微机原理与接口技术定时计数技术

微机原理与接口技术定时计数技术第一页，共三十八页，2022年，8月28日学习目的通过对本章的学习，您应该能够达到下列要求：了解定时基本概念熟悉可编程计数器/定时器8253的外部特性熟悉可编程计数器/定时器8253工作模式熟悉可编程计数器/定时器8253初始化第二页，共三十八页，2022年，8月28日重点8253的外部特性8253工作模式8253初始化第三页，共三十八页，2022年，8月28日8.1定时基本概念定时/计数日时钟-实时钟；定时采样生产线上零件统计、车流量统计频率-声音-音乐

微机中的定时方法软件定时——延迟子程序短时延时，不需要外围设备；CPU等待延时增加开销，降低CPU效率，受主机频率的影响，通用性差等第四页，共三十八页，2022年，8月28日硬件定时采用定时/计数器或单稳延时电路产生定时或延时。不占CPU时间，定时准确且时间长，不受主机频率的影响，使用灵活，通用性好。8.1定时基本概念8253：2MHz 8253-5：5MHz8254：8MHz 8254-2：10MHz8254-5：5MHz等第五页，共三十八页，2022年，8月28日例8.1：软件定时的例子编写一个软件定时程序,要求定时20ms。假设：8086的时钟=8MHz,一个时钟周期T=1/8MHz=0.125us延时20ms,执行PUSHF,POPF指令：需要循环次数：N=20000/[(14+12+17)*0.125]=37209参考程序：

MOVCX,37209L1：PUSHF ;时钟数:14T

POPF ;时钟数:12T

LOOPL1

;时钟数:17T第六页，共三十八页，2022年，8月28日误差:(15+12+19)*0.125=5.75us写成子程序：DELAYPROCFAR

PUSHCXMOVCX,37209L:PUSHFPOPFLOOPL

POPCXRETPUSHCX;时钟数:15TPOPCX;时钟数:12TRET;时钟数:19T第七页，共三十八页，2022年，8月28日完成0~9的计数，主要程序片段MOVCX，10LP:CALLDELAYMOVDL,30HMOVAH,02H;DOS调用,显示一个字符

INT21HINCDLLOOPLPMOVAH,4CHINT21HDELAYPROCNEAR

;软件延时子程序

PUSHAXMOVCX,0FFFFHL:PUSHFPOPFLOOPLPOPAXRETDELAYENDP第八页，共三十八页，2022年，8月28日8.2可编程计数器/定时器8253

PIT(ProgrammableIntervalTimer)1.外部特性8086CPUD0~7A2A1A9~A38253端口地址为偶地址第九页，共三十八页，2022年，8月28日8253内部结构框图CLKi：不大于2MHZ第十页，共三十八页，2022年，8月28日1).数据总线缓冲器(8位)

往计数器设置计数初值；从计数器读取计数值；往控制寄存器设置控制字。2).读/写逻辑电路

A1A0：端口选择

00：通道0（0号计数器）

01：通道1（1号计数器）

10：通道2（2号计数器）

11：控制字寄存器第十一页，共三十八页，2022年，8月28日3).控制寄存器(8位)

接收CPU送来的控制字，用来选择计数器和工作方式，只能写不能读。4).计数器:

三个独立通道:计数器0,计数器1,计数器2

每个计数器包含:

计数初值寄存器(16位，65536个数，64KB)

减一寄存器(16位)

当前计数初值锁存器(16位)计数：CLK脉冲间隔可以不相等；定时：CLK脉冲间隔相等，精确的时钟脉冲第十二页，共三十八页，2022年，8月28日提问：8253每个计数通道与外设接口有哪些信号线，每个信号的用途是什么？定时/计数器芯片Intel8253占用几个端口地址？各个端口分别对应什么？

第十三页，共三十八页，2022年，8月28日2.计数初值计数初值n

=时钟频率fc/输出频率fout=定时时间Tout/时钟脉冲周期Tc3.编程命令方式命令字对8253初始化第十四页，共三十八页，2022年，8月28日

8.2.28253控制字格式

SC1SC0RW1RW0M2M1M0BCD1--计数值为BCD码格式0--计数值为二进制格式M2M1M0

模式选择

000模式0001模式1010模式2011模式3100模式4101模式500----对计数器进行锁存01----只读/写低8位字节10----只读/写高8位字节11----先读/写低8位字节,

再读/写高8位字节.00----选计数器001----选计数器110----选计数器211----无意义第十五页，共三十八页，2022年，8月28日8253初始化方法:设置控制字；确定计数初值。例8.2:使2号定时器,工作在方式3,计数初值=533H,二进制计数.试写出8253初始化程序段。已知8253的端口地址:40H,41H,42H,43HMOVAL,10110110B;2号定时器,方式3OUT43H,ALMOVAX,0533HOUT42H,AL;2号数据口MOVAL,AHOUT42H,AL第十六页，共三十八页，2022年，8月28日读当前计数值：先写锁存控制字，再读计数值例8.3:

计数器1已经初始化为8位二进制计数方式，要求读出并检查1号计数器的当前值是否全为”1”。已知8253的端口地址:40H,41H,42H,43HL：MOVAL,01000000B;1号计数器锁存命令

OUT43H,AL INAL,41H;读1号计数器计数值

CMPAL，0FFH JNEL HLT第十七页，共三十八页，2022年，8月28日

8.2.38253的工作模式方式0——计数结束产生中断一次定时或计数,重写初值,启动新一轮的计数方式1——可编程的单脉冲(单稳)触发器

GATE边沿触发,启动新一轮计数方式2——分频器(速度波形发生器)具有计数初值重装能力方式3——方波发生器具有计数初值重装能力方式4——软件触发的选通信号发生器一次定时,重写初值,启动新一轮的计数方式5——硬件触发的选通信号发生器

