第9章 定时计数器
第9章定时器
第9章定时器/计数器（2天）9.1 定时器/计数器的用途及工作原理80C51系列单片器的51子系列内部有两个定时器/计数器，它既可以作为定时器使用，也可以作为计数器使用。
定时器/计数器可以用与对某事件的计数结果进行控制，或按一定时间间隔进行控制。
9.1.1 定时器/计数器的用途在单片机应用技术中，往往需要定时检查某个参数，或按一定时间间隔来进行某种控制；有时还需要根据某种事件的计数结果进行控制，这就需要单片机具有定时和计数功能。
单片机内的定时器/计数器正是为此而设计的。
定时功能虽然可以用延时程序来实现，但这样做是以降低CPU的工作效为代价的，定时器则不影响CPU的效率。
由于单片机内集成了硬件定时器/计数器部件，这样就简化了应用系统的设计。
9.1.2定时器/计数器的结构80C51系列单片机的51子系列内部有两个16位定时器/计数器，简称定时器0和定时器1，分别用T0和T1表示，52子系列单片机还增加了另一个16位定时器/计数器T2。
定时器的基本结构如图9.1所示从图中可以看出，它是由两个16位定时器T0、T1和两个寄存器TCON、TMOD组成。
其中T0、T1又可分成两个独立的8位计数器即TH0、TL0和TH1、TL1，用于存储定时器、计数器的初值；TMOD为模拟控制寄存器，主要用来设置定时器/计数器的操作模式；TCON为控制寄存器，主要用来控制定时器/计数器的启动与停止图9.1 定时器/计数器结构框图9.1.3定时器/计数器的工作原理定时器和计数器的原理是一样的，都是进行计数操作，每次加1，加满溢出后，再从0开始计数，定时器和计数器不同之处是输入的计数信号来源不用。
下面以定时器T0为例，说明定时器/计数器的工作原理。
图9.2为定时器/计数器T0在模式0下的结构示意图。
在这种模式下，16为寄存器只用了13位，即由TL0的低5位和TH0的高8位组成的加法计数器。
图9.2 T0（T1）在模式0下的结构示意图K1为定时或计数的选择开关，由寄存器TMOD控制。
80c51单片机定时器计数器工作原理
80c51单片机定时器计数器工作原理80C51单片机是一种常用的微控制器，其定时器/计数器（Timer/Counter）是实现定时和计数功能的重要组件。
以下简要介绍80C51单片机定时器/计数器的工作原理：1. 结构：定时器/计数器由一个16位的加法器构成，可以自动加0xFFFF（即65535）。
定时器/计数器的输入时钟可以来自系统时钟或外部时钟源。
2. 工作模式：定时模式：当定时器/计数器的输入时钟源驱动加法器不断计数时，可以在达到一定时间后产生中断或产生其他操作。
计数模式：当外部事件（如电平变化）发生时，定时器/计数器的输入引脚可以接收信号，使加法器产生一个增量，从而计数外部事件发生的次数。
3. 定时常数：在定时模式下，定时常数（即定时时间）由预分频器和定时器/计数器的初值共同决定。
例如，如果预分频器设置为1，定时器/计数器的初值为X，那么实际的定时时间 = (65535 - X) 预分频系数输入时钟周期。
在计数模式下，定时常数由外部事件发生的时间间隔决定。
4. 溢出和中断：当加法器达到65535（即0xFFFF）时，会产生溢出，并触发中断或其他操作。
中断处理程序可以用于执行特定的任务或重置定时器/计数器的值。
5. 控制寄存器：定时器/计数器的操作可以通过设置相关的控制寄存器来控制，如启动/停止定时器、设置预分频系数等。
6. 应用：定时器/计数器在许多应用中都很有用，如时间延迟、频率测量、事件计数等。
为了充分利用80C51单片机的定时器/计数器功能，通常需要根据实际应用需求配置和控制相应的寄存器，并编写适当的软件来处理定时器和计数器的操作。
微机原理及接口技术概述
数据总线DB
控制总线CB
1.2.2 微型计算机的软件系统
操作系统 MS-DOS
汇编程序
文本编辑程序
MASM和LINK
调试程序
DEBUG.EXE
1.3 IBM PC系列机系统
16位IBM PC系列机是32位微机的基础 8088CPU
IBM PC机 IBM PC/XT机 IBM PC/AT机
（1）数—用来直接表征量的多少，它们有大小之分，可进行各种数学 运算。 （2）码—用来指代某个事物或事物的状态属性。计算机对码主要是做 管理、编辑、判断、检索、转换、存储及传输等工作。
1.4.1 计算机中的数
在讨论计算机中的数时，需要说明几个基本概念:
