微机定时计数技术
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单片机第六章定时器
计数溢出时，TFx置位。如果中断允许，CPU响应中 断并转入中断服务程序，由内部硬件清TFx。TFx也可以 由程序查询和清零。
这种方式下，计数寄存器由13位组成，即THx高八位(作计数器)
和TLx的低5位构成。TLx的高3位未用。
计数时，TLx的低5位溢出后向THx进位，THx溢出后 将TFx置位，并向CPU申请中断。
用软件控制，置 l时，启动 T1；清0时，停止 T1。
TF0（TCON．5）——T0的溢出标志。
TR0（TCON．4）——T0的运行控制位。
用软件控制，置1时，启动T0；清 0时，停止 T0。
• IE1（TCON．3）——外部中断1中断请求标志位。
• IE0（TCON．1）——外部中断0中断请求标志位。
器之外，还可用作串行接口的波特率发生器。
6.2
定时器／计数器T0、T1
T0、T1 的内部结构简图示于图6－1中。从图中 可以看出，T0、T1由以下几部分组成：
• 计数器TH0、TL0和TH1、TL1；
•
•
特殊功能寄存器TMOD、TCON；
时钟分频器；
•
输入引脚T0、T1。
6.2.1 与定时器／计数器T0、T1有关的 特殊功能寄存器
⑵定时器/计数器T1
T0方式3时，T1可以工作在方式0、1、2三种方式 T1的结构如图6–6所示。 由于T0占用了原来T1的启动位TR1和溢出标志TF1， 所以此时T1溢出时不能置位溢出标志，不能申请中断， 其溢出信号送给串行口，此时T1作为波特率发生器。
T1的启停由写入方式字控制，当写入方式0/1/2 时，T1立即启动，写入方式3 时，立即停止工作。
分析：设置T0工作在方式2，计数功能，每记满100个外 部脉冲，从P1.0输出一个低电平脉冲信号（简化的打包 操作）。
这种方式下，计数寄存器由13位组成，即THx高八位(作计数器)
和TLx的低5位构成。TLx的高3位未用。
计数时，TLx的低5位溢出后向THx进位，THx溢出后 将TFx置位，并向CPU申请中断。
用软件控制，置 l时，启动 T1；清0时，停止 T1。
TF0（TCON．5）——T0的溢出标志。
TR0（TCON．4）——T0的运行控制位。
用软件控制，置1时，启动T0；清 0时，停止 T0。
• IE1（TCON．3）——外部中断1中断请求标志位。
• IE0（TCON．1）——外部中断0中断请求标志位。
器之外，还可用作串行接口的波特率发生器。
6.2
定时器／计数器T0、T1
T0、T1 的内部结构简图示于图6－1中。从图中 可以看出，T0、T1由以下几部分组成：
• 计数器TH0、TL0和TH1、TL1；
•
•
特殊功能寄存器TMOD、TCON；
时钟分频器；
•
输入引脚T0、T1。
6.2.1 与定时器／计数器T0、T1有关的 特殊功能寄存器
⑵定时器/计数器T1
T0方式3时，T1可以工作在方式0、1、2三种方式 T1的结构如图6–6所示。 由于T0占用了原来T1的启动位TR1和溢出标志TF1， 所以此时T1溢出时不能置位溢出标志，不能申请中断， 其溢出信号送给串行口，此时T1作为波特率发生器。
T1的启停由写入方式字控制，当写入方式0/1/2 时，T1立即启动，写入方式3 时，立即停止工作。
分析：设置T0工作在方式2，计数功能，每记满100个外 部脉冲，从P1.0输出一个低电平脉冲信号（简化的打包 操作）。
微型计算机原理及接口技术第8章8253
计数器/定时器的内部结构
8253内部包含三个完全一样的计数器/定时器通道， 每个通道的工作是完全独立的
每个通道包含：
① 一个8位控制字寄存器：由编程设定该通道的工作方式、读 写格式和数制
② 一个16位计数初值寄存器：由程序设定初始计数值，可分 成高8位和低8位两个部分，可作8位寄存器使用
③ 一个计数器执行部件（实际的计数器）：实际上是一个16 位减法计数器，它的起始值是初始寄存器的值，由程序设 定。可分成高8位和低8位两个部分
优点：电路结构简单，价格便宜，通过 改变电阻或电容值，可以在一定的定时 范围内改变定时时间
缺点：电路在硬件已连接好的情况下， 定时时间和范围就不能由程序来控制和 改变，而且定时精度也不高
555定时器外部引脚和内部结构
可编程硬件定时
定时原理：利用可编程定时器/计数器芯 片附加硬件电路实现定时
输出信号的波形由工作方式决定，同时还要受 到GATE引脚上的门控信号控制，它决定是否 允许计数
计数器/定时器的定时功能
当加到CLK引脚上的脉冲为精确的时钟脉 冲，可实现定时的功能。
定时时间决定于计数脉冲的频率和计数 器的初值。
定时时间＝时钟脉冲周期×预置的计数初值
计数器/定时器的计数功能
方式1：可编程单稳态输出方式
写入控制字后OUT初始状态：高电平 门控信号GATE的作用：①高电平或低电平均不起作用；
