第八章 定时器计数器接口

8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.4 8253的工作方式（续）
WR CLK
GATE OUT
CW
n=4
4
3
2
1
0
计数值写入计数器 方式5：计数，上升沿触发（硬触发）
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.4 8253的工作方式（续）
mode 0 Gate=“0”
停止计数
CW
n=4
4
3
2
1 0/4 3
2
1 0/4
3
2
1
OUT
2+2或3+2
方式3：定时，电平触发，上升沿也触发
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.4 8253的工作方式（续）
WR CLK
CW N n=4 N N 4 3 2 1 0
GATE
OUT
计数值写入计数器
方式4：计数，电平触发（软触发）
MAIN: MOV DX，OFFSET INT1C； 中断程序入口 MOV AX，251CH； INT 21H ；设置中断向量表 MOV DX，OFFSET MAIN；驻留程序的长度 INT 27H ；
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8253在IBM PC系列机中的应用（8253时钟中断的使用）
*CMOS参数（2）
PCI slot IRQ：Auto/Manual（注意不要冲突） PCI IDE IRQ：Auto/Manual（注意不要冲突） PCI IDE Trigger Type：PCI 总线中断控制信号的设置， Edge /Level，若接口无特殊要求则设置为Level。 Resources Controlled By：设置系统资源(IRQ,DMA)的 分配方式, Auto/ Manual。 PCI IDE IRQ Map To: 若主板上插有非PCI总线的IDE卡 时设为ISA。 Primary IDE INTR#: A / Secondary IDE INTR#: B : 设置IDE接口的中断优先级，A优于B。 IRQ xx Used By ISA：设置某个IRQ （3~15）给ISA总线使用。 DMA x Used By ISA：设置某个DMA （1,3,5等）给ISA总线使用。 PCI Latency Timer：PCI总线的响应时间 （32，64，128等）。与主板有关。
8.2.4 8253的工作方式（续） WR CLK
CW n=3
GATE OUT
N
N
N
3 2
1 0/3 2
1 0/3 2
1 0/3 2
1
分频器 计数值写入计数器 方式2：定时，电平触发，上升沿也触发
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.4 8253的工作方式（续）
WR CLK GATE
1)子程序名:SOUND; 2)子程序功能: 启动8253计数器2产生指定频率的声音并持 续指定的时间
3)入口条件: DX=产生方波的频率;
AX=持续(延时)的时间(ms); 4)出口条件: 无; 5)受影响的寄存器:AX,DX,F。 SOUND PROC PUSH CX PUSH SI ;保存CX、SI寄存器
第八章 定时器/计数器接口
2011/10
东北大学计算机系统研究所
第八章
8.1 什么是定时和计数 8.2 8253/8254可编程定时/计数器 8.3 MC146818 CMOS RAM/实时时钟钟 习题
8.1 什么是定时和计数
• 定时：CPU通过接口电路产生时间符合要 求的信号的过程称为定时。该接口电路称
8.3 MC146818 CMOS RAM/实时时钟
MC146818的特点 • 采用CMOS工艺，功耗小，可用电池供电。 • MC146818中数据的存取 • 利用INT 1AH：只能存取时钟信息。例 如，将时间设置为12：45，不使用夏时 制： mov ah,03h; mov cl,45h; mov ch, 12h; mov dh,0; mov dl,0; int 1ah; • 利用汇编语言：如在DEBUG下，O 70 10/O 71 10即可删除CMOS的口令。
8.3 MC146818 CMOS RAM/实时时钟
8.3.1 MC146818的功能
• 64B的静态存储器，前14个字节用于保存秒、 分、小时、星期、日、月、年，及一些状 态、控制寄存器。还保存硬件配置参数。 （通过程序或BIOS修改其内容） • 定时功能，可任意设定时间间隔 为30.517us~1天的中断申请。
第八章
8.1 概 述 8.2 8253/8254可编程定时/计数器 8.3 MC146818 CMOS RAM/实时时钟钟 习题
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.1 8253的引脚信号
8253
D0~D7 CH0 A0 A1 RD CH1
CLK0 GATE0 OUT0 CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2
MAIN： MOV DX，OFFSET INT1C； 中断程序入 口 MOV AX，251CH； INT 21H ；设置中断向量表
MOV DX，OFFSET MAIN；驻留程序的长度 INT 27H ；
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.5 8253在IBM PC系列机中的应用 （8253时钟中断的使用）
利用通道2控制扬 声器发声。选择工 作方式3，声音频 率为4kHz(存放在 DX中)。端口地址 为40H~43H。
MOV SI, DX MOV AL, 10110110B OUT 43H, AL MOV DX, 0012H MOV AX, 34DCH DIV SI OUT 42H, AL MOV A53/8254可编程定时器/计数器
*8253的应用练习-多个通道级联，占空比可调 +5V
10ms
OUT0 4ms Q OUT2 6ms GATE0 CLK0 OUT0 1KHz GATE1 4ms CLK1 OUT1 GATE2 CLK2 OUT2
10ms
Q S Q R
通道2：方式3，CLK=1.19MHz，GATE接8255A PB0， OUT接扬声器的驱动器输入端，即产生不同频率的方波， 发出不同的声音。
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.5 8253在IBM PC系列机中的应用（8253时钟中断的使用）
