第八章计数器定时器接口技术

第八章计数器定时器接口技术第1页，共31页，2023年，2月20日，星期三本章内容§8.1基本概念§8.28253A内部结构和引脚§8.38253A的编程§8.48253A的工作方式§8.58253A的应用第2页，共31页，2023年，2月20日，星期三§8.1概述定时:定时打铃\石英钟\红绿灯\动态存储器的刷新定时\系统的日历时钟计数:生产线\出租车计费\点钞机定时信号软件定时不可编程硬件定时可编程硬件定时第3页，共31页，2023年，2月20日，星期三延迟子程序,包含一定的指令,设计者要求对这些指令的执行时间进行严密的计算或者精确的测试,以便确立延迟时间是否符合要求,时间长时用循环程序。优点：不需添加硬件设备，只需编制有关延时程序缺点：增加CPU的开销，时间越长，开销越大，浪费CPU资源。1.软件定时第4页，共31页，2023年，2月20日，星期三单稳态延时电路或计数电路来实现延时或定时器件容易老化，导致定时不准（RC决定脉冲宽度）。2.不可编程的硬件延时在实际中很少单独采用1、2，而采用1、2结合的方法，并且将它们作成一个通用的器件，这就是3。3.可编程硬件定时主要思路：计数器/定时器开始工作，此时CPU不必过问它的工作，而可以去作别的工作。计数器/定时器计数或定时达到确定值时，可以自动产生一个输出。第5页，共31页，2023年，2月20日，星期三优点：计数或定时时，不占用CPU，并且利用计数/定时器产生中断信号，还可以建立多作业环境，提高了CPU的效率。可编程计数器/定时器具有两种功能：一是作为计数器，设置好计数初值后，计数器被启动，便开始减1计数，当减为0时，输出一个信号；二是作为定时器，设置好计数初值后，启动减1计数，按定时常数不断的输出为时钟周期整数倍的定时间隔。两者区别：计数时，减到0之后，输出一个信号结束定时时，不断的产生信号两者都基于减1计数第6页，共31页，2023年，2月20日，星期三§8.28253A内部结构和引脚1.8253的主要功能①3个独立的16位计数通道；②每个计数器都可以单独使用，采用二进制或BCD；③计数器的计数速率可达2MHz，最高达2.6MHz；④每个通道有6种工作方式；⑤输入\出与TTL兼容。2.8253的内部结构8253A由数据总线缓冲存储器、读/写控制电路、控制字寄存器及3个独立的计数通道组成。

第7页，共31页，2023年，2月20日，星期三第8页，共31页，2023年，2月20日，星期三①数据总线缓冲器

8位三态缓冲器,CPU通过数据总线缓冲器向8253A写入数据和命令或从数据总线缓冲器向8253A读取数据或状态信息。三个基本功能：a.向8253写入确定工作方式的命令

b.向8253计数器寄存器装入计数值c.读出8253的计数值②

读写控制逻辑

8253内部操作的控制部分,接受来自系统总线的信息,产生控制整个芯片的控制信号。第9页，共31页，2023年，2月20日，星期三a.A1A0—端口选择信号，由CPU输入，选择3个通道和控制端口。b.RD和WR——输入低电平有效。RD—CPU读取A1A0所选定通道内计数器的当前值WR—CPU向8253控制字寄存器或向计数器置计数初值c.CS—片选信号，低电平有效，通常由端口地址的高位地址译码形成。第10页，共31页，2023年，2月20日，星期三③.通道0~通道1

三个独立通道，每个通道内有16位减1计数器，每来一个计数脉冲计数器减1，在OUTi端输出一个计数结束信号，每个通道内有一个计数锁存器，可以锁住当前计数值，供CPU查询。计数脉冲①计数器计数脉冲由CLK引脚输入，计数周期可不固定，计数脉冲来自外部。②定时器计数脉冲要求来自系统的主时钟，周期固定，CLK最高计数频率为2.6MHz。第11页，共31页，2023年，2月20日，星期三定时系数=要求定时时间时钟脉冲的周期④.控制字寄存器

用来存放CPU写入8253的方式选择控制字第12页，共31页，2023年，2月20日，星期三3).8253的编程命令①.8253的控制命令

在8253的初始化编程中，由CPU向8253的控制寄存器输出一个控制字，用来选择计数器，设定工作方式和计数格式。②.8253的设置初值命令控制字写入8253后，设置初值命令，所谓设置初值就是设置计数的初始值，其初始值可以是8位的，也可以是16位，则要用两条输出指令完成计数初值决定，先送低字节，后送高字节。第13页，共31页，2023年，2月20日，星期三

