微机原理(第五章定时计数器)概要

1、微机原理(第五章定时计数器)概要微机原理(第五章-定时计数器)概要32/27/20225.1 5.1 概述概述 定时控制在微机系统中具有极为重要的作用。定时控制在微机系统中具有极为重要的作用。例如，微机控制系统中常需要定时中断、定时例如，微机控制系统中常需要定时中断、定时检测、定时扫描等；实时操作系统和多任务操检测、定时扫描等；实时操作系统和多任务操作系统中要定时进行进程调度。作系统中要定时进行进程调度。 IBM PCIBM PC系列机的日时钟计时、系列机的日时钟计时、DRAMDRAM刷新定时和扬刷新定时和扬声器音调控制都采用了定时控制技术。声器音调控制都采用了定时控制技术。 在电力系统继电保

2、护中，要通过对交流信号的在电力系统继电保护中，要通过对交流信号的定时采样计算电气参数的有效值。定时采样计算电气参数的有效值。42/27/20221.1.定时功能的实现方法定时功能的实现方法 软件延时软件延时利用微处理器执行一个延时程序段实现利用微处理器执行一个延时程序段实现 不用硬件，但占用不用硬件，但占用CPU时间、定时精度不高，随系统时钟时间、定时精度不高，随系统时钟频率改变频率改变 不可编程的硬件定时不可编程的硬件定时 采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间定时电路简单、定时时间可以在一定范围改变定时电路简单、定时时间可以在一定范围改

3、变 可编程的硬件定时可编程的硬件定时 软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路的定时电路具有多种工作方式、能够输出多种控制信号具有多种工作方式、能够输出多种控制信号DELAY PROC MOV CX,1000DELAY1:NOP LOOP DELAY1 RETDELAY ENDP 52/27/20222.2.定时器和计数器定时器和计数器 定时控制在微机系统中具有极为重要的作用，计数是许多定时控制在微机系统中具有极为重要的作用，计数是许多过程控制领域常用的功能过程控制领域常用的功能 它们都是由数字电路中的计数电路构成它们都是由

4、数字电路中的计数电路构成 定时器由数字电路中的计数电路构成，通过记录高精度晶振定时器由数字电路中的计数电路构成，通过记录高精度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间隔。脉冲信号的个数，输出准确的时间间隔。 计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性的脉冲信号时，计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性的脉冲信号时，它主要反映脉冲的个数（进而获知外设的某种状态），常又它主要反映脉冲的个数（进而获知外设的某种状态），常又称为计数器称为计数器例如：脉冲式电能表、自来水表、燃气表的度数计量等例如：脉冲式电能表、自来水表、燃气表的度数计量等62/27/2022接口电路：接口电路：微机可以通过接口电路接收外部

5、设备送微机可以通过接口电路接收外部设备送 来的信息或将信息发送给外部设备。来的信息或将信息发送给外部设备。分类：可以提供使微机正常工作所需要的辅助分类：可以提供使微机正常工作所需要的辅助 电路；电路；输入输入/ /输出接口电路包括并行接口、串行接口、输出接口电路包括并行接口、串行接口、 专用接口等，专用接口等，提供提供CPUCPU与接口直接进行操作的与接口直接进行操作的“通道通道”每个部件或接口内部都包含有一组寄存器，这些寄每个部件或接口内部都包含有一组寄存器，这些寄存器通常称为端口，每个端口有一个端口地址。存器通常称为端口，每个端口有一个端口地址。5.1.2 5.1.2 端口的概念端口的概念

6、72/27/2022I/OI/O接口的典型结构接口的典型结构控制总线控制总线CBCB地址总线地址总线ABABI/OI/O接口电路接口电路数据数据控制控制状态状态数据总线数据总线DBDBCPUCPU外设外设控制寄存器控制寄存器状态寄存器状态寄存器数据寄存器数据寄存器82/27/2022端口通常分为三类：端口通常分为三类：用来传输数据的称为数据端口；用来传输数据的称为数据端口；用来存放设备或者部件状态的称为状态端口；用来存放设备或者部件状态的称为状态端口；用来存放用来存放CPU发出的命令的称为控制端口。发出的命令的称为控制端口。 CPU通过数据端口完成数据传输，因此，数据端口通过数据端口完成数据传

7、输，因此，数据端口一般是可读可写的；一般是可读可写的； CPU通过状态端口可以检测外设和接口部件当前的状态，通过状态端口可以检测外设和接口部件当前的状态，因此，状态端口一般是只读的；因此，状态端口一般是只读的； CPU通过控制端口传输命令以便控制接口和设备的动通过控制端口传输命令以便控制接口和设备的动作，因此，控制端口一般是只写的。作，因此，控制端口一般是只写的。 92/27/20225.2 5.2 可编程定时器可编程定时器/ /计数器计数器82538253计数计数/ /定时的功能定时的功能对外部事件发生次数进行计数对外部事件发生次数进行计数计算机系统经常用到定时信号，如计算机系统经常用到定时

8、信号，如DRAMDRAM刷新定时刷新定时 计数和定时本质上是相同的，它们都是对一个输入脉计数和定时本质上是相同的，它们都是对一个输入脉冲进行计数，如果输入脉冲的频率一定，那么记录脉冲的冲进行计数，如果输入脉冲的频率一定，那么记录脉冲的个数与所需的时间是一一对应的关系。个数与所需的时间是一一对应的关系。使用同一个芯片，既能计数、又能定时使用同一个芯片，既能计数、又能定时 定时定时/ /计数器计数器例如输入脉冲频率为例如输入脉冲频率为2MHz2MHz，那么计数，那么计数2 2 10106 6计时计时1 1秒秒102/27/2022 8253 8253的功能与结构的功能与结构 3个独立的个独立的16