(1)进位计数制---即采用进位的计数方法。采用这种计数方法后人们可以用有限的数 码符号来表示无穷大或无穷小的数。在计算机领域，常用的进位计数制有二进制、十进 制、八进制和十六进制（因本课程不使用八进制数据，故以下从略）。例如，二进制中 有两个数码符号，即0和1,执行逢2进1的运算规则；十进制中有10个数码符号0-9，执行 逢10进1的运算规则；十六进制中有16个数码符号0一9及A一F，执行逢16进1的运算规则。 注意，在十六进制中，数码A表示十进制的10，但决不能记作10，因为1和0是两个十六 进制符号。 (2)基数---某种进位计数制中所包含的数码个数就是该数制的基数（Base），如二进制 的基数为2，N进制的基数为N。基数体现了该数制中进位和借位的原则：当我们在某个 数位上计够一个基数时需要向前进1；反之，从前一位借1可在后一位上当一个完整的基 数来使用。 (3)权—也称权重（Weight），表示进位计数制中各数位的单位值（可形象地理解为每个 数位的单位“重量”）。权可以用基数幂的形式来表示，例如在十进制数1111.11中， 各个“1”具有不同的权重，从左到右分别为：103、102 、101、100、10-1和10-2。还可进 一步推广到N进制数(1111．11）N，从左到右各数位上的权重分别是：N3、N2、 N1、N0, N-1和N-2。
《微机原理与接口技术》第九章8253
二、8253的内部结构
数据总线 缓冲器 读／写控 制电路 计数通道
通道控制 寄存器
三、 8253的管脚分配
控制线
数据线 通道选择
通道管脚
四、 8253的编程
8253只有一个控制字，8253的一个方式 控制字只决定一个计数通道的工作模式。 8253 的控制字格式如图所示。共分为 4 部 分，通道选择、计数器读 / 写方式、工作 方式和计数码的选择。
第9章 可编程接口芯片
可编程接口概术 可编程定时／计数器接口芯片8253
可编程接口概术
一个简单的具有输入功能和输出功能的 可编程接口电路如下图，它包括一个输入接口， 其组成主要是八位的三态门；一个输出接口， 其组成主要是八位的锁存器；另外还有八位的 多路转换开关及控制这个开关的寄存器FF。
9. 1 可编程定时／计数器接口芯片8253 一、功能
定时和脉冲信号的处理与接口是完全有别于 并行信号的，其特点是信号形式简单但需要连 续检测，下面介绍的INTEL8253可编程定时／ 计数器就是可以实现所要求这方面功能。8253 内部有3个独立的16位定时／计数器通道。计 数器可按照二进制或十进制计数，计数和定时 范围可在1—65535之间改变，每个通道有6种 工作方式，计数频率可高达2MHz以上。
4、方式3——方波发生器 方式2虽然可以作分频电路，但其输出 是窄脉冲，如果是方波，就只有选方式3
5、方式4——软件触发方式 方式4在工作过程中有以下特点：
a、 门控信号GATE为高电平，计数器开始减 1计数，OUT维持高电平； b、 当计数器减到0，输出端OUT变低，再经 过一个 CLK 输入时钟周期， OUT 输出又变 高。
解：1、电路。 需要两个通道，一个作为计数，选用通道0。另一 个产生1KHz信号，选用通道1。工作原理如下，传感 器电路把物理事件转换为脉冲信号输入到通道0计数， 当记录10000个事件后，通道0计数器溢出，GATE端输 出高电平，这时通道1开始工作，产生1KHz信号推动喇 叭发音。
51单片机定时计数器的工作原理
51单片机定时计数器的工作原理
51单片机是一种常用的微控制器，它具有多个定时计数器，其中包括定时器0和定时器1。
这些定时计数器是通过内部时
钟源提供的脉冲进行计数的。
定时器0和定时器1是独立的计数器，它们可以用于不同
的应用。
这里我们将主要关注定时器0的工作原理。
定时器0
由一个八位计数器和一个控制寄存器组成。
当定时器0启动时，它会根据时钟源提供的脉冲进行计数，每个脉冲会使计数器的值增加1。
定时器0的计数范围为0-255，即八位二进制数。
通过控制寄存器，我们可以设置定时器0的工作模式、计
数器的初始值以及时钟源的频率。
定时器0可以以不同的方式工作，包括定时模式和计数模式。
在定时模式下，我们可以设置一个初始值，并在每次计数
器增加到该值时产生一个中断。
这样就可以实现精确的定时功能。
定时器0的中断服务程序可以完成各种操作，例如控制其他外设、延时等。
在计数模式下，定时器0将简单地计数外部触发信号的脉
冲次数。
这可以用于测量外部事件的时间间隔或频率。
需要注意的是，定时器0的工作需要通过编程来完成。
我
们可以使用汇编语言或C语言来配置定时器0的寄存器，并
设计相应的中断服务程序。
51单片机定时器的工作原理是通过定时器0和定时器1实
现计数功能。
定时器0可以在定时模式或计数模式下工作，通过设置计数值和时钟源频率，实现精确的定时功能或测量外部
事件的时间间隔或频率。
编程则是必不可少的，通过配置寄存器和编写中断服务程序来实现定时器的工作。
定时计数器
T1端 TR1 GATE l
≥l
TF1
中断