GATE边沿触发,新一轮计数第十八页，共三十八页，2022年，8月28日1.方式0——计数结束产生中断(一次定时或计数,若重新计数，则需重写初值，启动新一轮的计数)第十九页，共三十八页，2022年，8月28日例8.4:使1号定时器工作在方式0,计数初值0FF5H,二进制计数.试写出8253初始化程序段。已知8253端口地址:40H,41H,42H,43HMOVAL,01110000B;1号定时器,方式0OUT43H,ALMOVAX,0FF5HOUT41H,AL;1号数据口MOVAL,AHOUT41H,AL第二十页，共三十八页，2022年，8月28日高2.方式1——单脉冲触发器（GATE边沿触发,硬件触发,启动新一轮计数）

第二十一页，共三十八页，2022年，8月28日3.方式2----分频器(具有计数初值自动重装能力)3第二十二页，共三十八页，2022年，8月28日4.方式3--方波发生器(具有计数初值自动重装能力)

由OUT指令对CR置初值触发！第二十三页，共三十八页，2022年，8月28日例8.5:使2号定时器,工作在方式3,计数初值N=1000H,二进制计数.试写出8253初始化程序段.8253端口地址:40H,41H,42H,43HMOVAL,10100110B;2号定时器,方式3OUT43H,ALMOVAX,1000HOUT42H,ALMOVAL,AHOUT42H,AL;送2号数据口高8位，低8位自动为0第二十四页，共三十八页，2022年，8月28日4.方式4----软件触发的选通信号发生器第二十五页，共三十八页，2022年，8月28日5.方式5----硬件触发的选通信号发生器第二十六页，共三十八页，2022年，8月28日提问：8253有几种工作方式？主要区别在哪？什么是软件触发？什么是硬件触发？可重装初值的工作方式是哪些？方式2,4,5波形相同，均输出一个CLK负脉冲。方式1,5工作方式同(硬件触发)，波形不同。方式0,2,3,4在写入计数值后开始计数；1,5还需外部触发。只有方式2,3是连续计数，其它需重启。第二十七页，共三十八页，2022年，8月28日置控制字和计数初值。已知:CLK的频率fclk与定时的时间Tout计数初值:N=定时时间Tout/时钟脉冲周期Tclk

=时钟频率fclk/输出频率fout=fclk

Tout

8.38253应用举例例：设8253的fclk=1MHZ，最大计数初值为：

N=65536，则：一个定时器最大定时时间：

Tmax=N/fclk=65536/106=0.065536s第二十八页，共三十八页，2022年，8月28日8.3.1脉冲发生器例：设置定时/计数器，使得OUT0输出周期为10ms的脉冲信号。定时常数N=Tout*fclk

=10*10-3*1.19318*106

=11931.8=2E9BH解：MOV AL，00110100BOUT 43H，ALMOV AL，9BHOUT 40H，ALMOV AL，2EHOUT 40H，AL工作方式的选择？方式2！8.38253应用举例第二十九页，共三十八页，2022年，8月28日例8.6：设定时器0、定时器1工作于方式2，外部提供一个时钟,频率f=2MHZ。要求定时器1每5ms产生一个脉冲，定时器0每5s产生一个脉冲。2).将定时器1的CLK1接2MHZ时钟，计数初值：3).将定时器1的OUT1端接到定时器0的CLK0端,定时器0的计数初值:1).一个定时器的最大定时时间：

65536/（2*106）=0.032768s=32.768ms第三十页，共三十八页，2022年，8月28日地址译码CPUD7~D0AB8253两个定时器串连使用第三十一页，共三十八页，2022年，8月28日8253初始化程序:MOVAL,00110100B;0号定时器,方式2OUT43H,ALMOVAX,1000OUT40H,ALMOVAL,AHOUT40H,ALMOVAL,01110100B

;1号定时器,方式2OUT43H,ALMOVAX,10000OUT41H,ALMOVAL,AHOUT41H,AL究竟如何执行得到计数？通过时序，电路控制第三十二页，共三十八页，2022年，8月28日例8.7：有一个频率发生器，其频率为1MHZ，要求用8253产生每秒一次的信号，8253如何连接？写出初始化程序。8253端口地址:40H,41H,42H,43H解：

1MHZ变为每秒1次，需要经过106分频，一个通道的计数值最大为65536，故需两个通道级连，每个通道计数为1000次。可选择通道0和通道1级连，都工作在方式2。第三十三页，共三十八页，2022年，8月28日MOVAL，00110100BOUT43H，ALMOVAX,1000OUT40H,ALMOVAL,AHOUT40H,ALMOVAL，01110100BOUT43H，ALMOVAX,1000OUT41H,ALMOVAL,AHOUT41H,AL8253初始化程序：通道0初始化通道1初始化第三十四页，共三十八页，2022年，8月28日8.3.2发声器8.38253应用举例例：利用8253发600Hz的声音。按任意键，开始发声；按ESC键，停止发声。解：根据题意，有三项工作：一是发声的频率应满足600Hz；二是扬声器的开和关。

计数初值：N=1.19318*106/600=1983扬声器开关控制：设置一个与门来控制。第三十五页，共三十八页，2022年，8月28日CLK2OUT2GATE2PB0PB182538255&滤波功放1.19MHz图1发声器电路原理第三十六页，共三十八页，2022年，8月28日DATASEGMENTM1DB'HELLO!',0DH,0AH,'$'DAT