9、位计数器通道位计数器通道 每个计数器有每个计数器有6种工作方式种工作方式 按二进制或十进制（按二进制或十进制（BCD码）计数码）计数 每个计数器的计数速率可高达每个计数器的计数速率可高达2MHz 所有的输入输出都与所有的输入输出都与TTL兼容。兼容。82548254是是82538253的改进型的改进型112/27/202282538253的内部结构的内部结构数据总线缓数据总线缓冲器冲器读写控制逻读写控制逻辑辑控制字控制字 寄寄存器存器计数器计数器0 0计数器计数器1 1计数器计数器2 2 内内 部部 数数 据据 总总 线线D7D0CSCSRDRDWRWRA0A0A1A1CLK0CLK0CLK1

10、CLK1CLK2CLK2GATE0GATE0GATE1GATE1GATE2GATE2OUT0OUT0OUT1OUT1OUT2OUT282538253有四个有四个端口地址端口地址时钟输入信号时钟输入信号门控信号门控信号计数器输出信号计数器输出信号122/27/202282538253的引脚的引脚82538253定时定时/ /计数器引脚图计数器引脚图D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GNDVCCWRRDCSA1A0CLK2OUT2GATE2CLK1GATE1OUT18253123456789101112242322212019181716151413数据引脚数据引脚计数器计

11、数器0 0计数器计数器1 1计数器计数器2 2通道地址选择通道地址选择读写控制及片选读写控制及片选132/27/20221. 1. 计数器计数器预置寄存器预置寄存器GATECLKOUT减减1计数器计数器输出锁存器输出锁存器计数初值存于预置寄存器；计数初值存于预置寄存器；在计数过程中，在计数过程中，减减1 1计数器的值不断递减，计数器的值不断递减，而预置寄存器中的预置不变。而预置寄存器中的预置不变。输出锁存器用于写入锁存命令时，输出锁存器用于写入锁存命令时，锁定当前计数值锁定当前计数值142/27/20222.2.计数器的计数器的3 3个引脚个引脚 CLKCLK时钟输入信号时钟输入信号 在计数过

12、程中，此引脚上每输入一个时钟信号在计数过程中，此引脚上每输入一个时钟信号（下降沿），计数器的计数值减（下降沿），计数器的计数值减1 1，计数工作受到，计数工作受到门控信号门控信号GATEGATE的控制。的控制。 GATEGATE门控输入信号门控输入信号 控制计数器工作，可分成电平控制和上升沿控制两种控制计数器工作，可分成电平控制和上升沿控制两种类型。类型。 OUTOUT计数器输出信号计数器输出信号 当一次计数过程结束（计数值减为当一次计数过程结束（计数值减为0 0），），OUTOUT引脚引脚上将产生一个输出信号。上将产生一个输出信号。152/27/20223.3.与处理器接口与处理器接口 D0

13、 D7 数据线数据线 A0 A1 地址线地址线 CS* 片选信号片选信号 RD* 读信号读信号 WR* 写信号写信号CS* A1 A0I/O地址读操作RD*写操作WR*0 0 00 0 10 1 00 1 140H41H42H43H读计数器0读计数器1读计数器2无操作写计数器0写计数器1写计数器2写控制字系统机系统机A1A0=00 00 计数器计数器0 001 01 计数器计数器1 110 10 计数器计数器2 211 11 控制字寄存器控制字寄存器162/27/20225.2.2 82535.2.2 8253的初始化编程的初始化编程 8253加电后的工作方式不确定加电后的工作方式不确定 82

14、53必须初始化编程，才能正常工作必须初始化编程，才能正常工作 写入控制字写入控制字 写入计数初值写入计数初值 读取计数值读取计数值D7D6D5D4D3D2D1D0172/27/20221.1.写入方式控制字写入方式控制字计数器读写格式工作方式数制D7D6D5D4D3D2D1D000 计数器计数器001 计数器计数器110 计数器计数器211 非法非法00 计数器锁存命令计数器锁存命令 01 只读写低字节只读写低字节10 只读写高字节只读写高字节11 先读写低字节先读写低字节 后读写高字节后读写高字节000 方式方式0001 方式方式1x10 方式方式2x11 方式方式3100 方式方式4101

15、 方式方式50 二进制二进制1 十进制十进制控制字写入控制字控制字写入控制字I/O地址（地址（A1A011）182/27/20222.2.写入计数值写入计数值 选择二进制时选择二进制时 计数值范围：计数值范围：0000HFFFFH 0000H是最大值，代表是最大值，代表65536 选择十进制（选择十进制（BCD码）码） 计数值范围：计数值范围：00009999 0000代表最大值代表最大值10000计数值写入计数器各自的计数值写入计数器各自的I/O地址地址192/27/20223.3.读取计数值读取计数值 对对8位数据线，读取位数据线，读取16位计数值需分两次位计数值需分两次 计数在不断进行，

