每500个脉冲个脉冲OUT端输出

40、一个正跳变，端输出一个正跳变，则则计数初值为？计数初值为？计数初值计数初值n=499，因为经过，因为经过n+1个脉冲后计数器减为个脉冲后计数器减为0CNT0=1MHz2kHz=500CNT1=480us1us=480由题设可知，预置的由题设可知，预置的时间常数已设置为时间常数已设置为2638；（；（1）通道通道0初始化程序初始化程序MOV DX，316H;控制口地址控制口地址MOV AL，00110111BOUTDX，AL;写入方式字写入方式字MOV DX，310H;通道通道0口地址口地址MOV AL，00H;低字节低字节OUTDX，AL;先写入低字节先写入低字节MOV AL，05H;高字节高

41、字节OUTDX，AL;后写入高字节后写入高字节;通道通道0控制字控制字,先读写低字节先读写低字节, ;后高字节后高字节,方式方式3,BCD计数计数39 ；（；（2）通道通道1初始化程序初始化程序MOV DX，316H;控制口地址控制口地址MOV AL，01110011B OUTDX，AL;写入方式字写入方式字MOV DX，312H;通道通道1口地址口地址MOV AL，80H;低字节低字节OUTDX，AL;先写入低字节先写入低字节MOV AL，04H;高字节高字节OUTDX，AL;后写入高字节后写入高字节;通道通道1控制字控制字,先读写低字节先读写低字节,;后高字节后高字节,方式方式1,BCD计

42、数计数40 ；（；（3）通道通道2初始化程序初始化程序MOV DX，316H;控制口地址控制口地址MOV AL，10011011B ;通道通道2控制字控制字,只读写低字节只读写低字节, ;方式方式5,BCD计数计数OUTDX，AL;写入方式字写入方式字MOV DX，314H;通道通道2口地址口地址MOV AL，26H;低字节低字节OUTDX，AL;只写入低字节只写入低字节41 用用8253来控制一个来控制一个LED发光二极管的点亮和熄灭，要求点亮发光二极管的点亮和熄灭，要求点亮10秒钟后再让秒钟后再让它熄灭它熄灭10秒钟，并重复上述过程。加上适当的驱动电路后，便可以用在交通红秒钟，并重复上述过

43、程。加上适当的驱动电路后，便可以用在交通红绿灯控制和灯塔等场合绿灯控制和灯塔等场合 。设设CPU为为8086，8253的各端口地址为的各端口地址为81H、83H、85H和和87H。428253的的8根数据线根数据线D7D0与与CPU的高的高8位数据线位数据线D15D8相连，相连，选选中奇地址端口中奇地址端口。通道通道1的的OUT1与与LED相连，当它为高电平时，相连，当它为高电平时，LED点亮，低电点亮，低电平时平时LED熄灭。熄灭。只要对只要对8253编程，使编程，使OUT1输出周期为输出周期为20秒，占空秒，占空比为比为1:1的方波，就能使的方波，就能使LED交替地点亮和熄灭交替地点亮和熄

44、灭10秒钟。秒钟。 如果将如果将2MHz时钟信号直接加到时钟信号直接加到CLK1端，则端，则OUT1输出输出的脉冲周期最大只有的脉冲周期最大只有0.5us65536=32.768ms，达不到达不到20秒的要秒的要求求。用几个通道级连用几个通道级连的方案来解决的方案来解决 ？怎样与系统连接呢？怎样与系统连接呢？43将将2MHz时钟信号加在时钟信号加在CLK0输入端，并让通道输入端，并让通道0工作于方式工作于方式2。如果。如果选择选择计数初值计数初值N0=5000，则从，则从OUT0端可得到连续的负脉冲序列信号，端可得到连续的负脉冲序列信号，其频率为：其频率为：2MHz/5000=400Hz，周期为周期为2.5ms。 把该信号连到把该信号连到CLK1输入端，并使通道输入端，并使通道1工作于方式工作于方式3。要使。要使得得OUT1输出周期为输出周期为20秒（频率为秒（频率为1/20=0.05Hz）的方波，计算）的方波，计算计数计数初值初值N1=400Hz/0.05Hz=8000。 N0N1