微机系统与接口教学资料第9章习题课_8253复习与实验讲解wqt

1、微机原理习题课微机原理习题课contents定时/计数的基本概念1 可编程定时/计数器intel 825328253的应用计数器38253的应用定时器41.定时定时/计数的基本概计数的基本概念念n 所谓定时/计数就是通过硬件或者软件的方法产生一个时间基准，以此来实现对系统的定时或延时控制。 n（1）软件定时：适当挑选指令和安排循环次数，降低了cpu的利用率 。n（2）纯硬件定时：有专用的多谐振荡器件或单稳态触发器 。改变定时要改变硬件 。n（3）可编程硬件定时/计数器：改变编程控制参数即可改变定时时间 ，不再占用cpu时间 2.可编程定时可编程定时/计数器计数器intel 8253n 8253

2、内部结构图 8253内部结构图分析内部结构图分析n（1）数据总线缓冲器：ncpu向8253写入工作方式控制字；向计数寄存器输入初值；读计数器的初值或当前值送给cpu。n（2）控制字寄存器：n只写寄存器，根据cpu输出的初始化命令，选择计数器通道，确定计数器的工作方式。n（3）读/写逻辑：n读/写逻辑接受由cpu送入的读写信号和地址信号，选择相应的寄存器，并确定数据传送方向是读出还是写入。n（4）计数器：n有计数器0计数器1和计数器2三个独立的计数通道，每个通道内部结构相同。8253芯片管脚图芯片管脚图数据线控制线计数器选择通道管脚8253初始化控制字n 8253只有一个控制字，8253的一个方

3、式控制字只决定一个计数通道的工作模式。8253的控制字格式如图所示。定时定时/计数的工作过程计数的工作过程n 1. 设置8253的工作方式n 2. 设置计数初值到初值寄存器n 3. 第一个clk信号使初值寄存器的内容置入计数寄存器n 4. 以后每来一个clk，计数寄存器减1 n 5. 减到0时，out端输出一特殊波形信号n注：以上计数过程中还受到gate信号的控制工作方式工作方式n方式0计数结束时中断 n方式1可编程单脉冲输出 n方式2频率发生器n方式3方波发生器n方式4软件启动选通脉冲输出n方式5硬件启动选通脉冲输出 工作方式所遵循的原则工作方式所遵循的原则n1、初始化编程是8253正常工作

4、的必要条件。n2、初值写入后，首脉冲下降沿触发减1计数。n通常，在clk时钟信号的上升沿，8253采样门控信号gate，不同的工作方式，门控信号gate的触发方式有不同的规定，可以是电平触发，也可以是边沿触发。在电平触发的情况下，门控信号gate必须在下一个时钟的上升沿时保持高电平，否则，该门控信号无效。一般边沿触发是一个很窄的脉冲，正负脉冲皆可。8253的应用的应用计数器计数器n学习任务：利用8086外接8253可编程定时器/计数器，可以实现对外部事件进行计数。掌握8086与8253的连接方法 和8086对8253的控制方法。 n电路框图 本电路中计数器按方式0工作。当计数初值设置好后，计数

5、器就开始计数。如果要读入计数器的值，要先锁存计数值，才能读到计数值。本实验设计数值为5，当输入5+1个脉冲后，计数器值减到0,同时out脚输出一个高电平。实验时，可以将out0接到led上，观察计数器是否工作。实验一：计数实验一：计数5后点亮后点亮ledled程序框图程序框图n 开始写t0方式控制字写t0计数初值自动减1计数，直到0结束输出高电平点亮led8253写操作写操作 （初始化编程）（初始化编程）n所谓8253写操作是指cpu对8253写入控制字和写入计数初值，也就是初始化编程。n其步骤如下： (1)写入计数器的控制字。 (2)写入计数初值。当初值为8位，只写低8位（高8位自动置零）；

6、若是16位初值，而低8位是0，初值高8位只写入到cr的高8位，低8位自动置零；若是16位初值，应分两次写入初值，先写低8位，再写入高8位。 计数器计数器0写操作（写操作（out）nstart proc near nmov dx, control ；把控制寄存器端口地址送给dxnmov al, 00110000b ；对计数器0送工作方式字，先n 写低8位计数初值，后写高8n 位计数初值，方式0，二进制编码 n out dx, al ；（al）dx n mov al, 5 ；给计数器0送入初始值。 n mov dx, count0 ；把计数器0端口地址送到dxn out dx, al ; 写入计数