16、应该将当前计数值先行锁存，计数在不断进行，应该将当前计数值先行锁存，然后读取：然后读取： 向控制字向控制字I/O地址：给地址：给8253写入锁存命令写入锁存命令 从计数器从计数器I/O地址：读取锁存的计数值。地址：读取锁存的计数值。 读取计数值，要注意读写格式和计数数制读取计数值，要注意读写格式和计数数制202/27/20224. 82534. 8253的编程命令的编程命令初始化初始化1 1）写入控制字）写入控制字2 2）按控制字要求写入计数初值）按控制字要求写入计数初值例：设三个计数器的端口地址为例：设三个计数器的端口地址为70H70H、71H71H、72H72H，控制端口，控制端口地址地址

17、73H73H。计数器。计数器0 0，工作模式，工作模式2 2，仅使用低，仅使用低8 8位，初值为位，初值为100100，计数值使用二进制。，计数值使用二进制。MOV AL, 14HMOV AL, 14HOUT 73H, ALOUT 73H, ALMOV AL, 100MOV AL, 100OUT 70H, ALOUT 70H, AL方式控制字：方式控制字：0001010000010100计数器计数器0 0只读写低字节只读写低字节方式方式2 2二进制二进制212/27/20225.5.读取通道当前的计数值读取通道当前的计数值82538253任一通道的当前计数值，任一通道的当前计数值，CPUCPU

18、都可用输入都可用输入指令读取。指令读取。82538253的通道计数器是的通道计数器是1616位的，要分位的，要分两次读至两次读至CPUCPU，为避免在，为避免在CPUCPU的两次读出过程中的两次读出过程中出错，在进行读出操作前必须对相应通道进行出错，在进行读出操作前必须对相应通道进行锁存，锁存的办法有两种：锁存，锁存的办法有两种： 利用利用GATEGATE信号使计数过程暂停。信号使计数过程暂停。 向向82538253的控制口写入一个令通道锁存器的控制口写入一个令通道锁存器 锁存的控制字。锁存的控制字。 222/27/2022例：设三个计数器的端口地址为例：设三个计数器的端口地址为70H70H、

19、71H71H、72H72H，控，控制寄存器端口地址制寄存器端口地址73H73H。读出计数器。读出计数器0 0的当前计数值的当前计数值，放在，放在BXBX中中MOV MOV AL, 0HAL, 0HOUT OUT 73H, AL73H, ALIN IN AL, 70H AL, 70H ；先读低字节；先读低字节MOV MOV BL, ALBL, ALIN IN AL, 70H AL, 70H ；后读高字节；后读高字节MOV MOV BH, ALBH, AL方式控制字：方式控制字：0000000000000000计数器计数器0 0锁存锁存方式方式0 0二进制二进制232/27/20225.2.3 8

20、2535.2.3 8253的工作方式的工作方式 8253有有6种工作方式，由方式控制字确定种工作方式，由方式控制字确定 熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用问熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用问题，选择正确的工作方式题，选择正确的工作方式 每种工作方式的过程类似：每种工作方式的过程类似：写入方式控制字，写入方式控制字， 设定工作方式。设定工作方式。A A1 1A A0 0=11=11写入预置寄存器，设定计数初值。写入预置寄存器，设定计数初值。 硬件启动硬件启动 方式方式1，5需要硬件启动需要硬件启动 。 计数初值进入减计数初值进入减1计数器。计数器。 每输入一个时钟，计数器减每输入一个时

21、钟，计数器减1的计数过程。的计数过程。计数器减至计数器减至0，计数过程结束。，计数过程结束。方式方式0 0，2-4 2-4 送入初值后送入初值后计数过程开始计数过程开始242/27/2022 在这种方式下，写入控制字之后，输出端在这种方式下，写入控制字之后，输出端OUTOUT为为低电平低电平作为初始电平，并且在计数值到达作为初始电平，并且在计数值到达0 0之前之前一直保持低电平。一直保持低电平。在写入计数初值到预置寄存器后的下一个脉冲在写入计数初值到预置寄存器后的下一个脉冲下降沿下降沿, ,计数初值经预置寄存器装入减计数初值经预置寄存器装入减1 1计数器计数器, ,计计数器开始计数数器开始计数

22、,CLK,CLK引脚上每来一个脉冲引脚上每来一个脉冲, ,计数器的计数器的计数值减计数值减1 1 。当计数到达。当计数到达0 0时，输出端时，输出端OUTOUT为高电平，为高电平，并且一直保持高电平，除非写入新的计数值。并且一直保持高电平，除非写入新的计数值。 方式方式0 0：计数结束中断：计数结束中断唯一唯一252/27/2022 计数结束时，计数结束时，OUTOUT输出一个从低到高的信号，可作为输出一个从低到高的信号，可作为中断请求信号使用，在中断服务程序中对其写入新的计中断请求信号使用，在中断服务程序中对其写入新的计数值，故方式数值，故方式0 0又称为又称为“计数结束中断计数结束中断”方

23、式。方式。 GATEGATE信号可控制计数过程：信号可控制计数过程：GATEGATE为高时，允许计数；为高时，允许计数；GATEGATE为低时，暂停计数。当为低时，暂停计数。当GATEGATE重新为高电平时，接着重新为高电平时，接着当前的计数值继续计数！当前的计数值继续计数！( (只有方式只有方式0 0！）。！）。 计数期间重置计数值，则在写入新计数值后重新开始计数计数期间重置计数值，则在写入新计数值后重新开始计数过程。过程。 方式方式0 0：计数结束中断：计数结束中断262/27/2022方式方式0 0：计数结束中断：计数结束中断GATEOUTCLK 031244方式方式0 0WR设设定定工

