微机原理04178课件

第八章可编程定时/计数器8253及其应用第一节Intel8253-PIT的工作原理一.8253的功能

计算机系统中，实现定时或延时有三种方法：软件定时、不可编程的硬件定时、可编程的硬件定时器。8253为可编程的硬件定时/计数器。1.主要功能*具有3个独立的16位计数器通道；*每个计数器均可按二进制或二—十进制计数；*每个计数器的计数速率高达2MHz；*每个通道有6种工作方式，可由程序设置和改变；*所有的输入输出都与TTL兼容。1.二.8253的内部结构*三个计数器（减法器）3个独立的16位减法器，可作定时/计数器使用；计数器按二/BCD方式减法计数，从预常减到零时，OUT端输出一信号。数据总线缓冲器计数器0读/写逻辑控制字寄存器计数器1计数器2CLK0CLK1CLK2GATE0GATE1GATE2OUT0OUT1OUT2D7~D0RDWRA0A1CS8253内部结构内部数据总线*数据总线缓冲器(传送信息)写控制字,写时常，读计数值*读写逻辑*控制字寄存器(存放控制字)2.数据总线缓冲器计数器0读/写逻辑控制字寄存器计数器1计数器2CLK0CLK1CLK2GATE0GATE1GATE2OUT0OUT1OUT2D7~D0RDWRA0A1CS8253内部结构内部数据总线三.8253的引线*数据线（D7~D0）*地址线：选择内部寄存器；*控制线：完成片选和读写操作。CLK：输入脉冲线；GATE：门控信号输入线；GATE=0禁止计数，GATE=1允许工作；OUT：输出引脚；当计数到“0”时，OUT端输出一信号。3.8253输入信号组合的功能表4.四.8253-PIT的控制字00选择计数器001选择计数器110选择计数器211非法选择0=二进制1=BCD计数器读/写格式工作方式数制D0D1D2D3D4D5D6D7

在8253的初始化编程中，由CPU向8253的控制字寄存器写入一个控制字来规定8253的工作方式。00计数器锁存命令10只读/写最高有效字节（高八位）01只读/写最低有效字节（低八位）11先读写最低有效字节然后读写最高有效字节000方式0001方式1*10方式2*11方式3100方式4101方式55.五.8253-PIT的工作方式*CW写入，OUT=0；*写入时常，通道开始计数；*计数到零，OUT=1；*计数器只计数一遍；*OUT是N+1个CLK后变高；*计数过程中，GATE=0，计数暂停；*计数过程中可改变计数值；*8253无中断控制，可用OUT信号作为中断请求。1.方式06.方式1（可编程单稳）*写入控制字OUT=1，写入常数不计数；*GATE启动计数，OUT=0；*计数到，OUT=1。*单拍脉冲宽度为N；*由GATE重新启动；*计数中，可重新启动；*计数中，可改变计数值，再次启动有效。7.方式2（速率发生器）*写入控制字OUT=1；*写入常数立即对CLK计数；*计数到1，OUT=0；*一个CLK周期后，OUT=1，重新计数。*通道连续工作不需重置时常；*计数过程中，GATE=0，计数暂停，GATE变高后重新计数；*计数过程中可改变计数值；新的计数值在下一次有效。8.方式3（方波速率发生器）*与方式2的区别在于：输出为周期是N个CLK脉冲的方波。*若计数值为偶数，每个CLK使计数值减2，计到0，OUT改变状态，重装计数值开始新的计数。*若计数值为奇数，第一个脉冲先减1，以后，每个CLK使计数值减2，计到0时，OUT改变状态，重装计数值后，第一个脉冲减3，以后，每个CLK使计数值减2，计到0时，OUT改变状态。*GATE信号控制计数过程；*计数过程中写入新的计数值将在半周期结束时装入计数器。9.例：要求计数器0工作于方式3，输出方波的频率为2KHz，计数脉冲的频率为2.5MHz，采用BCD计数，试写出初始化程序段。2.常数计算：TC=2.5MHz/2KHz=1250MOVAL，37HOUT83H，ALMOVAL，50HOUT80H，ALMOVAL，12HOUT80H，AL1.8253的端口地址为：80H，81H，82H，83H。000111113.8253的方式控制字为：4.初始化程序段：10.方式4（软件触发选通）*写入控制字OUT=1；*写入常数立即对CLK计数；*计数到0，OUT=0；*一个CLK周期后，OUT=1，计数器停止计数。*计数器只计数一遍；*OUT是N+1个CLK后变低；*计数过程中，GATE=0，计数暂停；*若在计数过程中，改变计数值，则按新的计数值重新开始计数。11.方式5（硬件触发选通）*写入控制字OUT=1；*写入常数后，由GATE的上升沿启动计数；*计数到0，OUT=0；*一个CLK周期后，OUT=1，计数器停止计数。*计数器只计数一次；*OUT是N+1个CLK后变低；*在计数过程中出现的GATE脉冲，将使计数器重新开始计数，对输出状态没有影响；*若在计数过程中改变计数值，只要没有GATE信号触发，不影响计数过程。有新的GATE信号触发则按新的计数值开始计数。12.六.8253-PIT工作方式小结1.输出端OUT的初始状态只有方式0是在写入控制字后输出为低，其它均为高；2.计数值的设置任一种方式，只有在写入计数值后才能开始计数，方式0、2、3、4在写入计数值后，计数自动开始，方式1、5需外部触发，才开始计数。13.计数值N与输出波形的关系14.3.门控信号的作用-----GATE输入总是在CLK输入时钟的上升沿被采样。在方式0，2，3，4中，GATE输入是电平起作用。在方式1，2，3，5中GATE输入是上升沿起作用的。15.4.在计数过程中改变计数值立即有效是写入计数值后的下一个CLK脉冲后，新的计数值开始起作用。5.计数到0后计数器的状态计数器减到0后并不停止，在方式0，1，4，5，计数器减到0后从FFFF/9999继续计数。方式2，3是连续计数，计数器自动装入计数值后，继续计数。16.七.8253-PIT的编程8253-PIT初始化编程的步骤：1.写入通道控制字，规定通道的工作方式；（A1A0=11）2.写入计数值（由控制字的D7D6确定通道号）。①若规定只写入低8位，则写入的为计数值的低8位，高8位自动置0；②若规定只写入高8位，则写入的为计数值的高8位，低8位自动置0；③若是16位计数值，则分两次写入，先写入低8位，再写入高8位。17.例1：某8253端口地址为F8H~FBH，欲用通道0以方式1，按BCD计数，计数值为5080。1.确定通道控制字；2.计数值的低8位为80；3.计数值的高8位为50。00110011初始化程序为：MOVAL，33HOUT0FBH，ALMOVAL，80HOUT0F8H，ALMOVAL，50HOUT0F8H，AL在计数过程中，8253读计数器现行值的方法：（将计数值存入内部锁存器）MOVAL，03H；计数器0的锁存命令OUT0FBH，AL；写入控制寄存器INAL，0F8H；读低8位MOVCL，AL；存入CL中INAL，0F8H；读高8位MOVCH，AL；存入CH中第二节Intel8253-PIT的应用举例18.A4A3A0A5M/IOA7A6A9A8G1G2BG2ACBAY4A2A1RDWRD7—D0GATE0OUT0CLK0CLK1CLK2GATE1OUT1GATE2OUT2A1A0RDWRD7—D0CS1MHz方波5V2KHz方波1ms的负脉冲单脉冲8086CPU74LS138例2：用8253产生各种定时波形。19.例2：用8253产生各种定时波形。要求：（1）通道0输出频率为2KHz的方波；（2）通道1产生宽度为1ms的负脉冲；（3）通道2以硬件方式触发，输出单脉冲时常为26。已知：8253基地址为310H，3通道所用时钟脉冲频率为1MHz。分析：通道0工作于方式3，控制端GATE0接+5V，时间常数N0=1MHz/2KHz=500；通道1工作于方式1，由控制端GATE1的正跳变触发，OUT1的宽度为时常，单次触发，时间常数N1=1ms/0.001ms=1000；通道2工作于方式5，由控制端GATE2的正跳变触发，可连续触发，时间常数N2=26。20.；通道0初始化程序MOVDX，316HMOVAL，00110111BOUTDX，ALMOVDX，310HMOVAL，00HOUTDX，ALMOVAL，05HOUTDX，AL；通道1初始化程序MOVDX，316HMOVAL，01110011BOUTDX，ALMOVDX，312HMOVAL，00HOUTDX，ALMOVAL，10HOUTDX，AL；通道2初始化程序MOVDX，316HMOVAL，10011011BOUTDX，ALMOVDX，314HMOVAL，26HOUTDX，AL21.例3：8253控制LED。要求：LED点亮10秒，熄灭10秒分析：8253的数据线与CPU高8位数据线D8——D15相连，8253的各端口的地址为81H、83H、85H、87H。OUT1输出占空比为1:1的方波，8253端口1工作在方式3。时钟频率为2MHz时，16位计数通道的最大定时时间为：0.5