C/T=1 &
控制
INT1端
2．工作方式1 （ M1M0=01 ，16位定时器/计数器） 由TH1和TL1构成16位加1计数器，其他特性与工作 方式0相同。
振荡器 ÷12 C/T=0 TL1 (8位) T1端 TR1 GATE INT1端 l ≥l TH1 (8位)
第6章
定时/计数器
P132
定时/计数器的结构及工作原理 定时/计数器的工作方式 定时/计数器方式和控制寄存器 定时/计数器的编程举例
6.1 概述
在测量控制系统中，常需要有实时时钟和计数器，以实现 定时（或延时）控制以及对外界事件进行计数。 一、常用的定时（或延时）方法： 软件延时：利用执行一个循环程序进行时间延迟。其特点是 定时时间精确，不需外加硬件电路，但占用CPU时间。因此软 件定时的时间不宜过长。 硬件定时：利用硬件电路实现定时。其特点是不占用CPU时 间，通过改变电路元器件参数来调节定时，但使用不够灵活方 便。对于时间较长的定时，常用硬件电路来实现。 可编程定时器/计数器（硬件+软件）：通过专用的定时器/ 计数器芯片实现。其特点是通过对系统时钟脉冲进行计数实 现定时，定时时间可通过程序设定的方法改变，使用灵活方 便。也可实现对外部脉冲的计数功能。
TL0，#83H P1.0 TH0，#06H P1.1
;送方式字 ;送时间常数 ;送时间常数 ;送控制宇 ;送中断控制字
;等待中断
;重装时间常数 ;控制方波倒相 ;重装时间常数 ;控制方波倒相
RETI DONE2: MOV CPL RETI
【*例3】试用T1方式2编制程序，在P1.0引脚输出周 期为400S的脉冲方波，已知fosc=12MHZ。
第9章-并行接口及定时计数技术课件(2)
……
;后续程序段
……
……
35
9.3 可编程计数/定时控制器8253
定时控制在微机系统中极为重要
选通输入方式下
端口A的INTEA对应PC4 端口B的INTEB对应PC2
22
方式1输出引脚：A端口
PA7~PA0 INTEA PC6
PC7
PC3
外设响应信号 表示外设已经接收到数据
ACKA OBFA
INTRA
输出缓冲器满信号 表示CPU已经输出了数据
中断允许触发器
中断请求信号 请求CPU再次输出数据
这是8255A中各端口的基本输入/输出方式。它只完成 简单的并行输入/输出操作，CPU可从指定端口输入信 息，也可向指定端口输出信息。
18
方式1输入引脚：A端口
PA7~PA0 INTEA PC4
PC5
P已经准备好数据
STBA
IBFA INTRA
第9章 并行接口及定时/计数技术
2024/10/2
1
主要内容
并行通信与并行接口 可编程并行通信接口芯片8255A 可编程定时/计数器8253
2
9.1 并行通信与并行接口
并行通信
把一个字符的各数位用几条线同时进行传输，传输速 度快，信息率高。但它比串行通信所用的电缆多，因 此，并行通信常用在传输距离较短(几米至几十米)和 数据传输率较高的场合。
A、B都完成输入操作功能 A、B都完成输出操作功能 A、B其中一个输入，另一个输出
26
端口A、B都为方式1输入操作
工作方式控制字可设置如下
27
端口状态如下图所示
28
当端口A和端口B同时被定义为工作方式1完成输入操 作时，端口C的PC5～PC0被用作控制信号，只有PC7和 PC6位可完成数据输入或输出操作。
微机原理与接口技术9章8253
定时器/计数器
• 主要内容
– 定时与计数 – 可编程定时器/计数器接口芯片8253
定时与计数
• 定时技术在微机系统中必不可少
– 微机的工作在标准时钟控制下完成 – 为外设提供实时时钟 – 向外设定时发出控制信号
• 定时中断、定时检测、定时扫描、定时显示……
– 对外部事件进行计数
定时与计数
• 定时与计数
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式4——软件触发的选通信号发生器
• 波形图
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式4——软件触发的选通信号发生器
• 工作特点
– 计数由软件启动，每次写入计数初值只启动一次 计数 – 当计数值为N时，则间隔N＋1个CLK脉冲输出一 个负脉冲（计数一次有效） – 在计数过程中，可由GATE信号控制暂停。当 GATE＝0时，暂停计数；当GATE＝1时，继续计 数 – 在计数过程中写入新的计数初值，则按新的初值 重新开始计数
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式5——硬件触发的选通信号发生器
• 波形图
可编程定时/计数芯片8253
• 8253的工作方式
– 方式5——硬件触发的选通信号发生器