24、工作作方方式式设设定定计计数数初初值值控制字控制字计数值计数值计数计数初值初值打入打入减减1 1计数计数器器来一来一脉冲脉冲计数计数减减1 1计计数数过过程程计计数数结结束束272/27/2022 写入控制字之后，输出端写入控制字之后，输出端OUTOUT以以高电平高电平作为起作为起始电平，计数初值送到初值寄存器后，计数器等待始电平，计数初值送到初值寄存器后，计数器等待门控信号触发，门控信号门控信号触发，门控信号GATEGATE上升沿到来时，边沿上升沿到来时，边沿触发器触发，在其后时钟脉冲的下降沿时，计数初触发器触发，在其后时钟脉冲的下降沿时，计数初值送到计数执行部件，输出端值送到计数执行部件，

25、输出端OUTOUT变为低电平，开变为低电平，开始计数并在计数到达始计数并在计数到达0 0以前一直保持低电平。以前一直保持低电平。计数计数到到0 0，OUTOUT输出变高。若再次触发，计数初值重输出变高。若再次触发，计数初值重装计数执行部件，则可再产生一个单稳脉冲。装计数执行部件，则可再产生一个单稳脉冲。 方式方式1 1：可编程单稳脉冲：可编程单稳脉冲( ( 硬件可重触发单稳硬件可重触发单稳 ) )GATEOUT282/27/2022 计数过程中写入新计数值，将不影响当前计数；计数过程中写入新计数值，将不影响当前计数；但若再次由但若再次由GATEGATE触发启动，则按新值开始计数。触发启动，则按

26、新值开始计数。 计数过程结束前再次触发，则重装初值，从头计数过程结束前再次触发，则重装初值，从头开始计数。开始计数。GATEGATE触发后变为低不影响计数过程。触发后变为低不影响计数过程。方式方式1 1：可编程单稳脉冲：可编程单稳脉冲( (硬件可重触发硬件可重触发) )292/27/2022方式方式1 1：可编程单稳脉冲：可编程单稳脉冲设设定定工工作作方方式式设设定定计计数数初初值值硬硬件件启启动动计计数数值值送送入入计计数数器器计计数数过过程程计计数数结结束束GATEOUTCLK 031244方式方式1 1WR302/27/2022 写入控制字之后，输出端写入控制字之后，输出端OUTOUT变

27、为变为高电平高电平作为初始状态，作为初始状态，当计数初值写入初值寄存器后，下一个时钟脉冲的下降沿时，当计数初值写入初值寄存器后，下一个时钟脉冲的下降沿时，计数器初值被写到计数执行部件，然后计数执行部件作减计数器初值被写到计数执行部件，然后计数执行部件作减1 1计计数。计数过程中数。计数过程中OUTOUT始终保持高电平，减到始终保持高电平，减到1 1（不是减到不是减到0 0）时，输出时，输出OUTOUT变为低电平。经过一个变为低电平。经过一个CLKCLK周期周期OUTOUT恢复为高，恢复为高，初值重装计数器且计数器开始重新计数。初值重装计数器且计数器开始重新计数。 计数过程中装入新值，不影响现行

28、计数；但从下个周期计数过程中装入新值，不影响现行计数；但从下个周期开始按新计数值计数。开始按新计数值计数。 GATEGATE为低电平，将禁止计数，并使为低电平，将禁止计数，并使OUTOUT为高，为高，GATEGATE变高变高电平，计数器重装初值，开始计数。电平，计数器重装初值，开始计数。 方式方式2 2：频率发生器（分频器）：频率发生器（分频器）312/27/2022方式方式2 2：频率发生器（分频器）：频率发生器（分频器）03124GATEOUTCLK 4方式方式2 2031240312403124WR5.OUT5.OUT变高重装初值变高重装初值开始新的计数开始新的计数2.2.写入计数初值写

29、入计数初值4.4.计数到计数到1 OUT1 OUT变低一变低一个个CLKCLK1.1.写入方式控制字写入方式控制字3.3.减减1 1计数过程计数过程322/27/2022 写入控制字之后，输出端写入控制字之后，输出端OUTOUT出现出现高电平高电平作为作为起始电平。计数初值送到初值寄存器后，下一个时钟起始电平。计数初值送到初值寄存器后，下一个时钟脉冲到来时，计数执行部件获得初始计数值，并开始脉冲到来时，计数执行部件获得初始计数值，并开始作减作减1 1计数。当计数计到一半时，输出变为低电平，计数。当计数计到一半时，输出变为低电平，计数器继续作减计数器继续作减1 1计数，计数到终值时，输出变为高计

30、数，计数到终值时，输出变为高电平，从而完成一个周期。之后，马上自动进入下一电平，从而完成一个周期。之后，马上自动进入下一个周期。由此不断进行下去，产生周期为个周期。由此不断进行下去，产生周期为N N个时钟脉个时钟脉冲宽度的输出。冲宽度的输出。 方式方式3 3：方波发生器：方波发生器( (分频器分频器) )332/27/2022 若计数值为奇数，则前一半多一个时钟脉冲的若计数值为奇数，则前一半多一个时钟脉冲的时间时间(N/2+1)(N/2+1)输出为高，随后输出为高，随后(N/2-1)(N/2-1)输出为低。输出为低。 计数过程中计数过程中GATEGATE应保持高电平。应保持高电平。GATEGA