②只有在GATE发生由低到高的正跳变，输出OUT由高
到低跳变，并开始计数；③在计数过程中，若GATE产 生负跳变，不影响计数；④在计数器回0之前，GATE 又产生由低到高的正跳变，8253又将初始值装入，重 新开始计数，使生成脉冲加宽。 计数过程中OUT状态：保持低电平 计数结束OUT状态：发生由低到高的正跳变。 计数器回0后，是否重新计数：否 应用：用于定时
微机原理与接口技术：18第8章 计数器定时器与DMA控制器
交通信息与控制工程系教案（理论教学用）
课程名称微机原理与接口技术第 18 次第 9 周 2 学时上课教室WM1310 课程类型专业基础课授课对象自动化专业章节名称第8章计数器/定时器与DMA控制器（8.1,8.2）
教学目的和要求1．了解软硬件定时的原理；2．掌握8253的原理及应用。
讲授主要内容及时间分配1.接口电路概况；（10min）
2.8253的外部引线和内部结构；（20min）
3.8253的工作方式和控制字；（30min）
4.8253的应用。
（30min）
教学重点与难点重点：
1．软硬件定时的原理；2．8253的原理及应用。
难点：
8253的原理及应用。
要求掌握知识点和分析方法1．了解软硬件定时的原理；2．掌握8253的原理及应用。
启发与提问
1．软件定时与硬件定时的区别？教学手段
多媒体
作业布置思考题：
1．了解最新的硬件定时芯片的原理及其应用，如DS12887等。
主要参考资料
备注
长安大学讲稿(第十九讲)。
第九讲 定时器&计数器
计数寄存器
单片机内部有两个16位的定时/计数器T0和T1。 每个定时/计数器占用两个特殊功能寄存器：
T0由TH0和TL0两个8位计数器组成，字节地址分别是
8CH和8AH。
T1由TH1和TL1两个8位计数器组成，字节地址分别是 8DH和8BH。 用于存放定时或计数的初值。当计数器工作时，其值 随计数脉冲做加1变化。
微机原理与接口技术
Microcontrollers
李光 王酉
教 授 PhD, DIC, MIET 博士 PhD, MIET
杭州 • 浙江大学 • 2009
第六章 定时器/计数器
§6-1 §6-2 §6-3
定时器/计数器概述 定时器/计数器 定时器/计数器的应用
§6-1
定时器/计数器概述
T0(P3.4)、T1(P3.5)的脉冲
每输入一个脉冲，计数器“+1 实际工作时，CPU在每个机器周期的S5P2采样外部输
入引脚T0(T1)，若一个机器周期的采样值为高电平， 而下一个机器周期的采样值为低电平(即检测到一个下 降沿)，则计数器“+1”，完成一次计数操作。
>TM
>TM
6-2-2 定时器/计数器工作原理
§6-2 定时器/计数器
6-2-1 6-2-2 6-2-3 6-2-4
组成结构 工作原理 控制寄存器 工作方式
6-2-1 定时器/计数器组成结构
MCS51单片机内有2个独立的16位的可编 程定时器/计数器T0和T1 定时器/计数器T0、T1由以下几部分组成
计数器TH0、TL0和TH1、TL1 特殊功能寄存器TMOD、TCON 时钟分频器 内部总线 输入引脚T0、T1
微机原理8253
OUT
1、 结构
8位双向三态。用于与CPU交换信息。 • 初始化时，CPU向其写入命令字等， 计数值； • CPU读取计数值。
计数器/ 数据总线 缓冲器
接收来自系统总线 的控制信号，以产 生控制整个芯片工 作的控制信号 计数器 0号 定时器通 道。 由16位的 可预置值 的减法计
读/ 写 逻辑
计数器 1号
数器构成。
初始化时，由CPU 写入控制字以决定 某通道的工作方式。
控制字 寄存器
计数器 2号
端口选择
8253有3个独立的计数器（计数通道），其内部结构完全 相同，如图3.3所示。 图3.3表示计数器由16位计数初值寄存器、减1计数器和当 前计数值锁存器组成。
8253无论作定时器用，还是作计数器用，其内部操 作完全相同，区别只在于前者是由计数脉冲（间隔不一 定相同）进行减1计数，而后者是由周期一定的时钟脉 冲作减1计数。作计数器用时，要求计数的次数可直接 作为计数初值预值到减1计数器；作定时器用时，计数 初值即定时系数应根据要求定时的时间和时钟脉冲周期 进行如下换算才能得到： 定时系数=要求定时的时间/时钟脉冲周期 计数初值与输入时钟（CLK）频率及输出波形（OUT） 频率之间的关系为 Ci＝ CLK／OUT 或 TC=CLK／OUT 利用关系式，可以计算出当给定CLK频率，要求所输出 的波形的频率为某值时的计数初值。
一、基本概念
一、定时/计数 在计算机系统、工业控制领域、乃至日常生活中，都存在定时、计 时和计数问题，尤其是计算机系统中的定时技术特别重要。 1.定时 定时和计时是最常见和最普遍的问题，一天24小时的许晓称为日时 钟。 2.计数 计数使用得更多。 3.定时与计数的关系 计时的本质就是计数，只不过这里的“数”的单位是时间单位。