8253通道0每55ms产生一次类型为8的中断，在INT 8中断服务程序中， 修改系统时间，从而维护系统的日历和时钟。 为利用INT 8中断，在其中断程序中有一条指令：INT 1CH。因此它与 INT 8同步，而且不必在结束时执行EOI命令，因为在INT 1CH中执行 了。用户可以利用INT 1CH编写自己的定时程序。例：编写一个驻留程 序，每隔1s在屏幕的右上角显示一个数字，在0~9之间变化。
;1193180/频率=计数值
MOV AL,AH
OUT 42H,AL IN AL,61H
;送计数值的高位
;读8255A的B口
OR AL,03H
OUT 61H,AL
;允许产生声音
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8253在IBM PC系列机中的应用（8253时钟中断的使用）
POP AX MOV DX,1000 MUL DX MOV CX,DX MOV DX,AX MOV AH,86H ;恢复延时的时间(ms) ;变为μs
WR
CS CH2
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.2 8253的内部结构
8253
控制寄存器 计数初值寄存器 CLK0 GATE0 计数器 当前计数值寄存器 OUT0
通道1
通道2
计数初值=参 考时钟频率 输出频率
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.3 8253的控制字
为定时器。
• 计数： CPU通过接口电路对外部事件的数
量进行统计的过程称为计数。该接口电路
称为计数器。
8.1 什么是定时和计数
三种定时方法
• 软件定时：
MOV CX，XXXXH lp: NOP ……. NOP LOOP lp
或调用定时子程序，如INT指令、其它高 级语言中的子程序。 • 硬件定时：采用TTL或CMOS集成电路， 如NE555、计数器等，或晶振、阻容电路 等。 • 可编程定时器：如8253/8254，CTC等。
Gate=“ ”
Gate=“1”
进行计数
1
计数不受影响
开始计数，一个 时钟周期后输出 低电平
计数不受影响
2 3 4 5
停止计数，输出高电平 停止计数，输出高电平 停止计数
开始计数，重设初始值 进行计数 开始计数 进行计数 进行计数
计数不受影响
开始计数
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
*8253的初始化
8253通道0每55ms产生一次类型为8的中断，在INT 8中断 服务程序中，修改系统时间，从而维护系统的日历和时钟。
为利用INT 8中断，在其中断程序中有一条指令：INT 1CH。 因此它与INT 8同步，而且不必在结束时执行EOI命令，因 为在INT 1CH中执行了。用户可以利用INT 1CH编写自己 的定时程序。例：编写一个驻留程序，每隔1s在屏幕的右上 角显示一个数字，在0~9之间变化。
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.5 8253在IBM PC系列机中的应用 （在PC/XT中为8253，在PC/AT中为8254 ）
通道0：方式3，CLK=1.19MHz，GATE=“1”，OUT接IRQ0， 计数初值为0（65536），即每隔55ms一个中断请求信号，中断 程序据此维护系统的日历时钟。 通道1：方式2，CLK=1.19MHz，GATE=“1”，OUT接 DREQ0，计数初值为18，即每隔15vs一个DMA请求信号，使 DMA周期性地进行DRAM刷新。
*CMOS参数（1）
Onboard FDD Controler ：主板上的软驱控制器，如使 用IDE卡上的控制器，则置Disable。 Onboard PCI IDE Enable：主板上的IDE控制器，同上。 IDE HDD Block Mode：硬盘块传输模式，设置扇区数或 Disable。 IDE PIO Mode：5种模式，代表不同的速度1， 2，….,AUTO。 Onboard Serial Port或UART：主板上的串形通信接口 COM1和COM2，若有内置MODEM，则将相应的串口 置Disable。 Onboard Parallel Port：主板上的打印机接 口（378H/IRQ7）。 Onboard Parallel Mode：主板上的并行口工 作模式，Normal，EPP，ECP，EPP+ECP 模式。 USB Controller：置abled或disabled。
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
*8253的应用练习-多个通道级联，任意脉宽 +5V
OUT0 30ms OUT1 3ms
….. 3ms方波
GATE0 1KHz CLK0 OUT0 GATE1 CLK1 OUT1 GATE2 CLK2 OUT2 3ms
任意脉宽负脉冲
第八章
8.1 概 述 8.2 8253/8254可编程定时/计数器 8.3 MC146818 CMOS RAM/实时时钟钟 习题
PUSH AX
MOV SI,DX ;频率送SI
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8253在IBM PC系列机中的应用（8253时钟中断的使用）
MOV AL,10110110B ;将8253计数器2设置为方式3 OUT 43H,AL MOV DX,0012H MOV AX,34DCH DIV SI OUT 42H,AL ;1193180的低位 ;1193180的高位 ;送计数值的低位
二进制 BCD码 0/1
通道号0 ~2
读写锁存器
00=锁存计数值 工作方式0 ~5 01=读/写LSB 10=读/写MSB 11=先读写LSB，后读写MSB
8253的初始化：先写控制字再写计数初值
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.4 8253的工作方式
WR CLK GATE
CW n=5
5
4
停止计数3
2 1
0
OUT
计数值写入计数器 方式0：计数，电平触发（软触发）
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
8.2.4 8253的工作方式（续）
WR
CLK GATE OUT
5 4 3 5 4 3 2 1 0 CW n=5
重新计数 方式1：计数，上升沿触发（硬触发）
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
INT 15H
POP SI POP CX
;延时
RET
SOUND ENDP
8.2 8253/8254可编程定时器/计数器
*8253的应用练习-多个通道级联，任意周期的方波 1000μs +5V
OUT0
10 μ s 1000ms OUT1 500ms
GATE0 CLK0 OUT0 GATE1 CLK1 OUT1 GATE2 CLK2 OUT2