• 工作特点
– 计数由GATE上升沿启动，只要GATE端给触 发脉冲，则会装入计数值，并开始计数 – 在这种方式下，若设置的计数值是N，则在 GATE脉冲后，经过（N＋1）个CLK，OUT端 才输出一个负脉冲 – 在计数过程中修改计数初值，不会影响本次计 数，只有GATE端再次触发时，才按新的计数 值计数
微机原理与接口技术
第九章 8253
第九章2 可编程接口芯片8254A
● 计数/定时技术 ● 8254的引脚及6种工作方式
● 8254的编程
第九章 可编程接口芯片及其与CPU的接口
定时器和计数器异同
• 定时器的实质——计数器 – 由数字电路中的计数电路构成，通过记录高精 度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间隔 （周期性） • 计数器 • 计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性 的脉冲信号时, 它主要反映脉冲的个数（一次性）
区分6种工作方式的标志:
①启动计数器的触发方式 ②输出波形
③计数过程中门控信号的作用
④在计数过程中写入新初值的处理 方式
第九章 可编程接口芯片及其与CPU的接口
方式0 计数结束中断(一次有效)
写入控制字之后，相应的输出信号OUT就开始 变成低电平。 计数器写完计数值时，开始计数。当计数器减 到零时，OUT立即输出高电平。
• 所有的输入输出都与TTL兼容
第九章 可编程接口芯片及其与CPU的接口
9.2.2 8254的内部结构和引脚
D7～D0
数据总线 缓冲器
内 RD WR A0 A1 部 读写控制 逻辑
CLK 计数器0 OUT
0 0
GATE
0
数
据 总
CLK 计数器1 OUT
1 1
GATE
1
CS
控制字 寄存器
CLK
计数器2 OUT
写入计数初值后，计数器并不立即开始工作； 等待到GATE上升沿，才开始工作，使输出OUT变 成低电平； 直到计数器值减到零后，输出才变高电平。 计数到0，初值自动重置，但要等到下一个GATE 上升沿触发才重新计数。 [单稳态触发器]只有一个稳态（高电平），一 个触发脉冲使触发器进入暂稳态（低电平）， 经过一段可调的时间间隔后，又回到稳态。所 以工作于方式1时相当于一个可重复触发的单稳 态触发器。
定时器 计数器的工作原理
定时器计数器的工作原理
定时器和计数器是电子设备中常见的两种功能模块。
它们可以分别完成精确计时和计数的任务。
定时器的工作原理是基于一个稳定的时钟源，通常是晶体振荡器。
时钟源会产生一个固定频率的周期性信号，这个信号频率可以根据系统需求进行调节。
定时器的主要组成部分是一个计数器和一些辅助逻辑电路。
计数器用于记录时钟脉冲的数量，根据计数值和时钟频率可以确定经过的时间。
辅助逻辑电路用于控制计数器的工作方式，例如开始计数、计数暂停、计数清零等。
当定时器启动后，时钟信号会连续地输入计数器。
每个时钟脉冲都会使计数器的计数值加1。
当计数器的计数值达到某个预先设置的目标值时，辅助逻辑电路会触发一个中断信号，以通知系统达到了设定的时间。
计数器的工作原理与定时器相似，但它主要用于计数任务，而不是计时。
计数器通常用于记录输入信号的脉冲数量，可以用来测量运动物体的速度、计算输入信号的频率等。
计数器也是由一个计数器和辅助逻辑电路组成。
计数器记录输入脉冲的数量，辅助逻辑电路用于控制计数器的工作方式，例如开始计数、计数暂停、计数清零等。
当计数器启动后，每个输入脉冲都会使计数器的计数值加1。
当计数器的计数值达到预先设置的目标值时，辅助逻辑电路会触发一个中断信号，通知系统完成了预定的计数任务。
总结起来，定时器和计数器都是基于时钟脉冲的工作，通过计数器记录时钟脉冲的数量来实现计时或计数的功能。
它们在很多电子设备中都有广泛的应用。
单片机定时器计数器工作原理
单片机定时器计数器工作原理单片机定时器计数器是单片机中非常重要的一个模块，它通常用于实现各种定时和计数功能。
通过定时器计数器，单片机能够精准地进行定时操作，实现定时中断、计数、脉冲生成等功能。
本文将详细介绍单片机定时器计数器的工作原理。
1. 定时器计数器的功能单片机定时器计数器通常由若干寄存器和控制逻辑组成，可以实现以下几种功能：- 定时功能：通过设置计数器的初始值和工作模式，可以实现一定时间的定时功能，单片机能够在计时结束时触发中断或产生输出信号。
- 计数功能：可以实现对外部信号的计数功能，用于测量脉冲个数、频率等。
也可以用于实现脉冲输出、PWM等功能。
- 脉冲发生功能：可以在一定条件下控制定时器输出脉冲，用于控制外部器件的工作。
2. 定时器计数器的工作原理定时器计数器的工作原理可以分为初始化、计数及中断处理几个基本环节。