微机原理,第九章(2)8253定时器—计数器应用设计
…
=0
…
CS
§ 9.4 8253的总线接口方法
3. 与IBM PC机的连接
CPU接口 D7 外设接口 D7 RD WR A1 A0
=0
~ D0
IOR IOW A2 A1 AEN A15
~ D0
CLK0 GATE0 OUT0
IBM PC机 系统 总线
Intel 8253
CLK1 GATE1 OUT1
译码 电路
A3 A0
CS
CLK2 GATE2 OUT2
…
=0
xtwang@
…
8253应用举例
xtwang@
§ 9.4 8253的总线接口方法
EG1. 8088最大系统下，8253的地址范围为340H~343H。输 入时钟频率为2M赫兹，实现输出频率为1Hz的方波。画连接图，写 初始化程序和时常数赋值程序。
~ D0
8086 CPU 最小 方式 系统 总线
CLK0 GATE0 OUT0
M/IO A15
=0
A3 A0
译码 电路
CS
CLK2 GATE2 OUT2
图 8086最小方式系统总线与8253的连接框图 xtwang@
…
=0
…
§ 9.4 8253的总线接口方法
2.8086最大工作方式下的8253连接
计数器1： 工作方式2，时常数1012 计数器2： 工作方式1，时常数1000
时常数=1012，工作方式2 输出信号周期：1.102s
产生信号
CLK2 GATE2 CS OUT2
时常数=1000，工作方式1 减1计数，在1000第个周期电平变高，在第1012个周期， 由GATE上升沿触发，电平变低，开始下一轮计数
第03章-定时计数技术
8
第3章 定时/计数技术
8253定时/计数器读写操作
CS RD WR A1 A0
操作
0 1 0 0 0 向计数器0写入计数初始值
0 1 0 0 1 向计数器1写入计数初始值
0 1 0 1 0 向计数器2写入计数初始值
0 1 0 1 1 向控制寄存器写入方式控制字
00
1 00
读计数器0当前计数的值
00
计数值
01 —读/写低8位 10 —读/写高8位 11 —先读/写低
8位，后读 /写高8位
工作方式选择
000 —方式0 001 —方式1 010 —方式2 011 —方式3 100 —方式4 101 —方式5
D0 BCD 数制 数制选择
0 二进制 1 十进制
十二进进制制时时00000000~H99~9F9F，FF最H大，值最为大0值00为0代00表00十H进代制表数651503060（0 (11----6150503060））
15
第3章 定时/计数技术
3、读出计数值 先向8253控制寄存器发一条读锁存命令，读/写方式选
择位为00H，可将计数器的计数值锁存到输出锁存器中，再 执行读出命令，便可得到锁存器的内容。 例：设8253端口地址为40H～43H， 试写出程序段，读出计
数器2的当前计数值，并存于CX中。
MOV AL , 10 00 011 0 B OUT 43H , AL IN AL , 42H MOV CL , AL IN AL , 42H MOV CH , AL
1 01
读计数器1当前计数的值
00
1 10
读计数器2当前计数的值
0 0 1 11
无操作三态
0
1
接口技术06定时器计数器8253-5
0
0
0
1
1
0
传送方式
写入计数器0的初始值 写入计数器1的初始值 写入计数器2的初始值 写入控制寄存器控制字
读自计数器0的OL 读自计数器1的OL 读自计数器2的OL
五、8253 的控制字格式：
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1 D0
SC1 SC0 RW1 RW0 M2
M1
M0 BCD
计数器选 择
工作方式
计数初值开始工作，见图6.5所示③。21组1
CLK
WR ① GATE
OUT
n=4
43
0 21
②
GATE OUT
0
4
4321
WR ③
n=3
GATE
OUT2 工作在1方式，进行8位二进制计数， 并设计 数 初值的低8位为BYTEL。
其初始化程序段为
MOV DX，307H
计数器：
在时钟信号作用下，进行减“1”计数，计数次数到 （减“1”计数回零），从输出端输出一个脉冲信号。
计数举例： •①对零件和产品的计数； •②对大桥和高速公路上车流量的统计，等等。
Intel8253在微机系统中可用作定时器和计数 器。定时时间与计数次数是由用户事 先设定。
2、 8253 定时与计数器与CPU的关系 8253 定时与计数操作过程与CPU相互独立，
计数器 2
GATE2 OUT2
定时器/计数器的内部结构：
①数据总线缓冲器。它是一个三态、双向 8位寄存器，用于将8253与系统数据总线 D0～D7 相连。 ②读/写逻辑。 ③控制命令寄存器。它接受CPU送来的控 制字。 ④计数器。8253有3个独立的计数器（计 数通道），其内部结构完全相同，
