河北科技大学微机原理 (10)

1、15.4 可编程定时/计数器8253掌握掌握:l引线功能及计数启动方法引线功能及计数启动方法l6种工作方式及其输出波形种工作方式及其输出波形l8253的使用的使用: 芯片与系统的连接芯片与系统的连接 芯片的初始化编程芯片的初始化编程2如何实现定时？l软件方法：用一段程序实现延时软件方法：用一段程序实现延时l硬件方法：定时硬件方法：定时/计数器电路计数器电路3一、外部引线及内部结构l8253概貌概貌3个个16位的定时位的定时/计数器（通道）计数器（通道）24引脚双列直插式引脚双列直插式最高计数频率最高计数频率2.6MHzTTL电平兼容电平兼容单电源单电源+5V供电供电4外部引线及内部结构DBD7

2、-D08253A1A0WRRDCS通道通道2通道通道1通道通道0CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK1GATE1OUT1A1A0IOWIOR片选信号片选信号5外部引线及内部结构连接系统端系统端的主要引线：lD7D0lCSlRDlWRlA1，A0 用于选择四个编址部件之一用于选择四个编址部件之一引线结构引线结构A1 A0 选选 择择0 0 计数通道计数通道00 1 计数通道计数通道11 0 计数通道计数通道21 1 控制寄存器控制寄存器6外部引线及内部结构计数通道计数通道的主要引线（每通道均相同）：（每通道均相同）：lCLKn 时钟脉冲输入，计数器的计时基准。时钟脉冲输入，

3、计数器的计时基准。lGATEn 门控信号输入，控制计数器的启停。门控信号输入，控制计数器的启停。lOUTn 计数器输出信号，不同工作方式下计数器输出信号，不同工作方式下 产生不同波形。产生不同波形。（n = 02） 78253的内部结构编址部件0编址部件1编址部件2编址部件38二、计数启动方式软件启动过程软件启动过程硬件启动过程硬件启动过程GATE端保持为高电平端保持为高电平写入计数初值写入计数初值后的第后的第2个个 CLK脉冲的下降沿开始计数脉冲的下降沿开始计数GATE端有一个上升沿端有一个上升沿对应对应CLK脉冲的下降沿开始计数脉冲的下降沿开始计数程序指令启动程序指令启动软件启动软件启动外

4、部电路信号启动外部电路信号启动硬件启动硬件启动9二、编程结构l计数器计数器(3个个)包括包括l控制寄存器控制寄存器 存放控制命令字（只写）存放控制命令字（只写）l占用占用4个地址个地址 3个计数器，个计数器，1个控制寄存器个控制寄存器16位初值寄存器位初值寄存器16位计数寄存器位计数寄存器（减法计数器）（减法计数器）10控制字l用于确定各计数器的工作方式。用于确定各计数器的工作方式。11l 8253 的控制字格式数制选择数制选择SC1SC0M2RW1RW0 BCDM0M1D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0工作方式工作方式000 方式方式0101 方式方式500 计数器锁存命令计数器

5、锁存命令10 只读只读/写高八位写高八位01 只读只读/写低八位写低八位11 先读先读/写低八位写低八位再读再读/写高八位写高八位00 选择计数器选择计数器001选择计数器选择计数器110 选择计数器选择计数器2读读/写指示写指示计数器选计数器选择择0 选择二进制计数选择二进制计数1 选择十进制计数选择十进制计数12关于的控制字说明：l 1、8253只有一个工作方式控制字，但是对每个计只有一个工作方式控制字，但是对每个计数器而言，它们的工作方式控制字内容一定各不相数器而言，它们的工作方式控制字内容一定各不相同（前两位不同），所用各计数器的控制字需要分同（前两位不同），所用各计数器的控制字需要分

6、别设置，先后不计。别设置，先后不计。l 2、8253的工作方式控制字的特殊形式可用于对的工作方式控制字的特殊形式可用于对计数器的当前计数值进行锁存。计数器的当前计数值进行锁存。l 3、在工作方式控制字被设置之后，随后必须紧、在工作方式控制字被设置之后，随后必须紧接着给计数器预设置计数初值，计数器方可开始工接着给计数器预设置计数初值，计数器方可开始工作。作。13定时/计数的工作过程 1. 设置设置8253的工作方式的工作方式 2. 设置计数初值到初值寄存器设置计数初值到初值寄存器 3. 第一个第一个CLK信号使初值寄存器的内容置入信号使初值寄存器的内容置入 计数寄存器计数寄存器 4. 以后每来一

