第七章 可编程定时计数器8253
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(计数初值)可编程定时器计数器8253
28
8253-5的工作方式
②GATE=1计数进行，GATE=0计数停止，且下一个CLK计数 器重新赋初值，GATE变为高电平，计数重新开始。
29
8253-5的工作方式
③ 计数期间送入新值，本周期继续进行，下一个周期按 新值计数操作。
不用重复置数。计数器能够连续工作，输出OUT是输 入CLK的n(初值）分频。
31
8253-5的工作方式
方式3的时序波形: ① 写入CW后OUT变为高电平，输入时间常数后，下一个时 钟开始计数，计到一半时输出变为低电平，计到终值时重 新变为高电平，并开始下一次计数过程。
32
8253-5的工作方式
② 若N为偶数，高低电平持续时间相等；若为奇数，则 高电平持续时间为（N+1）/2，低电平持续时间为（N-1） /2。
35
8253-5的工作方式
①写入CW后OUT为高电平，输入时间常数后，下一个CLK 开始计数，计数器为0时，输出一个周期负脉冲，并停止 操作。
36
8253-5的工作方式
②GATE=1允许计数，GATE=0禁止计数。
37
8253-5的工作方式
③计数期间送入新的时间常数，则下一个时钟按新值重新 计数。
25
8253-5的工作方式
④计数过程中，GATE触发沿提前到来，在下一个CLK的下 降沿，计数器开始重新计数，这将使输出单稳脉冲比原 先设定的计数值加宽。
26
8253-5的工作方式
（3）方式2—速率发生器（Rate Genenator） 方式2能产生周期性的定时信号，称为速率发生器，
又称为N分频方式和周期性定时器方式。
数频率，N为计数初值。
42
8253-5的工作方式
8253-5的工作方式
②GATE=1计数进行，GATE=0计数停止，且下一个CLK计数 器重新赋初值，GATE变为高电平，计数重新开始。
29
8253-5的工作方式
③ 计数期间送入新值，本周期继续进行，下一个周期按 新值计数操作。
不用重复置数。计数器能够连续工作，输出OUT是输 入CLK的n(初值）分频。
31
8253-5的工作方式
方式3的时序波形: ① 写入CW后OUT变为高电平，输入时间常数后，下一个时 钟开始计数，计到一半时输出变为低电平，计到终值时重 新变为高电平，并开始下一次计数过程。
32
8253-5的工作方式
② 若N为偶数，高低电平持续时间相等；若为奇数，则 高电平持续时间为（N+1）/2，低电平持续时间为（N-1） /2。
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8253-5的工作方式
①写入CW后OUT为高电平，输入时间常数后，下一个CLK 开始计数，计数器为0时，输出一个周期负脉冲，并停止 操作。
36
8253-5的工作方式
②GATE=1允许计数，GATE=0禁止计数。
37
8253-5的工作方式
③计数期间送入新的时间常数，则下一个时钟按新值重新 计数。
25
8253-5的工作方式
④计数过程中，GATE触发沿提前到来，在下一个CLK的下 降沿，计数器开始重新计数，这将使输出单稳脉冲比原 先设定的计数值加宽。
26
8253-5的工作方式
（3）方式2—速率发生器（Rate Genenator） 方式2能产生周期性的定时信号，称为速率发生器，
又称为N分频方式和周期性定时器方式。
数频率，N为计数初值。
42
8253-5的工作方式
第7章可编程计数器定时器8253与其应用
2. 8253的内部结构和引脚功能
① 数据总线缓冲器
8位、双向、三态缓冲器，8253和系统数据总线之间的接口电路。
CPUDB D0 ~ D7
数据 总线 缓冲器
内 部 总 线
8253的内部结构