微机原理实验4 可编程定时器计数器8253
实验三可编程定时器/计数器8253要求：按图15连接电路，并将OUT0接指示灯（高电红灯亮、低电平绿灯亮）。
将计数器0、计数器1分别设置为方式3，已知CLK0输入为1MHz的方波，计算两计数器的计数初值，使OUT1输出1s为周期的方波，接着退出程序返回DOS流程图：初始化计数器1初始化计数器0按任意键返回dos程序：stack segment stack 'stack'dw 32 dup (0)stack endsdata segmenttip db 'quit the program.$'data endscode segmentstart proc farassume ss:stack, cs:code,ds:datapush dssub ax,axpush axmov ax,datamov ds,axmov dx,283hmov al,77hout dx,almov dx,281hmov al,00hout dx,almov al,10hout dx,almov dx,283hmov al,37hout dx,almov dx,280hmov al,00hout dx,almov al,10hout dx,almov dx,offset tipmov ah,9int 21hmov ah,8int 21hmov ah,4chint 21hretstart endpcode endsend start分析总结：这次的程序真心是没什么好说的了，初始化完后就没有然后了（话说这也能叫程序的······），本来按我的想法得有一个输入计数值的结构和一秒自动检测误差的结构的，关于输入结构前面的实验已经出现过了应该不是很难办，而延时结构就比较麻烦了，直接的调用int 15h,ah 86h功能不知为啥老是出问题，也不晓得是不是我格式错了，而通过指令循环凑出1s延迟计算起来有些麻烦，稳定性可能还有些问题，这个可能还得去查多点资料了，不过只要延迟精确了误差也就几条指令罢了，之后显示的话也就稍微麻烦点而已了。
第6章 计数器和定时
+1计数器
溢出
中断
控制 开关
计数原理——定时器 单片机内部脉冲每输入一个脉冲，计数器加1，当 加到计数器各位都为1时，再输入一个脉冲，计数 器各位全变为0，溢出，中断标志置1（SFR中 TCON的TF0、TF1），从而向CPU申请中断。 由预置计数值就可以算出从加1计数器启动到计满 溢出所需的时间，即定时时间。 8位28 = 256；13位213 = 8192；16位 216 = 65536
可编程定时/计数器。
6.1 定时/计数技术概述
在单片微机应用系统中，常常会需要定时或计数，通常采用以 下三种方法来实现： 1．硬件法 硬件定时功能完全由硬件电路完成，不占用 CPU 时间。但 当要求改变定时时间时，只能通过改变电路中的元件参数来实 现，很不灵活。 2．软件法 软件定时是执行一段循环程序来进行时间延时，优点是无 额外的硬件开销，时间比较精确。但牺牲了CPU的时间,所以软 件延时时间不宜长，而在实时控制等对响应时间敏感的场合也 不能使用。
8E
TF0
8D
TR0
8C
IE1
8B
IT1
8A
IE0
89
IT0
88
• 8位寄存器，可位寻址 • 低4位用于外部中断INT0、INT1控制 • 高4位用于T0、T1控制
3、定时/计数器控制寄存器TCON
TCON
位地址
TF1
8F
TR1
8E
TF0
8D
TR0
8C
IE1
8BIT18A NhomakorabeaIE0
89
IT0
88
• TR0(TCON.4)：T0的运行控制位 当GATE=0时，TR0=0则T0停止运行；TR0=1时 T0允许运行 • TF0(TCON.5)：T0溢出兼中断申请标志
微机原理及单片机应用技术第8章 80C51的中断与定时计数器
定时/计数器的结构
T1引脚
TH1
TL1
TH0
T0引脚
TL0
机器周 期脉冲
TH1、TL1
内部总线
TH0、TL0
TF1 TR1 TF0 TR0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0
TCON
TMOD
TCON
外部中断相关位
T1方式
T0方式
TMOD
2020/10/27
21
计数脉冲源
定时/计数器的工作原理
76543210
TCON TF1 TR1 TF0 TR0
字节地址：88H
TFx：Tx溢出标志位。响应中断后TFx有硬件自动清0。 用软件设置TFx可产生同硬件置1或清0同样的效果。
TRx：Tx运行控制位。置1时开始工作；清0时停止工作。 TRx要由软件置1或清0（即启动与停止要由软件控制）。
2020/10/27
2020/10/27
24
定时/计数器的控制示意图
M1M0 工作方式
说
明
00 方式0 13位定时/计数器
01 方式1 16位定时/计数器