31、TE变低停变低停止计数，止计数，GATEGATE由低变高后重装初值并开始计数。由低变高后重装初值并开始计数。 将频率为将频率为f f的时钟脉冲信号变成频率为的时钟脉冲信号变成频率为f/Nf/N的时的时钟脉冲信号钟脉冲信号342/27/2022方式方式3 3：方波发生器：方波发生器03124GATEOUTCLK 4方式方式3 3031240312403124WR写入方式控制字后输出写入方式控制字后输出OUTOUT变高作为初始态变高作为初始态写入计数初值后下一个脉冲的下写入计数初值后下一个脉冲的下降沿计数初值打入减一计数器降沿计数初值打入减一计数器开始记数过程开始记数过程 当计数计到一半时，输出当

32、计数计到一半时，输出变为低电平，计数器继续作减变为低电平，计数器继续作减1 1计数计数n计数到终值时，输出变为高计数到终值时，输出变为高电平，从而完成一个周期并直电平，从而完成一个周期并直接装入计数初值进入下一个周接装入计数初值进入下一个周期期352/27/2022 写入控制字之后，输出端写入控制字之后，输出端OUTOUT变为变为高电平高电平作为初始电作为初始电平，计数初值送到初值寄存器，再经过一个时钟周期，计平，计数初值送到初值寄存器，再经过一个时钟周期，计数执行部件获得计数初值，并开始计数。当计数器减到数执行部件获得计数初值，并开始计数。当计数器减到0 0的时候，输出端的时候，输出端OUT

33、OUT变为低电平，此低电平持续一个时钟变为低电平，此低电平持续一个时钟周期，然后又自动变为高电平并一直维持高电平。一般将周期，然后又自动变为高电平并一直维持高电平。一般将此负脉冲作为选通信号。当计数值此负脉冲作为选通信号。当计数值N N被送到计数初值寄存被送到计数初值寄存器后，在下一个时钟周期，计数初值被送到计数执行部件，器后，在下一个时钟周期，计数初值被送到计数执行部件，之后，计数执行部件作减之后，计数执行部件作减1 1计数，又经过计数，又经过N N个时钟周期后，个时钟周期后，才输出一个负脉冲作为选通脉冲。这种方式计数是一次性才输出一个负脉冲作为选通脉冲。这种方式计数是一次性的。只有在输入新

34、的计数值后，才能开始新的计数。的。只有在输入新的计数值后，才能开始新的计数。 方式方式4 4：软件触发选通信号：软件触发选通信号362/27/2022方式方式4 4：软件触发选通信号：软件触发选通信号GATEOUTCLK031244方式方式4 4223331 0WR写入方式控制字后输出写入方式控制字后输出OUTOUT变高作为初始态变高作为初始态写入计数初值后下一个脉冲写入计数初值后下一个脉冲的下降沿的下降沿开始记数过程开始记数过程 当计数器减到当计数器减到0 0时时输出一个时钟周期的低输出一个时钟周期的低电平作为选通信号电平作为选通信号GATEGATE低电平停止计数低电平停止计数GATEGAT

35、E上升沿后重装初值并开始新上升沿后重装初值并开始新的计数过程的计数过程重新重新写入计数初值后开写入计数初值后开始下一次计数过程始下一次计数过程计数初值打入减一计数器计数初值打入减一计数器372/27/2022 写入控制字之后，输出端写入控制字之后，输出端OUTOUT出现高电平作为起出现高电平作为起始电平。写入计数值之后，必须有门控信号始电平。写入计数值之后，必须有门控信号GATEGATE的上的上升沿到来，才在下一个时钟周期将计数初值送到计数升沿到来，才在下一个时钟周期将计数初值送到计数执行部件。此后，计数执行部件作减执行部件。此后，计数执行部件作减1 1计数，计数到计数，计数到达达0 0的时候

36、，输出端出现一个宽度为的时候，输出端出现一个宽度为1 1个时钟周期的负个时钟周期的负脉冲，然后又自动变为高电平，并将持续不变。此输脉冲，然后又自动变为高电平，并将持续不变。此输出负脉冲可以用作选通脉冲，它是通过硬件电路产生出负脉冲可以用作选通脉冲，它是通过硬件电路产生的门控信号上升沿触发后得到的，所以叫硬件触发的的门控信号上升沿触发后得到的，所以叫硬件触发的选通脉冲。选通脉冲。 计数过程中重新装入新值，将不影响当前计数。计数过程中重新装入新值，将不影响当前计数。GATEGATE又有触发信号，从头开始计数。又有触发信号，从头开始计数。 GATEGATE触发后变为低不影触发后变为低不影响计数过程。

37、响计数过程。方式方式5 5：硬件触发选通信号：硬件触发选通信号382/27/2022方式方式5 5：硬件触发选通信号：硬件触发选通信号GATEOUTCLK031244方式方式5 52233311 0WRGATEGATE变低不影变低不影响计数过程响计数过程GATEGATE上升沿后重装上升沿后重装计数初值计数初值写入方式控制字后输出写入方式控制字后输出OUTOUT变高作为初始态变高作为初始态写入计数初值后写入计数初值后GATAGATA上升沿上升沿后下一个脉冲的下降沿计后下一个脉冲的下降沿计数初值打入减一计数器数初值打入减一计数器开始记数过程开始记数过程 当计数器减到当计数器减到0 0时时输出一个时