s

65536=32.768ms级连：通道0输出400Hz脉冲（时常5000），通道1输出0.05Hz方波（时常8000）。D7-D0WRRDA1A0CSCLK0OUT0CLK1OUT1译码WRRDA2A1M/IOA0-A7+5VD8-D15GATE0GATE12MHz22.；通道0初始化程序MOVAL，00110101BOUT87，ALMOVAL，00HOUT81，ALMOVAL，50HOUT81，AL；通道1初始化程序MOVAL，01110111BOUT87，ALMOVAL，00HOUT83，ALMOVAL，80HOUT83，AL23.例4：用8253设计一个自动计数系统（计数500向CPU提出中断申请）。8253端口地址：F0H，F2H，F4H，F6H，8253工作方式：计数器1工作于方式0，按BCD计数，先读写低字节，后读写高字节。D7-D0OUT1WRRDA1A0CSGATE1CLK1译码INTRWRRDA2A1M/IOAB+5V+5V+5V24.；通道1初始化程序MOVAL，01110001BOUT0F6H，ALMOVAL，99HOUT0F2H，ALMOVAL，04HOUT0F2H，AL；读通道1计数值程序MOVAL，01000000BOUT0F6H，ALINAL，0F2HMOVAH，ALINAL，0F2HXCHGAH，AL当前计数值的读取（1）利用GATE控制信号，使计数器停止计数。故干扰了计数过程，需要硬件电路配合。（2）利用计数器锁存命令锁存现行计数值，就可从相应的计数器通道中读取计数值。25.第三节Intel8253-PIT在PC/XT机中的应用GATE0GATE1GATE2CLK0CLK1CLK2OUT2A1A0RDWRD7—D0CSIRQ018.2HzT/C2OUT896HzA1A0IORIOWT/CCSD7—D0U21DQCQOUT1OUT05VU73DSQCCLRDRQ066.2878KHzPCLK2.38636MHzRESETDRVPB0DACK0BRD40H---43H方式3，n=0方式2，n=18方式3，n=133126.

例1:将数据段中起始地址为Souce的100个字节的数据传送到附加段的Dest指向的单元中。LEASI，Souce