10 方式2 8位自动重装定时/计数器
11
方式3
T0分成两个独立的8位定时/计数器； T1此方式停止计数
注意：TMOD不能进行位寻址
2020/10/27
26
控制寄存器TCON
第八章 80C51的中断系统与定时计数器
8.1 80C51单片机的中断系统 8.2 80C51中断处理过程 8.3 80C51单片机的串行口
8.1 80C51单片机的中断系统
5.1.1 80C51中断系统的结构
中断的概念
与子程序调用相似 但有本质的区别
定时器计数器工作原理
定时器计数器工作原理
定时器计数器工作原理是利用双色LED分别显示计数值的方法，实时记录时间。
定时器计数器通常由一个时钟信号源和一个计数寄存器组成。
首先，时钟信号源提供完整的周期性时钟信号，如晶振或外部脉冲源。
该信号被传输到计数寄存器中，开始计数。
计数寄存器是一个二进制寄存器，能够计数时钟信号的脉冲次数。
当计时器启动时，计数寄存器开始从初始值开始计数，然后每接收到一个时钟信号，计数值就会加一。
计数器通过一个高速时钟信号和一个除频器来控制计数频率。
除频器可以通过设置不同的分频比来改变计数频率，从而实现不同的计时精度。
双色LED用来显示计时值。
例如，一个红色LED用于表示小时位，一个绿色LED用于表示分钟位。
当计数器的值递增到下一个单位时，相应的LED会亮起，显示出当前的计数值。
通过以上步骤循环执行，定时器计数器可以实时记录时间，并在LED上显示出来。
这种设计简单、可靠，广泛应用于计时器、时钟等各种设备中。
微机原理与接口技术 第04章 可编程定时器计数器8254
4.1 概述
输出（分频）
声音的产生：
对输出方波整形 变成正弦波，经放大处理接 到扬声器上，产生不同声音 的波形。
输入脉冲
若选择标准输入脉冲， 例1KHz，则当输入1000个标 准输入脉冲，需要1s，则当 计数值为1000时，输出端每 隔1s输出一个脉冲，实现了 定时。 计算初值：N=fclki / fouti
硬件启动：在写入计数初值后计数器不工作，只有当GATE信 号出现0到1的变化后，计数器才开始工作 初值自动重装：当计数结束后，即减1计数器减到规定值的时候， 存放在初值寄存器中的计数初值自动重新装入减1计数器，这种功 能称为初值自动装载（方式2和方式3具有此功能）
4.2.3 8254的工作方式
4.1 概述
实现定时/计数有三种不同的方法：
（1）软件定时：执行一个具有固定延迟时间的循环程序。
优点：不需外加硬件，灵活，定时较准确。 缺点：在定时过程中CPU不能做任何其它工作。
总结：适用于定时时间短的场合。
（2）硬件定时：采用中规模TTL或CMOS芯片外加电阻电容来实现的。 不同的时间间隔主要是通过配接不同的阻容值达到的。 优点：不占用CPU时间。 缺点：变换定时较难。 总结：适用于定时时间间隔固定的场合。
8254有6种工作方式：方式0~方式5。对于每一种工作方式， 由时钟输入信号CLK确定计数器递减的速率。门控信号GATE用于 允许或禁止计数器计数。计数结束时在输出线OUT上产生一个信 号。 无论采用哪一种工作方式，都会遵循下面几条原则： （1）控制字写入计数器时，所有的控制逻辑电路立即复位， 输出端OUT进入初始态（高电平或低电平）。 （2）计数初值写入后，要经过一个时钟上升沿和一个下降 沿，计数执行部件才开始计数。 （3）在时钟脉冲CLK的上升沿时，门控信号被采样。 （4）在时钟脉冲CLK的下降沿时，计数器作减1计数，输出 端OUT的波形也都是在时钟周期的下降沿时产生电平的变化。
5 定时计数器
主程序
定时器T1溢 出中断服 务子程序
单片微机 原理与应用 编程实现在P1.0引脚上输出周期为2ms的方波。
例5-3 利用T0的工作模式0产生1ms的定时，
设单片机的晶振频率ƒosc=12MHz。 解： 方法：定时1ms，对P1.0取反，然后继续定时 （1）设置模式字 2ms TMOD= **** 0000B =00000000B=00H 1ms （2）计算初值
单片微机 原理与应用
5. 3. 3 模式2及其应用
一、模式2时的结构和工作原理
与以前模式区别在于： 可连续计数 计数器为8位自动重装初值计数器，在循环定时 或计数时，不必反复预置计数初值。
单片微机 原理与应用
二、特短， 计数值N和定时时间t的计算 ： N= 28- 初值X t=（28- 初值X） *机器周期Tcy 最大计数值为： 28 =256 说明：通常使用定时期T1工作在模式2作为串口 的波特率发生器。
单片微机 原理与应用
单片微机 三、应用举例 原理与应用 例5-1 使用定时器T0定时时间为1ms，选择工 作模式0，ƒosc=6MHz。试确定T0初值，计算最大 定时时间T。