38、钟周期的低输出一个时钟周期的低电平作为选通信号电平作为选通信号392/27/2022各种工作方式的输出波形各种工作方式的输出波形方式方式 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 50N0N0N0/N110NN/2 N/2 0/N0N0 1N0 1N0 1讨论：讨论：计数开始的时刻计数开始的时刻定时结束中断方式可编程单稳频率发生器方波发生器软件触发选通硬件触发选通方式方式0 0，2 2，3 3，4 4计数初值送到初计数初值送到初值寄存器，再经过一个时钟周期值寄存器，再经过一个时钟周期，计数执行部件获得计数初值，计数执行部件获得计数初值，并开始计数并开始

39、计数,GATE,GATE电平高低影响电平高低影响计数过程计数过程方式方式1 1，5 5 ：写入计数值之后，：写入计数值之后，必须有门控信号必须有门控信号GATEGATE的上升沿的上升沿到来，才在下一个时钟周期将到来，才在下一个时钟周期将计数初值送到计数执行部件，计数初值送到计数执行部件，GATEGATE电平高低不影响计数过程电平高低不影响计数过程写入控制字之后，输出端写入控制字之后，输出端OUTOUT出现高电平作为起始出现高电平作为起始电平（除方式电平（除方式0 0）方式方式0 0为低电平为低电平402/27/2022各种工作方式的输出波形各种工作方式的输出波形方式方式 0方式方式 1方式方式

40、 2方式方式 3方式方式 4方式方式 50N0N0N0/N110NN/2 N/2 0/N0N0 1N0 1N0 1定时结束中断方式定时结束中断方式可编程单稳可编程单稳频率发生器频率发生器方波发生器方波发生器软件触发选通软件触发选通硬件触发选通硬件触发选通GATEGATE对计数的影响对计数的影响1 1）GATEGATE为低或变为低为低或变为低方式方式0,2,3,40,2,3,4禁止计数。禁止计数。方式方式1,5 1,5 不影响计数过程不影响计数过程方式方式2 2，3 OUT3 OUT变高。变高。2 2）GATEGATE上升沿上升沿方式方式0 0继续原来的计数过程继续原来的计数过程方式方式1-51

41、-5重装初值开始计数重装初值开始计数3 3）GATEGATE为高电平为高电平方式方式0,2,3,40,2,3,4允许计数允许计数对方式对方式1,51,5计数过程不受计数过程不受GATEGATE高低电平的影响。高低电平的影响。412/27/2022工作方式决定以下内容：工作方式决定以下内容：1 1）门控信号的影响）门控信号的影响高电平允许，当高电平允许，当GATE=0GATE=0，即使出现，即使出现CLKCLK，也不计数，也不计数方式方式0 0，2 2，3 3，4 4上升沿允许（上升沿触发）上升沿允许（上升沿触发）方式方式1 1，5 52 2）OUTOUT信号的状态信号的状态写入控制字后，写入控

42、制字后， OUTOUT的状态的状态计数过程中，计数过程中， OUTOUT的状态的状态计数终了，计数终了， OUTOUT的状态的状态( (方式方式0 0、1 1、4 4、5 5计数到计数到0 0）3 3）计数操作可否重复）计数操作可否重复不可重复不可重复方式方式0 0，4 4自动重复自动重复方式方式2 2，3 3条件重复条件重复方式方式1 1，5 5422/27/2022解：解：n+1=T/ Tn+1=T/ TCLKCLK=10/0.5=20=10/0.5=20 n=19=13H n=19=13HMOV AL, 18HMOV AL, 18HOUT 53H, ALOUT 53H, ALMOV AL

43、, 13HMOV AL, 13HOUT 50H, AL OUT 50H, AL ；写入计数初值，只写低字节；写入计数初值，只写低字节方式控制字：方式控制字：0001100000011000计数器计数器0只读写低字节方式方式4 4二进制二进制例：计数器例：计数器0 0工作方式工作方式4 4，初始化计数器，初始化计数器，使装入使装入计数器计数器1010 s s后产生选通信号后产生选通信号( (设时钟频率设时钟频率2MHz,82532MHz,8253端口地址为端口地址为50H-53H50H-53H) )。432/27/20225.2.4 82535.2.4 8253的应用的应用例例5 5 在以在以8

44、088CPU8088CPU为核心的系统中，扩展一片为核心的系统中，扩展一片82538253芯片芯片，要求通道，要求通道0 0对外部脉冲进行计数，计满对外部脉冲进行计数，计满400400个脉冲后向个脉冲后向CPUCPU发出一个中断请求，完成软硬件设计。发出一个中断请求，完成软硬件设计。分析：首先完成硬件设计。分析：首先完成硬件设计。 82538253与系统总线的连接如下：与系统总线的连接如下：I/OI/O端口地址端口地址00H-03H00H-03H计数到向计数到向CPUCPU提提出中断请求出中断请求442/27/2022题目要求的输出波形题目要求的输出波形 经分析选择方式经分析选择方式0。计数初