CPU用输入、输出指令对 8253进行读/写操作的信息，都 经数据总线从D7～D0传送，这 些信息包括：
◇ CPU在对8253进行初始化 编程时，向它写入的控制字。
8253可用作可编程方波频率产生器、分频器、程控 单脉冲发生器等许多场合。
§7.1 8253的工作原理
一.8253的结构和功能
1. 8253的引脚
采用24个引脚的双列直插式封装。 D 7
■ 通道管脚（9个）
D6 D5
8253有3个计数/定时通道。
D4 D3
◇ 通道0有3个引脚：CLK0、GATE0、OUT0
② 计数器0～2
3个独立的计数器，构成3个通道ch0~ch2。
计数执行
GATE
OUT 2MHz。否 则需经分频
CPUDB 数据 总线
计数器0
CLK 0
GATE0
计数值锁 存单元LR
后才能送到 CLK端。
D0 ~ D7 缓冲器
OUT 0
CLK——计数/定时脉冲输入端
内 部 总 线
每个通道都包含：一个8位控制 字寄存器和一个16位计数器。
每个计数器内含：一个16位计 数初值寄存器、一个计数器执行部 件（16位减法计数器）和一个16位 输出锁存器。
§7.1 8253的工作原理
一.8253的结构和功能
2. 8253的内部结构和引脚功能
计数初值 寄存器CR
【注】外部 输入CLK引 脚上的时钟
① 数据总线缓冲器
8位、双向、三态缓冲器，8253和系统数据总线之间的接口电路。
CPUDB D0 ~ D7
数据 总线 缓冲器
内 部 总 线
8253的内部结构
CPU用输入、输出指令对 8253进行读/写操作的信息，都 经数据总线从D7～D0传送，这 些信息包括：
◇ CPU在对8253进行初始化 编程时，向它写入的控制字。
8253可用作可编程方波频率产生器、分频器、程控 单脉冲发生器等许多场合。
§7.1 8253的工作原理
一.8253的结构和功能
1. 8253的引脚
采用24个引脚的双列直插式封装。 D 7
■ 通道管脚（9个）
D6 D5
8253有3个计数/定时通道。
D4 D3
◇ 通道0有3个引脚：CLK0、GATE0、OUT0
② 计数器0～2
3个独立的计数器，构成3个通道ch0~ch2。
计数执行
GATE
OUT 2MHz。否 则需经分频
CPUDB 数据 总线
计数器0
CLK 0
GATE0
计数值锁 存单元LR
后才能送到 CLK端。
D0 ~ D7 缓冲器
OUT 0
CLK——计数/定时脉冲输入端
内 部 总 线
每个通道都包含：一个8位控制 字寄存器和一个16位计数器。
每个计数器内含：一个16位计 数初值寄存器、一个计数器执行部 件（16位减法计数器）和一个16位 输出锁存器。
§7.1 8253的工作原理
一.8253的结构和功能
2. 8253的内部结构和引脚功能
计数初值 寄存器CR
【注】外部 输入CLK引 脚上的时钟
第7章可编程计数器8253
方式0 计数结束中断
① ② ④ 4 ⑤ ⑥
WR CLK GATE
方式0
4 3 2 1
0
OUT
④ ② ① ⑥ ⑤ 计 数 设 设 计 计 值 定 定 数 数 送 计 工 结 过 入 数 作 束 程 计 初 方 数 值 式 器
8253方式0的GATE作用时序
8253方式0 计数期间写入新的计数值的时序
8253工作方式2—比率发生器
(1) 结果特点：产生连续的负脉冲信号，负脉冲宽度等于一 个时钟周期，脉冲周期可由软件设定，脉冲周期=计数值× 时钟周期 (2)过程特点： ①控制字写入：OUT=1 ②计数值写入：OUT=1 ③启动方式：两种。一是硬件启动：GATE上调沿启动。二 是软件启动：写入计数值启动。（此时GATE=1） ④计数期间：OUT为高电平（OUT=1），但在CE由1减到 0的计数中，OUT输出一个负脉冲，宽度为一个时钟周期。 ⑤计数为0时：OUT变为高电平（OUT=1），开始下一个 周期的计数。
8253方式1—可编程单稳态输出方式