解： （1）求T0的初值X 由公式：t=(213-T0初值)*机器周期Tcy t=1ms=1000μs 机器周期Tcy=12/ƒosc=12/6000000s=2μs 得 1000=（ 213 -X）*2 所以初值 X=8192-500=7692=1111000001100B （一定要写全13位） TL0： 00001100B=0CH TL0的低5位和TH0的8位 TH0：11110000B=F0H
因Tcy=1μs，得 10000= (216-X)*1， 10000=65536-X X=55536=D8F0H
微机8254定时计数器实验报告
微机8254定时计数器实验报告
实验目的：
本实验旨在掌握微机8254定时计数器的使用方法及其工作原理。
实验原理：
8254芯片是一种可编程定时计数器，它由三个独立的计数器组成：计数器0、计数器
1和计数器2。
每个计数器可以被编程为16位二进制计数器或相应的某些计数方式。
8254
芯片还允许在一个外部时钟频率的基础上分频，从而产生其他较低的时钟信号。
8254芯片常用于计时、计数、脉冲宽度调制、频率合成等应用中。
对于不同的应用需求，可以通过编程来设置8254芯片的各个寄存器，以达到相应的计数方式和计数长度。
8254芯片有3个计数寄存器，每个寄存器有8位，共24位。
实验器材：
1、电脑
2、实验板
实验步骤：
1、启动电脑，进入DOS命令行模式。
2、将实验板接入电脑的并口，并将数据口和控制口连接到实验板的相应位置上。
3、通过汇编语言编程，调用8254芯片的计数器0，并将计数次数设为一个固定的
值。
4、将编写好的汇编程序存储在计算机中，以备后用。
5、开始运行程序，等待一段时间。
6、通过实验板上的LED灯来观察芯片所产生的计数结果。
7、结束实验。
实验结果：
在实验中，我们通过编程控制8254芯片的计数器0，并将计数次数设为一个固定的值。
然后，我们通过实验板上的LED灯来观察芯片所产生的计数结果。
在实验的过程中，我们
发现，所设置的计数器的数值随时间的流逝而递减。
当计数器的数值为0时，LED灯也就熄灭了。
这表明8254计数器在工作时是十分准确可靠的。
PLC的定时器与计数器
采用16位保持型数据寄存器来存放设定值时： —— K值设定范围是1－32767 —— K值计算方法是： K=定时值（S）/计时分辨率（S）
同样定时要求 —— 采用不同计时分辨率的定时器 —— 设定值大小是不相同
例如： 要求定时10s，采用T0计时K=100。而采用T246计时，
则K＝10000。 注意：也可以采用两个保持型数据寄存器串联构成32
同时每个定时器还要占用三个位元件 一个为复位位
—— 当该位状态为1 —— 则当前值寄存器清零 第二位为计时位 若该位为1同时复位位为0 —— 表示计时条件满足 ——该定时器开始计时 若该位状态为0 —— 则表示计时条件不满足，定时器不工作 第三位是定时器线圈的逻辑状态位 —— 该位为0表示定时时间未到 —— 该位为1则表示定时时间到
X12 加
X12 X13 X14 C230
减
M8230 RST C230
C230 K-2 Y0
加
X13
X14
C230 当前值0 1
Y0
2 1 0 -1 -2 -3 -2 -1 0 1
图2-28 加/减计数器动工作情况
23
01
2．内部信号计数器的计数频率 （1）内部信号计数器C0－C234 —— 计数频率在复位位为0 —— 计数位1为0和计数位2为1 —— 完成一次计数过程 计数位1和计数位2的状态 —— 由两次扫描结果获得 —— 即某个计数器最高计数频率为 1/2T Hz
—— 另一类是外部信号高速计数器 C235～C255共21点均为32 位保持型
—— 外部计数信号由高速输入端子 X0～X5输入
1．计数器的组成与计数方式 与定时器类似 —— 由软机组成 —— 在RAM区中占用二个或四个16 位数据寄存器 （16位计数器占用二个字元 件，32位计数器占用四个字 元件）
定时法名词解释
定时法是一种在编程中使用的技术，用于在特定的时间间隔内执行任务或操作。
这种方法通常用于控制程序执行的流程，确保在程序运行过程中，任务能够在特定的时间点或按照一定的时间间隔进行执行。
定时法的基本原理是利用定时器来计算时间间隔，并在间隔结束后触发相应的操作或任务。
定时器是一种计算机程序中的计时器，可以设置一个特定的时间间隔，并在间隔结束后产生一个信号或事件。
这个信号或事件可以用于触发其他操作或任务。
定时法在编程中的应用非常广泛，例如：定时执行任务：在操作系统或应用程序中，可以使用定时法来定时执行某些任务。
例如，可以在特定的时间间隔内扫描文件、更新日志、发送邮件等。
这样可以避免程序一直处于运行状态，提高程序的效率和性能。
定时响应事件：在某些情况下，需要在特定的时间点对事件进行响应。
例如，在实时系统中，需要在特定时间间隔内对传感器数据进行采集和处理，以确保系统的实时性和准确性。
定时控制流程：在程序中，可以使用定时法来控制程序的流程。
例如，可以在特定的时间间隔内执行某些操作或跳转到特定的代码段。