45、值为计数初值为400确定控制字：确定控制字：00110000B 初始化程序：初始化程序：MOV MOV ALAL，30H30HOUT OUT 03H03H，AL AL ；控制字写入控制口；控制字写入控制口MOV MOV AXAX， 400 400 ；二进制形式的数据；二进制形式的数据OUT OUT 00H00H，AL AL ；先写低；先写低8 8位，写入通道位，写入通道0 0MOV MOV ALAL，AHAHOUT OUT 00H00H，AL AL ；后写高；后写高8 8位，写入通道位，写入通道0 0452/27/2022以以2MHz2MHz输入输入82538253，实现每，实现每5 5秒定时

46、中断秒定时中断（设（设82538253端口地址端口地址40H-43H40H-43H）分析：分析：82538253最大初值最大初值6553665536，CLK=2MHzCLK=2MHz可实现可实现 最大时间间隔为：最大时间间隔为：6553665536(2(2 10106 6所以需要两个计数器串联，一个计数器的输出作为另所以需要两个计数器串联，一个计数器的输出作为另一个计数器的输入一个计数器的输入462/27/2022计数器计数器1 1：方式：方式2 2，OUT1OUT1每每5ms5ms输出一个脉冲输出一个脉冲 初值初值(2(2 10106 6)/(1/0.005)=10000)/(1/0.005

47、)=10000计数器计数器0 0：方式：方式2 2，OUT0OUT0每每5s5s输出一个脉冲输出一个脉冲 初值初值( (1/0.005)/(1/5)=10001/0.005)/(1/5)=1000OUT0GATE0CLK0OUT1GATE1CLK1+5V+5V+5V+5V2MHz2MHz每每5 5秒产生一个秒产生一个脉冲脉冲每每5ms5ms输出一个脉冲，作为计输出一个脉冲，作为计数器数器0 0的脉冲输入的脉冲输入472/27/2022MOV MOV AL, 74HAL, 74HOUT OUT 43H, AL43H, AL；通道；通道1 1方式控制字方式控制字MOV MOV AX, 1000AX

48、, 1000OUT OUT 41H, AL41H, AL；通道；通道1 1计数初值计数初值MOV MOV AL, AHAL, AHOUT OUT 41H, AL41H, ALMOV MOV AL, 74H AL, 74H MOV MOV AL, 34HAL, 34HOUT OUT 43H, AL43H, AL; ;通道通道0 0方式控制字方式控制字MOV MOV AX, 1000AX, 1000 ；通道；通道0 0计数初值计数初值OUT OUT 40H, AL40H, ALMOV MOV AL, AHAL, AHOUT OUT 40H, AL40H, AL482/27/2022 某系统中某系统

49、中82538253芯片的计数器芯片的计数器0-20-2和控制字端口地和控制字端口地址分别是址分别是 FFF0H-FFF3HFFF0H-FFF3H。定义计数器。定义计数器0 0工作在方式工作在方式2 2，CLK0 CLK0 5MHz5MHz，要求输出，要求输出 OUT0OUT01KHz1KHz频率波。频率波。定义通道定义通道1 1工作在方式工作在方式4 4，用，用OUT0OUT0作计数脉冲，计作计数脉冲，计数值为数值为10001000，计数器计到，计数器计到0 0，向，向CPUCPU发中断请求信发中断请求信号。编写号。编写82538253两个计数器通道的初始化程序及画两个计数器通道的初始化程序及

50、画出两个计数器通道的连接图。出两个计数器通道的连接图。方式方式2 2：频率发生器：频率发生器方式方式4 4：软件触发选通信号：软件触发选通信号492/27/2022计数器计数器0 0的计数值：的计数值：5M/1K5M/1K500050001388H 1388H 方式控制字：方式控制字：001001010010010125H25H、2DH2DH、35H35H、3DH 3DH （十进制计数）（十进制计数） 001101000011010034H34H、3CH3CH （二进制计数）（二进制计数）计数器计数器1 1的计数值：的计数值：10001000方式控制字：方式控制字：01101001011010

51、0169H69H、79H79H （十进制计数）（十进制计数） 011110000111100078H78H （二进制计数）（二进制计数）先读写低字节先读写低字节后读写高字节后读写高字节计数器计数器0 0只读写高字节只读写高字节方式方式2 2十进制十进制X2dh 3dh X=12dh 3dh X=1502/27/2022MOV DX,0FFF3H MOV DX,0FFF3H MOV AL,25H ;MOV AL,25H ;通道通道0 0，只写高字节，方式，只写高字节，方式2 2，十进制，十进制OUT DX,ALOUT DX,ALMOV DX, 0FFF0HMOV DX, 0FFF0HMOV AL

52、,50H MOV AL,50H ；计数初值；计数初值50005000OUT DX,ALOUT DX,ALMOV DX,0FFF3HMOV DX,0FFF3HMOV AL,69H MOV AL,69H ；通道；通道1 1，方式，方式4 4OUT DX,ALOUT DX,ALMOV DX, 0FFF1HMOV DX, 0FFF1HMOV AL,10H MOV AL,10H ；计数初值；计数初值10001000OUT DX,ALOUT DX,AL OUT0 8253 CLK1 OUT1 CLK0 INTR GATE0GATE1+5V5MHz512/27/2022 1 1对对82538253定时器定时