（1）初始化：在使用定时器前，需要对定时器计数器进行初始化设置。
主要包括选择工作模式、设置计数器的初始值、开启中断等。
不同的单片机厂商提供了不同的定时器初始化方式和寄存器设置方式，通常需要查阅相关的单片机手册来进行设置。
（2）计数：初始化完成后，定时器开始进行计数工作。
根据不同的工作模式，定时器可以以不同的频率进行计数。
通常采用的计数源是内部时钟频率，也可以选择外部时钟源。
通过对计数器的频率设置和初始值的设定，可以实现不同的定时功能。
（3）中断处理：在定时器计数完成后，可以触发中断来通知单片机进行相应的处理。
通过中断服务程序，可以定时执行一些任务，或者控制一些外部设备。
中断服务程序的编写需要根据具体的单片机和编程语言来进行相应的设置。
3. 定时器计数器的应用定时器计数器广泛应用于各种嵌入式系统中，最常见的应用包括定时中断、PWM输出、脉冲计数、定时控制等。
可以利用定时器计数器实现LED呼吸灯效果、马达控制、红外遥控编码等功能。
在工业自动化、通信设备、电子仪器等领域也有着广泛的应用。
定时器计数器工作原理
定时器计数器工作原理
定时器计数器是一种用于计算时间间隔的电子设备。
它通过内部的晶振、分频器和计数器等组件实现精确的计时功能。
工作原理如下：
1. 晶振：定时器计数器内部搭载了一个晶振，晶振的频率非常稳定，一般为固定的几十千赫兹。
2. 分频器：晶振的频率可能非常高，但计数器需要较低的频率进行计数，所以需要一个分频器将晶振的频率降低，得到一个更低的频率作为计数器的输入。
3. 计数器：分频器将得到的较低频率信号送入计数器，计数器会根据信号的脉冲个数来进行计数。
4. 触发器：计数器会将计数结果保存在一个触发器中，可以通过读取这个触发器来获取时间间隔的计数值。
5. 重置：当计数器达到设定的计数值后，会自动重置为初始状态，重新开始计数。
通过以上几个步骤的组合，定时器计数器可以实现精确的时间间隔计算。
可以根据不同的需求设置不同的晶振频率、分频器的分频倍数和触发器的位数，以实现不同精度的计数功能。
定时器计数器广泛应用于各种电子设备中，如计时器、时钟、
定时开关等。
它们都依赖于定时器计数器的准确计时功能，来实现精确的时间控制。
第9章微机原理课件
2013年6月8日星期六
第9章第26页共50页
第9章
定时/计数接口电路
6.方式5——硬件触发选通 方式5的波形如图9.10所示。
CW＝1A N＝3
WR
CLK GATE OUT
2013年6月8日星期六
1
2
3
2
1
0
第9章第27页共50页
图9.10 方式5波形
第9章
定时/计数接口电路
GATA的作用
2013年6月8日星期六
第9章第28页共50页
第9章
定时/计数接口电路
硬件定时及可编程的硬件定时器/计数器。
1. 软件定时 软件定时的方法是：由于执行每条指令都需要时间，则执
行一个程序段就需要一个固定的时间，通过适当地挑选指令和
安排循环次数来实现软件的定时。 这种方法由于要完全占用CPU的时间，因而降低了CPU的 利用率。
2013年6月8日星期六 第9章第2页共50页
0
1 0
0
× 1
1
× 1
1
× ×
1
× ×
无操作(三态)
禁止(三态) 无操作(三态)
2013年6月8日星期六
第9章第10页共50页
第9章
定时/计数接口电路
9.2.3 Intel8253的控制字和编程
在8253的初始化编程中，CPU通过向8253的控制字寄存 器写入控制字来设置其工作方式。格式如下：
2013年6月8日星期六
第9章
定时/计数接口电路
第9章 定时/计数接口电路
9.1 定时/计数的基本概念
9.2 可编程定时/计数器Intel 8253/8254
9.3 Intel 8254简介
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。
第九章 中断控制器8259A(9.1)
中断类型码:
D7D6D5D4D3 D2D1D0 0 0 0 0 0 1 … 1 1 1
2. 优先级的管理方式
(1)完全嵌套方式
在对8259进行初始化后,没有设置其它优先级方式, 则自动按此方式工作.即这是8259A默认的优先权设置方 式，在全嵌套方式下，8259A所管理的8级中断优先权是 固定不变的，其中IR0的中断优先级最高，IR7的中断优 先级最低。 特点:在全嵌套方式中，中断请求按优先级IR0~IR7级 进行处理，IR0级中断的优先级最高。 当一个中断被响应时，中断类型码被放到数据总线上， ISR中的对应位ISn被置1,然后进入中断服务程序。一般情 况下（除了中断自动结束方式外），在CPU发出中断结束 命令（EOI）前，此对应位一直保持“1”。
4.