8253初始化后进入工作状态,锁存命令是配合CPU读计数器当前值而设置的，在读计数值时，必须先用锁存命令，将当前计数值在输出锁存器中锁定，方可由CPU读取，否则计数器的数值有可能正在改变过程中，可能读取一个不确定的结果。锁存命令一旦写入8253，减法计数器计到某一个值，该值被锁定，输出锁存器跟随减法计数器，所以锁存器锁定的值就是计数器在同一时刻的值。③.8253的锁存命令第14页，共31页，2023年，2月20日，星期三注意：当CPU将锁定值用输入指令在读走时，锁存器自动失锁，又跟随减法计数器工作，在锁存和读出计数值的过程中，不影响计数进行。6种方式，基本原则：第一，控制字写8253，控制逻辑复位,OUT进入初始态。第二，装入计数初值后，要经过一个时钟周期，计数器工作，时钟下降沿使计数器减1计数，初值最大值是0，二进制计数，0相当用于216，BCD计数，0相当于104。4).8253的工作方式第15页，共31页，2023年，2月20日，星期三第三，一般情况下，CLK上升沿，采样门控信号。门控信号触发方式电平触发方式（上升沿检测）边沿触发方式（边沿触发器检测门控信号的上升沿，计数器控制逻辑电路在每个时钟脉冲的上升沿采样边沿触发器，检测是否被外部门控脉冲触发过）第16页，共31页，2023年，2月20日，星期三①.工作方式0—计数结束中断第17页，共31页，2023年，2月20日，星期三②.工作方式1—可编程单脉冲发生器第18页，共31页，2023年，2月20日，星期三③.工作方式2—速率发生器第19页，共31页，2023年，2月20日，星期三④.工作方式3—方波发生器第20页，共31页，2023年，2月20日，星期三⑤.工作方式4—软件触发方式第21页，共31页，2023年，2月20日，星期三⑥.工作方式5—硬件触发方式第22页，共31页，2023年，2月20日，星期三5).8253初始化举例例1设8253通道0工作于方式0，用二进制计数，其初始值为4，其初始化程序如下：MOVAL，10H；控制字（0001000B）OUT43H，AL；写入控制寄存器MOVAL，4；计数初值，只送低8位OUT40H，AL；初值送通道0设8253端口地址为40H~43H例2设8253通道1，工作于方式1，用BCD码计数，其初始值为4000H，其初始化程序如下：第23页，共31页，2023年，2月20日，星期三MOVAL，63H；控制字（01100011B）OUT43H，AL；写入控制寄存器MOVAL，40H；计数初值，只送高8位OUT41H，AL；初值送通道1例3设8253通道2，工作于方式2，用二进制计数，其初始值为0304H，其初始化程序如下：MOVAL，0B4H；控制字（10110100B）OUT43H，AL；写入控制寄存器MOVAL，04H；OUT42H，AL；初值低8位送通道2MOVAL，03H；OUT42H，04H；初值高8位送通道2第24页，共31页，2023年，2月20日，星期三

某8086系统中包含一个8253芯片，要求完成如下功能：

（1）利用通道0完成对外部事件计数功能，计满100次向CPU发出中断请求。（2）利用通道1产生频率为1KHz的方波。

（3）利用通道2作标准时钟。

6.8253应用举例8253A的四个端口地址分别为FFF9H、FFFBH、FFFDH、FFFFH；8259的两个端口地址分别为FFFCH和FFFEH。第25页，共31页，2023年，2月20日，星期三第26页，共31页，2023年，2月20日，星期三

.MODELSMALL.STACK100.DATAAdd8253C0DBFFF9HAdd8253C1DB FFFBHAdd8253C2DB FFFDHAdd8253CRDB FFFFHAdd8259EDDB FFFCHAdd8259ODDB FFFEH.CODECLOCKPROCFARPUSHDS第27页，共31页，2023年，2月20日，星期三MOVAX,0PUSHAXMOVAX,@DATAMOVDS,AXMOVDX,Add8253CRMOVAL,10HOUTDX,ALMOVDX,Add8253C0MOVAL,64HOUTDX,AL第28页，共31页，2023年，2月20日，星期三MOVDX,Add8253CRMOVAL,76HOUTDX,ALMOVDX,Add8253C1MOVAX,09C4HOUTDX,ALMOVAL,AHOUTDX,ALMOVDX,Add8253CRMOVAL,B1HOUTDX,AL第29页，共31页，2023年，2月20日，星期三MOV DX,Add8253C2MOV AX,1000HOUT DX,ALMOV AL,AHOUT DX,ALMOV DX,Add8259EDMOVAL,13HOUT DX,ALMOV DX,add8259ODMOV AL,50H OUT DX,AL第30页，共31页