7、初值的低8位 n mov al, 0 n out dx, al ;写入计数初值的高8位 8253读操作读操作 （in）n所谓8253读操作是指读出某计数器的计数值到cpu中。有两种读法： n（1）直接读操作。由于8253平时计数工作时，输出锁存器ol的内容是跟随减1计数器ce的内容而变化的，故读ce值就是读ol的值。当采用这种读操作时，应暂停计数过程，这可用门控信号gate暂停计数或者采用外部逻辑电路暂停时钟clk输入，以便保证读出数据的稳定性。当计数器停止计数后，再根据控制字中的rl1 rl0状态，直接用一条或者两条输入指令in读出ol中的当前值。8253读操作（读操作（in）n（2）锁存后

8、读计数值，这种方法允许在计数过程中既读出计数值又不影响ce的计数操作。首先需要cpu向8253计数器发出一个锁存命令字，其格式如图n d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0n 当8253计数器接受到此锁存命令，输出锁存器ol中的计数值就被锁存，不再随ce计数器变化而变化了。故读数时先送锁存命令，然后再用输入指令读取锁存器的低8位 高8位计数值。锁存命令不影响原以选定的工作方式，这种读操作不影响计数过程。 sc1 sc2 0 0 计数器计数器0读操作（读操作（in）again: mov al, 00000000b ; 锁存计数器0的锁存命令字 mov dx, control ；把控制寄存

9、器端口地址送给dx n out dx, al ；锁存计数器0计数执行单元中的内容 n mov dx, count0 ； 把计数器0端口地址送给dx n in al, dx ; 先读计数输出锁存器中的低8位内容 n mov bl, al ；（bl）是低8位的内容 n in al, dx ;后读计数输出锁存器中的高8位内容 n mov ah, al ；（ah）是高8位的内容 n mov al, bl （al）是低8位的内容 n 把16位的计数值读入到ax中，n ax中的值是输出锁存命令瞬间，n 计数执行单元中的计数值 jmp again nstart endp ncode ends n end s

10、tart 8253的应用的应用定时器定时器n学习任务：掌握8253的定时方法和多级串联实现大时间常数的定时方法。n电路框图实验二：用实验二：用8253产生时钟秒、分、时信号产生时钟秒、分、时信号n采用可编程定时计数器8253产生定时信号，作为时基信号发生器。对时间基准信号进行记数，可以用来计算时间秒、分、时。n基本思路n8253的三个计数器分别产生秒、分、时的信号输出。1khz的标准时钟输入到计数器0的clk，然后第一级的out接下一级的时钟输入，达到每60就输出一次脉冲控制外部电路的实时显示。硬件连接图硬件连接图程序框图程序框图8253初始化写t0控制字写t0计数初值写t1控制字写t1计数初

11、值写t2控制字写t2计数初值结束程序设计思路程序设计思路n第一步：通道0产生秒信号 8253的通道0时钟输入端clk0接1khz时钟信号，out0作为定时信号。它把8253提供的定时信号转换为中断请求信号。每隔1s产生一次中断，clk0接1khz信号，其周期为1ms，所以通道0的计数初值为1000，即03e8h 8253的通道0应工作在方式2，即计数结束产生一个脉冲。由此产生秒脉冲。 程序设计思路程序设计思路n第二步：通道1产生分信号 通道0的输出的秒信号接到通道1的clk输入，其周期为1s，所以通道1应该60s产生一个中断输出信号让外部电路（如8259中断控制器）使分加1，中断输出脉冲产生分

12、信号，所以分信号计数器的计数初值为60-1。n第三步：通道2产生时信号 通道1的输出接到通道2的clk输入，其周期为1min，所以通道2应60min产生一个中断输出信号让外部电路使时加1，所以时信号计数器的计数初值为60-1。 实现时钟的其它解实现时钟的其它解法？法？n解法可围绕以下两条思路展开n1、不同的通道顺序输出计数。n2、计数至0后不同工作方式输出。n动动脑，多思考计数器与定时器功能比较计数器与定时器功能比较n计数器功能：依据要求设置内部16位减1计数器初值，然后对外部脉冲进行计数，每输入一个脉冲，计数器自动减1，当减到0时输出一个信号，这种方式可记录外部脉冲的个数，故称为计数器。（外部clk可以是无规律的非标准脉冲信号）n定时器功能：依据要求的定时时间设置16位减1计数器的初值，输入标准的时钟信号。每来一个脉冲，计数器减1 ，当减到0时输出端产生一个定时时间到信号。输出脉冲周期是输入脉冲