结束中断处理的方式（EOI）
（1）中断自动结束方式： 用于系统中只有一片8259A，多个中断不会嵌 套的情形。系统一进入中断处理，就将当前中断服 务寄存器ISR的对应位清除。对8259A来说，好像已 经结束了当前中断。 在命令字ICW4中将AEOI（D1）位置“1”。 （2）一般的中断结束方式： 用在全嵌套的情形。 CPU用OUT指令往8259A偶地址发一个EOI命令， 8259A将使ISR最高非零IS位清0。结束当前正在处理 的中断。
⑦优先权判别器PR：用以比较正在处理的中断和刚刚进 入的中断请求之间的优先级别，以决定是否产生多重中断 或中断嵌套。 ⑧ 控制逻辑电路：对整个芯片内部各部件的工作进行协 调和控制。
9.1.2、8259A芯片的工作方式
8259A有多种工作方式，这些工作方式， 可以通过编程设置或改变。 下面，我们进行分类介绍。
CPU响应中断后， 请求中断的中断源 中，优先级最高的 中断源，在中断服 务寄存器ISR中的相 应位置位，而且把 它的中断矢量送至 系统数据总线，在 此中断源的中断服 务完成之前，与它 同级或优先级低的 中断源的中断请求 被屏蔽只有优先级 比它高的中断源的 中断请求才是有效 的，从而出现中断 嵌套。
定时器计数器工作原理
定时器计数器工作原理
定时器计数器基于时钟信号的工作原理如下：
定时器计数器是一种用于测量时间间隔或生成定时触发信号的电子器件。
在工作过程中，它接收外部时钟信号，并根据时钟信号的频率进行计数操作。
计数器中的计数值会随着每个时钟周期的到来而增加或减少。
具体来说，定时器计数器通过计数寄存器来存储计数值。
每当一个时钟脉冲到达时，计数值就会增加或减少一个单位。
计数器可以被预设为一个特定的计数值，并在到达该值时触发一个中断信号或其他事件。
为了实现不同时间间隔的测量，可以通过选择不同的时钟频率来调整定时器的工作速率。
较高的时钟频率会导致计数器计数得更快，因此时间间隔会更短。
相反，较低的时钟频率会导致计数器计数得更慢，时间间隔会更长。
定时器计数器还可以与其他电路和组件结合使用，例如比较器和触发器，来实现更复杂的功能，例如实时时钟、定时中断和脉冲生成等。
综上所述，定时器计数器是基于时钟信号的电子器件，利用时钟信号的频率来进行计数操作，并可根据计数值的变化来测量时间间隔或生成定时触发信号。
第9章 MC9S12XS128定时器模块及其应用实例
《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》
第9章 MC9S12XS128定时器模块及其应用实例
9.3 TIM模块的自由运行计数器和定时器基本寄存器及设置
9.3.1 自由运行主定时器与时钟频率设置
其中，PCLK称为P时钟，由自由运行计数器预分频器将总线时钟进行2k
分频后得到(k=0～7) ，分频系数由定时器系统控制寄存器TSCR2中的PR2、 PR1和PR0三位确定（此时，要求定时器系统控制寄存器TSCR1中的PRNT=0， 即定时器为普通定时器）。
9.2.1 TIM模块结构
【TIM组成】 1个16位自由运行计数器 8个16位输入捕捉/输出比较通道 1个16位脉冲累加器 【特点】 模块时钟输入具有7位预分频器 8个输入捕捉通道带有边沿检测器 8个输出比较通道的输出极性可选择 16位脉冲累加器带有边沿检测器
《MC9S12XS单片机原理及嵌入式系统开发》
9.3.1 自由运行主定时器与时钟频率设置
16位自由运行主定时器的工作频率决定输入捕捉/输出比较的分辨能力。 定时器计数寄存器TCNT对多路转换器输出的时钟信号进行计数，当计数值从
$FFFF溢出变为$0000时，主定时器中断标志寄存器TFLG2中的中断标志TOF置位， 如果此时定时器系统控制寄存器TSCR2中的中断允许位TOI=1，将向CPU申请中断。
9.2.2 TIM模块工作原理
【脉冲累加器】 【计数方式】
★ 门控时间累加方式——门控信号来自输入引脚，时钟信号来自内部时钟
PACLK，即总线时钟的64分频（ECLK/64），门控信号可设定为高电平有效或 低电平有效。在有效电平期间，脉冲累加器对PACLK时钟信号进行计数。此时，
脉冲累加器相当于可控计数器，可用来测量脉冲宽度。
第九章 可编程计数器与定进控制器8253(9.2)
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 0 0 0 1 1 0 0 M0 0 1 0 1 0 1 模式选择 模式0 模式1 模式2 模式3 模式4 模式5
0 0----对计数器进行锁存
0 / / 1 1
0 0----选计数器0
STT： MOV DX，8253-C MOV AL，10H OUT DX，AL MOV DX，8253-0 MOV AL，64H OUT DX，AL MOV DX，8253-C MOV AL，76H OUT DX，AL MOV DX，8253-1 MOV AX，09C4H OUT DX，AL MOV AL，AH OUT DX，A MOV DX，8253-C MOV AL，0B1H OUT DX，AL
图 8-22
方式0——计数结束产生中断
高
图 8-22
单脉冲触发器
图 8-23
分频器
图 8-23 方波发生器
图 8-23 软件触发的选通信号发生器
图 8-23
硬件触发的选通信号发生器
8-2-3 8253应用举例
8253初始化方法: 控制字 计数初值:
已知:CLK 的频率fc与定时的时间t. 计数初值: n= fc t