53、器3 3个通道的编程次序是：个通道的编程次序是： （A A） 完全随机的完全随机的, ,但必须设置好一个通道后设置另但必须设置好一个通道后设置另 一个一个通道通道 （B B） 完全固定的完全固定的, ,从通道从通道0 0开始到通道开始到通道2 2 （C C） 完全随机的完全随机的, ,但必须先写入初始化方式字但必须先写入初始化方式字 （D D） 完全随机的完全随机的, ,但必须先预置计数初值但必须先预置计数初值 2 2在设计延时程序时在设计延时程序时, ,使用读日时钟或读实时钟或读时间功使用读日时钟或读实时钟或读时间功能能, ,而不采用指令循环编程而不采用指令循环编程, ,其主要原因是其主要原

54、因是 （A A）延时精度高）延时精度高 （B B）延时范围大）延时范围大 （C C）程序通用性强）程序通用性强 （D D）程序代码短）程序代码短定时计数控制接口复习题定时计数控制接口复习题522/27/2022 3 3要实现定时报时中断要实现定时报时中断1CH1CH的功能的功能, ,应用程序要作的工应用程序要作的工作作是：是： （A A） 修改中断修改中断1CH1CH向量指向新的中断向量指向新的中断08H08H程序程序 （B B） 修改中断修改中断1CH1CH向量指向新的中断向量指向新的中断1CH1CH程序程序 （C C） 修改中断修改中断08H08H向量指向新的中断向量指向新的中断08H08

55、H程序程序 （D D） 修改中断修改中断08H08H向量指向新的中断向量指向新的中断1CH1CH程序程序 4 4对定时器发声编程与对对定时器发声编程与对82558255端口端口B B发声编程相比较发声编程相比较, ,其其优点主要表现在：优点主要表现在： （A A）音调频率范围大）音调频率范围大 （B B）编程方便）编程方便 （C C）程序通用性好）程序通用性好 （D D）声音持续时间长）声音持续时间长532/27/20225. 82535. 8253计数器工作期间，计数器工作期间，CPUCPU重新对定时器编程是重新对定时器编程是（A A）任何情况下都禁止）任何情况下都禁止 （B B）任何情况下

56、都允许，且影响当前计数）任何情况下都允许，且影响当前计数 （C C）任何情况下都允许，且不影响当前计数）任何情况下都允许，且不影响当前计数 （D D）任何情况下都允许，但影响程度随方式而变）任何情况下都允许，但影响程度随方式而变6. PC6. PC机上电自检时机上电自检时, ,首先要检查定时器首先要检查定时器82538253通道通道1 1的正确性的正确性, ,然后再检然后再检查通道查通道0 0的正确性的正确性, ,其原因是其原因是_（A A）确保）确保RAMRAM工作正常工作正常 （B B）通道）通道1 1优先级高优先级高（C C）启动成功日时钟再计时（）启动成功日时钟再计时（D D）人为的）

57、人为的 7. 7. 在设计延时程序时在设计延时程序时, ,使用读日时钟或读实时钟或读时间功使用读日时钟或读实时钟或读时间功能能, ,而不采用指令循环编程而不采用指令循环编程, ,其主要原因是其主要原因是_（A A）延时精度高）延时精度高 （B B）延时范围大）延时范围大（C C）程序通用性强）程序通用性强 （D D）程序代码短）程序代码短DDC542/27/20228. 8. 对定时器发声编程与对对定时器发声编程与对82558255端口端口B B发声编程相比较发声编程相比较, ,其优点主其优点主要表现在：要表现在：（A A）音调频率范围大）音调频率范围大 （B B）编程方便）编程方便（C C）

58、程序通用性好）程序通用性好 （D D）声音持续时间长）声音持续时间长 9. 9. 要使要使82538253的计数器的计数器1 1工作在方式工作在方式0 0，仅用，仅用8 8位二进制计数，位二进制计数，计数初值为计数初值为128128，则其方式控制字为：，则其方式控制字为：（A A）10110100B 10110100B （B B）01010000B01010000B（C C）01010001B 01010001B （D D）00100011B00100011B 10. 10.要对要对82538253的计数器的计数器2 2设置工作方式，在写入方式控制字时设置工作方式，在写入方式控制字时除应使除应

59、使82538253的片选的片选CSCS有效外，还应使引脚有效外，还应使引脚A1A0A1A0满足：满足：（A A）A1A0=10 A1A0=10 （B B）A1A0=01A1A0=01（C C）A1A0=11 A1A0=11 （D D）A1A0=00A1A0=00CBC552/27/2022 11. 11. 当当82538253工作在方式工作在方式0 0，在初始化编程时，一旦写入控，在初始化编程时，一旦写入控制字后，制字后，-。 （A A）输出信号端）输出信号端OUTOUT变为高电平。变为高电平。 （B B）输出信号端）输出信号端OUTOUT变为低电平。变为低电平。 （C C）输出信号端）输出信

60、号端OUTOUT保持原来的电位值。保持原来的电位值。 （D D）立即开始计数。）立即开始计数。 12.12.当当82538253工作在方式工作在方式0 0，控制信号，控制信号GATEGATE变为低电平后，对计数变为低电平后，对计数器的影响是器的影响是-。 （A A）结束本次计数循环，等待下一次计数的开始。）结束本次计数循环，等待下一次计数的开始。 （B B）暂时停止现行计数工作。）暂时停止现行计数工作。 （C C）不影响本次计数，即计数工作不受该信号影响。）不影响本次计数，即计数工作不受该信号影响。 （D D）终止本次计数工作，立即开始新的计数循环。）终止本次计数工作，立即开始新的计数循环。B