第09章 计数器和定时器电路Intel 8253-8254-PIT

例4：使计数器T1工作于方式4，进行8位二进 制计数，并且只装入高8位计数值。 (设8253 的端口地址为304H～307H） 其初始化程序段为： MOV DX，307H ；命令口 MOV AL，00110100B ；方式字 OUT DX，AL MOV DX，304H ；T2数据口 MOV AL，BYTEL ；低8位计数值 OUT DX，AL
01--只读/写低8位字节
10--只读/写高8位字节 11--只读/写低8位字节, 再读/写高8位字节.
01--选计数器1
10--选计数器2 11--无意义
1
0
1
模式5
9.2.4 8253计数器的初始化 1.8253的初始化编程 对8253初始化的两种方法： （1）逐个计数器分别初始化
对三个计数/定时没有先后顺序规定，但对每个
例2：使计数器T2 工作在方式1 ，进行8位二 进制计数，并设计数初值的低8位为BYTEL。 (设8253的端口地址为304H～307H） 其初始化程序段为 MOV DX，307H ；命令口 MOV AL，10010010B ；方式字 OUT DX，AL MOV DX，306H ；T2数据口 MOV AL，BYTEL ；低8位计数值 OUT DX，AL
来说，都必须先写方式控制字，后设置计数初值，
且写计数初值时，必先写计数值的低8 位，再写计
数值的高8 位。 （2）先统一设置控制字，后统一设置计数初值 先设置所有计数/定时器的控制字（对各个计数 /定时器没有先后顺序），再设置各个计数/定时器
的计数初值（对各个计数/定时器没有先后顺序）。
2.8253读命令 8253的读命令只能用于读取计数器的当前 值，而控制字是不能读出的。读计数值有两种 方法：直接读出和锁存读出。 3 .计数器/定时器的工作特点 1）门脉冲控制时钟输入； 2）用门脉冲来重新启动计数； 3）用门脉冲停止计数； 4）单一计数； 5）循环计数。 计数初始值=时钟频率*T
第9章 计数器和定时器电路Intel 8253-8254-PIT 一、课前思考 1、定时或延时常用的方法有哪? 2、8253有哪些基本功能? 3、8253的内部结构及引脚功能如何？ 4、如何进行控制字设置及初始化编程? 5、8253有哪些工作方式?各种方式有何特点? 二、学习目标 1、了解定时基本概念； 2、熟悉可编程计数器/定时器8253的外部特性； 3、熟悉可编程计数器/定时器8253工作模式； 4、熟悉可编程计数器/定时器8253初始化。
9.2 可编程定时器/计数器8253 9.2.1 8253的基本功能 8253的基本功能如下： （1）片内含有3个独立的16位减法计数器 （或计数通道），分别称为计数器0通道、1 通道、2通道，每个计数器又分成两个8位计 数器。 （2）每个计算器有两种计数方式：二进制计 数或BCD码计数。 （3）计数频率为0-2.6MHz。 （4）每个计数器具有六种工作方式。 （5）可作计数器或定时器。
6种工作方式的比较 方式0 （门控单稳）和方式1 （门控单稳），这 两种方式的输出波形类似。 方式2 （分频器）和方式3 （方波发生器），这两 种方式共同的特点是具有自动重加载功能（装入初 值）。二者的区别在于：方式2在计数过程中输出 高电平，而在每当减1至0时输出宽度为1个TCLK的 负脉冲。方式3是在计数过程中，OUT的信号是占空 比为1:1的方波或近似方波。 方式4 （软件触发单脉冲）和方式5 （硬件触发单 脉冲）。这两种方式的OUT输出波形相同，两者的 区别是计数启动的触发信号不同，前者由写初值启 动计数，后者由GATE信号的上升沿启动计数）。
例1：使计数器T1工作在方式0 ，进行16位二 进制计数，计数初值的高低字节分别为 BYTEH和BYTEL。 (设8253的端口地址为304H～307H） 其初始化程序段为: MOV DX,307H ；命令口 MOV AL，01110000B ；方式字 OUT DX，AL MOV DX，305H ；T1数据口 MOV AL，BYTEL ；计数值低字节 OUT DX，AL MOV AL，BYTEH ；计数值高字节 OUT DX，AL
分频器
方式2说明：输出连续脉冲波 正常计数过程： 写入控制字后的时钟上沿输出OUT变高，写入 计数初值后，计数器开始减1计数，减到1时OUT 变成低电平，减到0时OUT又变成高电平，同时初 值自动重新装入，并重复前一过程； 门控信号的影响： 在计数器工作期间，当GATE变为低电平时终止计 数，而当GATE又恢复为高电平后，计数器重新装 入原计数初值并重新开始计数。 新的计数初值的影响： 如果工作期间对计数器写入新的计数初值： GATE一直为高电平：新的初值下次有效,则 写入新的初值后，遇到GATE上升沿，新的初值立 即有效
实现定时或延时的方法： （1）软件定时 例：MOV CX，1000 XXX：LOOP XXX （2）不可编程的硬件定时 例：用NE555集成块作定时控制的电路 （3）可编程的硬件定时 例：用8253芯片作定时控制的电路