习题1分析： 用通道 0 作定时器，初始编程使通道0按方式3工作，每秒产 生18.2次输出信号，该信号送到8259A中断控制器的IRQ0输入端。 每55ms产生一次中断请求，8086对其计数，用来计算时间。通道 1 用作动态RAM刷新定时，每隔5.12us产生一次输出信号，请求动态 刷新。OUT1输出产生DMA请求信号送8237，由8237对动态RAM刷新。 （8253地址为40H~43H） 通道0：地址为40H，控制字为36H，工作方式3，计数初值为0 通道1：地址为41H，控制字为 54H，工作方式2，计数初值为12H
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4．方式3—方波发生器 （Square Wave Generator）
微机原理与接口技术
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4．方式3—方波发生器 （Square Wave Generator）
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5．方式4—软件触发选通方式 （Software Triggered Strobe）
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计数初值的计算
8253作计数器： 计数的次数作为计数初值 8253作定时器： 要求产生定时时间间隔的定时常数Tc Tc=要求定时的时间（OUT）/时钟脉冲周期CLK 要求产生频率为f信号的定时常数Tc Tc=时钟脉冲频率fclk/要求的波形频率fOUT
RD WR A1 A0 CS
/
8253内部控制电路，从系统控 CLK1 制线上接收输入信号，转变成 1 GATE1 8253内部操作的各种控制信号。 OUT1
CLK2 2 GATE2 OUT2
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9.2.2 8253的外部引脚
1. 与定时计数电路相连接的引脚
1. 与定时计数电路相连接的引脚
外部控制计数器工 作；作用取决于8253 的工作方式：当为低 电平时，禁止通道的 计数单元计数、由低 电平向高电平变跳过 程中会触发一次新的 计数。
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9.2.2 8253的外部引脚
2. 与系统相连接引脚 地址信号 数据信号 控制信号 面向系统 的引脚信号 按照其传输 信息的种类 不同
1．方式0—计数结束时中断方式 （Interrupt on Terminal Count） CW： 8253控制 字；LSB： 低8位计数 值；MSB： 高8位计数 值
方 式 0 波 形 图
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1．方式0—计数结束时中断方式 （Interrupt on Terminal Count） 初值N，OUT在写入 命令执行后，第N+1 个CLK脉冲之后，变 为高电平
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2．方式1—可编程单稳态触发器 （Programmable One―short） 由外部门控 信号GATE上 升沿触发，使 输出端变为低 电平，产生一 个单拍负脉冲 信号，脉冲宽 度由计数值决 定。
方式1波形图
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9.2.4 8253的工作方式
6种工作方式： 方式0 ~ 方式5 OUT起始电平不同；
OUT输出的波形不同；
区别：
计数过程中GATE信号对计数操作的影响不同； 启动计数器的触发方式不同
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5．方式4—软件触发选通方式 （Software Triggered Strobe）
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4．方式3—方波发生器 （Square Wave Generator） 对称方波（偶数）;近似对称方波（奇数）
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4．方式3—方波发生器 （Square Wave Generator）
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9.2.2 8253的外部引脚
2. 与系统相连接引脚
8位，双 向，三态， 用来与系统 数据总线相 连 写信号，输入， 控制CPU将数据 或控制信息送到 8253
读信号，输入， 控制8253将数据 或状态信息送给 CPU
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6．方式5—硬件触发选通方式 （Hardware Triggered Strobe） 硬件触发计数方式，即门控信号GATE上升沿触发计数。
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6．方式5—硬件触发选通方式 （Hardware Triggered Strobe）
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9.2.2 8253的外部引脚
2. 与系统相连接引脚
内部口地址的选 择，输入。 8253内部共有4 个端口：A口，B 口，C口和控制口；