这样可以实现程序的定时控制和调度，提高程序的灵活性和可维护性。
定时监控系统：在计算机系统中，可以使用定时法来监控系统的状态和性能。
例如，可以在特定的时间间隔内检查系统的内存使用情况、CPU占用率等。
这样可以及时发现系统的问题和瓶颈，提高系统的可靠性和稳定性。
总之，定时法是一种非常有用的编程技术，可以用于控制程序执行的流程、定时执行任务、响应事件、控制流程和监控系统等。
通过使用定时法，可以实现程序的定时控制和调度，提高程序的效率和性能，同时也可以提高程序的灵活性和可维护性。
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向控制字I/O地址：给8253写入锁存命令 从计数器I/O地址：读取锁存的计数值
读取计数值，要注意读写格式和计数数制
8.3.2 8253的实际应用
(教材251页) 例1：设频率为10kHz，采用定时 中断方式每隔10ms完成一次扫描键盘的工作。 解：采用8253定时器的通道0来实现8253的端 口地址为10H～13H。 (1)选择工作方式：选用方式2来实现 (2)确定计数初值 己知 fCLK0=10kHz，则TCLK0=0.1ms N=TOUT0／TCLK0=10ms／0.1ms＝100(64H) (3)初始化编程
方式0 计数结束中断方式
① ② ④ 4 ⑤ ⑥
方式0
WR CLK GATE
4 3 2 1
0
OUT
④ ② ⑥ ① ⑤ 计 数 设 计 设 计 值 数定 数定 送 计 结 工 过 入 数 束 作 程 计 初 方 数 值 式 器
方式1 可编程单稳态触发器
① ② 4 ④ ⑤ ⑥
④
⑥ ② ⑤ ① 计 ③ 计数设 计 设 值 数硬 数定 送定 结件 过计 入工 束启 程数 计作 动 初 数方 值 器式
系统时钟 DRAM刷新定时 定时采样 实时控制 脉冲的计数 ......
定时
计数
如何实现定时和计数？
1. 完全硬件定时
用数字电路中的分频器将系统时钟进行适当的分频产 生需要的定时信号；
2. 完全软件定时
利用CPU执行指令都需要几个固定的指令周期的原理， 运用软件编程的方式进行定时。
第8章 定时计数技术
8.1 概述
8.2 可编程定时/计数器8253
8.2.1 内部结构 8.2.2 引脚信号
8.3 定时/计数器应用实例 8.3.1 8253的编程逻辑 8.3.2 8253的实际应用
8.2.3 8253计数器的计数启动
方式和计数结束方式
8.1 概述
定时/计数器的用途 可以实现定时与计数两个功能，可用于
(教材252页)例2：
IOR — RD IOW — WR A0 — A0 A1 — A1 D0～D7 D0～D7 OUT0 CS GATE0 8253 CLK0 +5V 外部事件产生源
IRQ
A3～A9
AEN
译码 电路
200～203H
初始化程序段
mov dx,203h mov al,10h out dx,al mov dx,200h mov al,64h out dx,al ;设置方式控制字
OUT
方式4 软件触发选通信号
方式4 WR CLK GATE 4 3
4 3 2 1 0
OUT
3 2
3 2 1 0
方式5 硬件触发选通信号
方式5 WR 4 3
CLK GATE
4 3 2 1 0 OUT
3 2 1 3 2 1 0
各种工作方式的输出波形
方式 0
方式 1 方式 2 方式 3 方式 4
N 0 1 N 0 1
返回本节
8.2.4 8253的工作方式
8253有6种工作方式，由方式控制字确定 熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用问题， 选择正确的工作方式 每种工作方式的过程类似：
⑴ 设定工作方式 ⑵ 设定计数初值 〔 ⑶ 硬件启动 〕 ⑷ 计数初值进入减1计数器 ⑸ 每输入一个时钟计数器减1的计数过程 ⑹ 计数过程结束
方式1
WR CLK
GATE
③
4 OUT
3
2
1
0
方式2 频率发生器（分频器）
方式2 WR CLK GATE 4 3 2 1 0 4 3 2 1 0 4 3 2 1 0 4 3 2 1 0
4
OUT
方式3 方波发生器
方式3 WR CLK GATE
4
4 3 2 1 0 4 3 2 1 0 4 3 2 1 0 4 3 2 1 0
N N N/2 N N 0 1 0/N 0/N N/2 N 0 1 0 0 0 1 0
讨论： 计数开始的时刻
方式 5
计数开始的时刻
实验： 计数开始的时刻
需要注意： 处理器写入8253的计数初值只是写入了 预置寄存器，之后到来的第一个CLK输入 脉冲（需先由低电平变高，再由高变低） 才将预置寄存器的初值送到减1计数器。 从第二个CLK信号的下降沿，计数器才真 正开始减1计数。
8253初始化
计数器2:扬声器控制