软件定时、延时的优点：
节省硬件开销，使成本低。
软件定时、延时的缺点：
CPU的效率低，定时、延时时间不准。 硬件定时、延时的优点： CPU的效率高，定时、延时时间准确。 硬件定时、延时的缺点： 硬件开销大，使成本变高。
PC机中，计数器0通道用作时钟的基准时
间，计数器1通道用于动态存储器刷新的定时
ห้องสมุดไป่ตู้
中断，计数器2通道用于控制系统中扬声器发
声。
可编程：可通过程序指定或选择接口的工
作方式及工作参数。
通过对控制寄存器的设置，可以指定8253
的工作方式；通过对计数器寄存器的设置，可
以控制定时或延时的长短。
9.2.2 8253的内部结构及引脚功能
8253的内部结构由六部分组成，分别为
数据总线缓冲器、读/写控制逻辑、控制 字符存储器及三个独立的计数器。
1.数据总线缓冲器 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 A1 A0：端口选择 0 0：通道0（0号计数器） 0 1：通道1（1号计数器） 1 0：通道2（2号计数器） 1 1：控制字寄存器
方式0——计数结束产生中断
方式0有如下3个特点: • 正常计数过程：写入控制字后的时钟上升沿OUT变低， 当向计数器写完计数初值后，开始减1计数，在计数 过程中输出端OUT一直保持低电平，当计数器减到0 时，OUT立即变成高电平。 • 门控信号的影响：门控信号GATE为高电平时，计数 器工作；当GATE为低电平时，计数器停止工作，其 计数值保持不变。如果门控信号GATE再次变高时， 计数器从中止处继续计数。 • 新的计数初值的影响：在计数器工作期间，如果重 新写入新的计数值，计数器将按新写入的计数初值 重新开始计数。
3.通道0、通道1、通道2 计数器0： CLK0——计数器0的时钟输入。 GATE0——计数器0的门脉冲控制输入。 OUT0——计数器0的输出。 计数器1： 计数器2： 定时系数（计数初值）n =定时时间t时钟频率fc =定时时间t/时钟脉冲周期Tc
编程结构
8253的引脚图
8253读写操作及端口的选择
例3：使计数器T0 工作在方式2 ，进行16位二 进制计数。 (设8253的端口地址为304H-307H） 其初始化程序段为 MOV DX，307H ；命令口 MOV AL，00110100B ；方式字 OUT DX，AL MOV DX，304H ；T0数据口 MOV AL，BYTEL ；低8位计数值 OUT DX，AL MOV AL，BYTEH ；高8位计数值 OUT DX，AL
9.2.3 8253的控制字格式
SC1 SC0 RW1 RW0 M2 M1 M0 BCD 1--计数值为BCD码格式 0--计数值为二进制格式
M2 M1 M0 模式选择 00--对计数器进行锁存 00--选计数器0
0
0 / / 1
0
0 1 1 0
0
1 0 1 0
模式0
模式1 模式2 模式3 模式4
硬件触发的选通信号发生器
• 方式5说明：输出单次单拍负脉冲（硬件触 发） 方式5与方式4的区别： 由GATE上升沿触发计数器数器。 • 方式5工作特点是开始工作。
– 1）在方式5工作方式下，当写入计数初值后，计 数器并不立即开始计数，而要由门控信号的上升 沿启动计数。 – 2）在计数过程中（或者计数结束后），如果门 控再次出现上升沿，计数器将从原装入的计数初 值重新计数。
软件触发的选通信号发生器
方式4说明：输出单次单拍负脉冲（软件触发） 正常计数过程： 写入控制字后的时钟上沿输出OUT变高，写入 计数初值后，计数器开始减1计数，减到0时OUT 变低1个时钟周期，然后又恢复成高电平。 门控信号的影响： 在计数器工作期间，GATE=1允许计数，GATE=0 禁止计数，输出OUT维持当时的电平，只有计数 减到0时OUT才变低1个时钟周期，然后又恢复成 高电平。 新的计数初值的影响： 任何时候对计数器写入新的计数初值，只要 GATE=1，就会立即终止现行的计数过程，而按新 写入的计数初值开始工作。
方波发生器
方式3 与方式2的不同之处： OUT输出的是方波。 • 说明：
– （1）工作在方式3 ，引脚OUT输出的不是一个时 钟周期的负脉冲，而是占空比为1：1或近似1：1 的方波；当计数初值为偶数时，输出在前一半的 计数过程中为高电平，在后一半的计数过程中为 低电平。（输出脉冲占空比为50%） – （2）由于方式3输出的波形是方波，并且具有自 动重装计数初值的功能，因此，8253一旦计数开 始，就会在输出端OUT输出连续不断的方波。
计数器和定时器的异同点
相同点： 计数器是设置好计数初值（定时常数）后，便 开始减1计数，减为“0”时，输出一个信号。 定时器是设置好定时初值（计数常数）后，便 开始减1计数，并按定时常数不断地输出为时钟周 期整数倍的定时间隔。 对内部来说，工作过程没有本质的差别，都是 基于计数器减“1”。 不同点： 计数时，在减到“0”后，输出一个信号便结束； 定时时，则不断产生信号，是一个反复过程。