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9.2.2 8253的外部引脚
2. 与系统相连接引脚
片选，输入， 用来决定芯片是 否被选中，由地 址总线高位经译 码电路产生
8253的基本工作方 式：对外部输入到 CLK引脚上的脉冲进 行计数。 定时还是计数方式， 取决于输入脉冲的性 质和用户的需要。
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9.2.2 8253的外部引脚
8253工作于定时器方式：CLK输入是连续的、周期精 确的时钟脉冲，OUT输出必定是频率降低的、周期精确 的时钟脉冲。 8253作计数器：CLK输入只是脉冲的数量，不是脉冲 的时间间隔，CLK可以输入周期不定的脉冲，也可以输 入周期确定的脉冲。当计数到预置的初值后，从OUT端 输出一个脉冲。CLK的脉冲周期不定，OUT输出的脉冲 周期也不确定。
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9.2.1 Intel 8253的内部结构
CLK 8位双向三态缓冲器。对 D ～D 计数器 0、计数器1、 8253进行读计数器当前计 数据总线 计数器0 GATE 只能写入而不能读出。A1A0=11B时， 缓冲器 计数器 2完全独立、结构 OUT 数值和写计数初值及设置 访问控制字寄存器，接收控制字，由控 相同，16位可预置的减 8253的工作方式。 制字的 D D 决定控制字写入哪个计数器 法计数器构成。 7 6 RD 8253内部控制电路，从系统控 的控制寄存器，由控制字，决定计数器 CLK 读/写 WR 制线上接收输入信号，转变成 计数器1 控制电路 通道的工作方式、选择计数器是按二进 A GATE A 8253 内部操作的各种控制信号。 制或 BCD 码计数、选择每个计数器初值 OUT 的写入顺序。 CS CLK 控制字 寄存器 计数器2 GATE OUT
1. 控制字： 4个功能 段：
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2 计数初值
选择二进制时 计数值范围：0000H～FFFFH 0000H是最大值，代表65536 选择十进制（BCD码） 计数值范围：0000～9999 0000代表最大值10000
计数值写入计数器各自的I/O地址
9.2 可编程定时/计数器Intel 8253
Intel 8253： 3个独立16位计数器通道；6种工作方式；按二进制计 数或BCD码计数；2MHz；单+5V电源，24条引脚双列 直插式封装；输入输出引脚都与TTL兼容。 作为可编程的方波频率发生器、分频器、实时时钟、事 件计数器和单脉冲发生器等。
第九章 定时计数器
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教学内容
9.1 定时/计数的基本概念 9.2 可编程定时/计数器Intel 8253
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教学重点
知识目标： 1．了解定时/计数的基本概念 2．掌握8253的结构和特点 3．掌握8253的工作方式 重点： 8253的内部结构;6种工作方式。
6．方式5—硬件触发选通方式 （Hardware Triggered Strobe）
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7．工作方式小结
（1）out初始电平：方式0在写入控制字后OUT变为低电 平，其它5种方式在写入控制字后OUT输出高电平. （2）预置值N与输出波形的关系:
方式 0 1 2 3 4 5 初值N与波形的关系 写入初值N后，经N+1个CLK输出变为高电平 输出一个宽度为N个CLK的负脉冲 每N个CLK脉冲，输出一个宽度为CLK周期的负脉冲 方波输出，周期为N个CLK周期，N为奇数时高电平比低电平多一个CLK周 期 写入初值N后，计数结束后输出一个宽度为CLK周期的负脉冲 写入初值N后，由门控触发，计数结束后输出一个宽度为CLK周期的负脉冲
9.2.2 8253的外部引脚
CS
0 0 0 0 0 0 0 0 1
RD WRA1 A0
0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 × × 0 0 1 0 0 1 1 1 × 0 1 0 0 1 0 1 1 ×
操 作 读0计数器 读1计数器 读2计数器 写0计数器 写1计数器 写2计数器 写控制口 8253无操作 未选中
数据传送方式 0计数器OL → 数据总线 1计数器OL → 数据总线 2计数器OL → 数据总线 数据总线数据 →0计数器CR 数据总线数据 →1计数器CR 数据总线数据 →2计数器CR 数据总线数据 → 控制口 数据总线高阻状态 数据总线高阻状态
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9.2.3 8253的控制字
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9.2.1 Intel 8253的内部结构
CPU不能直接 访问CE；CPU随 时可以用输入指 令，将计数器的 当前值从输出锁 存器OL中读出
计数通道结 微机原理与接口技术 构
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