计数器2的输出控制扬声器的发声音调 计数器2只能工作在方式3，才能输出一 定频率的方波，经滤波后得到近似的正 弦波，进而推动扬声器发声 扬声器还受控于并行接口（8255芯片） 必须使PB0和PB1同时为高电平，扬声器 才能发出预先设定频率的声音
可编程: 写控制字设定其工作方式
8.2.1 内部结构
8253的内部结构示意图
计数器结构示意图
计数初值存于预置寄存器； 预置寄存器 在计数过程中， CLK OUT 减法计数器的值不断递减， 减1计数器 而预置寄存器中的预置不变。 GATE 输出锁存器用于写入锁存命令时， 锁定当前计数值输出锁存器
8.2.2 引脚信号
8253加电后的工作方式不确定 8253必须初始化编程，才能正常工作 写入控制字
写入计数初值 读取计数值 8254新增读回命令
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1 写入方式控制字
D7 D6 D5 D4 D3 D2
工作方式
示例
D1Leabharlann D0数制计数器
读写格式
000 00 计数器0 00 计数器锁存命令方式0 0 二进制 001 01 计数器1 01 只读写低字节 方式1 1 十进制 010 控制字写入控制字I/O地址（A1A0＝11） 10 计数器2 10 只读写高字节 方式2 011 方式3 11 非法 11 先读写低字节 方式4 100 后读写高字节 方式5 101
2．8253计数功能的应用
(教材252页)例2：
(1)8253通道0记录外部事件的发生次数，每输 入一个高脉冲表示事件发生1次。
(2)当事件发生100次后就向CPU提出中断请求 (边沿触发)， (3) 假 设 8253 片 选 信 号 的 I/O 地 址 范 围 为
200H～203H，如图8-12。
;设置计数初值 ;计数初值为100
输出：明确向哪个端口输出什么数据 输入：清楚从哪个端口输入什么数据
教材252页 例2
3. 8253计数通道的级联使用
(教材252页)例3： 已 知 8253 的 CLK1=1MHz 、 /CS=320H ～ 323H，要求用8253连续产生10秒的定时信号。 (1)8253的一个通道的最大计数范围为65536 (2)N=10／10-6=107，超过8253最大计数 (3)使用2个8253通道级连。如图8-13所示 (4)级连后2个通道的初值为N1和N2，则 N=N1×N2
2 写入计数值
示例
选择二进制时
计数值范围：0000H～FFFFH 0000H是最大值，代表65536 计数值范围：0000～9999 0000代表最大值10000
选择十进制（BCD码）
计数值写入计数器各自的I/O地址
3 读取计数值
对8位数据线，读取16位计数值需分两次 计数在不断进行，应该将当前计数值先行 锁存，然后读取：
返回本节
8253 用于定时中断
初始化程序段如下：
方式控制字为00010100B，即14H。
MOV AL, 14H；通道0，写入初值低8位，高8位置0， 方式2，二进制计数 OUT 13H, AL；写入方式到控制字寄存器 MOV AL, 64H； OUT 10H, AL；写入计数初值低8位到通道0
实验1
计数开始 计数开始
实验2
计数开始
问题讨论
通过本例，请大家
思考理论（原理）与实践（工程）的关系 体会教学实践环节（上机、实验）的重要 性 大学的常规教学侧重理论（原理）的掌握 大家需要加强实践（实验）、积累实际经 验
同时，还请大家注意
你还能提供这样的实例吗？
8.2.5 8253的方式控制字
2.与外部设备的接口信号
CLK时钟输入信号——在计数过程中， 此引脚上每输入一个时钟信号（下降 沿），计数器的计数值减1 GATE门控输入信号——控制计数器工 作，可分成电平控制和上升沿控制两种 类型 OUT计数器输出信号——当一次计数过 程结束（计数值减为0），OUT引脚上 将产生一个输出信号
1. 与处理器接口 D0 ~ D7数据线 RD*读信号 CS*片选信号 A0 ~ A1地址线 WR*写信号
写操作WR*
CS* A1 A0 I/O地址 读操作RD* 0 0 0 40H 读计数器0 0 0 1 41H 读计数器1 0 1 0 42H 读计数器2 0 1 1 43H 无操作
写计数器0 写计数器1 写计数器2 写控制字
8.2.3 计数启动方式和计数结束方式
软件启动计数方式: GATE=1，写入计数初值后， 开始减计数 硬件启动计数方式:由计数控制端GATE加一个从 低电平到高电平变化的上跳沿控制开始减计数。 一次性计数方式：减计数单元减至0后不能自动 将原计数初值寄存器中的初值装入减计数单元， 不能重新开始新的一轮计数。 自动重装方式：如减计数单元减至0后，能自动 将原初值寄存器中的初值自动装入减计数单元， 并重新开始新一轮计数。
8253 用于通道的级联
设计数器初值N1=500, N2=20000,使用方式2， 二进制计数，则通道1、2的初始化程序：