7、个以后每来一个CLK信号，计数寄存器减信号，计数寄存器减1 5. 减到减到0时，时，OUT端输出一特殊波形的信号端输出一特殊波形的信号注：以上计数过程中还受到注：以上计数过程中还受到GATE信号的控制信号的控制14三、工作方式15工作方式方式方式0软件启动，不自动重复计数。软件启动，不自动重复计数。装入控制字后装入控制字后OUT端变低电平，端变低电平，计数结束计数结束OUT输出高电平。输出高电平。16方式方式0（计数结束中断）（计数结束中断）17工作方式l方式方式1 硬件启动，不自动重复计数。硬件启动，不自动重复计数。装入控制字后装入控制字后OUT端变高电平。端变高电平。计数开始计数开始OUT

8、端变为低电平，计数端变为低电平，计数结束后又变高。结束后又变高。18方式方式1（单稳态触发器）（单稳态触发器）19工作方式方式方式2软、硬件启动，软、硬件启动，自动重复计数自动重复计数。装入控制字后装入控制字后OUT端变高电平，计数端变高电平，计数到最后一个到最后一个CLK时时OUT输出负脉冲，输出负脉冲，并连续重复此过程。并连续重复此过程。20l方式方式2（频率发生器）（频率发生器）21方式方式3软、硬件启动，软、硬件启动，自动重复计数自动重复计数。装入控制字后装入控制字后OUT端变高电平，端变高电平，然后然后OUT连续输出对称方波：连续输出对称方波：工作方式22l方式方式3（方波发生器）（

9、方波发生器）23工作方式方式方式4软件启动，不自动重复计数。软件启动，不自动重复计数。装入控制字后输出端变高电平，装入控制字后输出端变高电平，计数结束输出一个计数结束输出一个CLK宽度的负脉冲宽度的负脉冲24l方式方式4（软件触发选通）（软件触发选通）25工作方式l方式方式5 硬件启动，不自动重复计数。硬件启动，不自动重复计数。OUT端波形与方式端波形与方式4相同相同26l方式方式5（硬件触发选通）（硬件触发选通）278253的6种工作方式的输出波形由软件触发计数由软件触发计数 (送新的计数值送新的计数值) 方式方式0、方式、方式4由硬件触发计数由硬件触发计数 (由由GATE触发触发) 方式方

10、式1、方式、方式5分频计数器输出分频计数器输出(产生序列脉冲产生序列脉冲) 方式方式2、方式、方式3方式2OUT4 3 2 1 0(4) 3 2 1 0方式0方式1方式3方式5方式4OUT4 3 2 1 0OUT(n=4)4 3 2 1 04 2 4 2 4 2 4 2OUT4 3 2 1 0OUTOUT4 3 2 1 0软件触发产生选通脉冲硬件触发产生选通脉冲方波发生器可编程单稳态方式计数结束产生中断序列脉冲发生器28四、8253的应用l与系统的连接与系统的连接l设置工作方式设置工作方式l置计数初值置计数初值编程编程29与系统的连接示意图CLKGATEOUTD0D7WRRDA1A0CSDBI

11、OWIORA1A0译码器译码器高位地址高位地址A15-A28253共三组共三组30初始化程序流程写控制字写控制字写计数值低写计数值低8位位写计数值高写计数值高8位位*非必须非必须写入顺序：写入顺序： 可按计数器分别写可按计数器分别写入控制字和初值。入控制字和初值。 也可先写所有计数也可先写所有计数器控制字，再写入器控制字，再写入它们的初值它们的初值318253应用举例l采用采用8253作定时作定时/计数器，其接口地址为计数器，其接口地址为40H43H。l输入输入8253的时钟频率为的时钟频率为1.19MHz。l计数器计数器0: 每秒每秒18.2次输出信号。次输出信号。l计数器计数器1: 每每1

12、5微秒输出信号。微秒输出信号。l计数器计数器2: 产生连续方波信号产生连续方波信号 。328253应用举例（续）l确定计数初值：确定计数初值： 计数初值与输入时钟（计数初值与输入时钟（CLK）频率及频率及输出波形（输出波形（OUT）频率之间的关系为：频率之间的关系为： Ci=CLK/OUT CNT0： 1.19MHz / 118.2Hz = 65385 CNT1： 1.19MHz*15 = 18 CNT2： 1.19MHz/1kHz= 119033l确定控制字：确定控制字： CNT0：方式方式3，16位计数值位计数值 00 11 011 0 CNT1：方式方式2，低，低8位计数值位计数值 01 01 010 0 CNT2：方式方式3， 1