⑦GATE作用：GATE=0或=1时，不影响计数，但出
现上跳沿则重新启动计数器，按最新计数初值开始 计数，若在计数尚未结束时，就出现了上调沿，则 重新计数。因此，使输出负脉冲的宽度延长，这种 方式常用于工业控制系统中的干扰自动复位电路 ⑧计数值有效期限： 计数值多次有效，计数初值写入 CR 后，在没有新的计数值写入 CR 之前，原计数初 值在 CR 中保持不变，以后每触发一次， CR 中保存 的这个计数初值就装入CE一次。
8253工作方式4 —软件触发选通信号
⑥计数期间写入新的计数值：立即有效。写入新计 数值后，在下一个时钟周期时，新计数值被装入CE， 开始以新的计数值计数。如果写入的计数值是 2 个 字节，那么写入第一个字节时，计数不受影响，写 入第二个字节时的下个CLK时钟脉冲使CR的新值装 入CE，并以新的计数值开始重新计数。 ⑦GATE 作用： GATE=0 时，计数停止； GATE=1 时，允许计数，此时计数器从暂停的地方开始连续 计数。GATE信号不影响OUT的状态。 ⑧计数值有效期限：计数值一次有效。只有在输入 新的计数值后，才能开始。
可编程定时计数器8253
节 OUT DX,AL；写入计数值高字节 MOV AL,10110100B；二进制,方式2,写入16位数,计数器2 MOV DX,04C6H；控制口地址
OUT DX,AL MOV AL,04H；计数值低字节 MOV DX,04C4H；设置计数器2地址 OUT DX,AL；写入计数值低字节 MOV AL,03H；计数值高字节 OUT DX,AL；写入计数值高字节
8位的控制寄存器 16位的初值寄存器 16位计数执行单元CE 16位输出锁存器OL
CLK：计数时钟，输入。用于输入定时脉冲或计数脉 冲信号。计数器用其下降沿作减1计数。
GATE：门控信号，输入，由外部信号通过GATE端控 制计数器的启动计数和停止计数的操作。
OUT：输出信号。在不同的模式下，可输出不同波形。
8253的工作方式-方式4(软件触发选通)
软件启动，不自动重复
8253的工作方式-方式4(软件触发选通)
GATE为低
8253的工作方式-方式4(软件触发选通)
计数过程中重新写入计数初值
8253的工作方式-方式5(硬件触发选通)
硬件触发选通方式，完全由GATE端引入 的触发信号控制定时和计数
MOV AL,00011010B；二进制,方式5,写低字节,计数器0 MOV DX,04C6H；设置8253控制口地址 OUT DX,AL；写入工作方式控制字 MOVAL,46H；计数值的低字节 MOVDX,04C0H；设置8253计数器0地址 OUT DX,AL；写入计数值的低字节 MOV AL,01110011B；BCD数,方式1,写16位数,计数器1 MOV DX,04C6H；设置8253控制器地址 OUT DX,AL；写入工作方式控制字 MOV AL,00H；计数值低字节 MOV DX,04C2H；设置8253计数器1地址 OUT DX,AL；写入计数值低字节
OUT DX,AL MOV AL,04H；计数值低字节 MOV DX,04C4H；设置计数器2地址 OUT DX,AL；写入计数值低字节 MOV AL,03H；计数值高字节 OUT DX,AL；写入计数值高字节
8位的控制寄存器 16位的初值寄存器 16位计数执行单元CE 16位输出锁存器OL
CLK：计数时钟，输入。用于输入定时脉冲或计数脉 冲信号。计数器用其下降沿作减1计数。
GATE：门控信号，输入，由外部信号通过GATE端控 制计数器的启动计数和停止计数的操作。
OUT：输出信号。在不同的模式下，可输出不同波形。
8253的工作方式-方式4(软件触发选通)
软件启动，不自动重复
8253的工作方式-方式4(软件触发选通)
GATE为低
8253的工作方式-方式4(软件触发选通)
计数过程中重新写入计数初值
8253的工作方式-方式5(硬件触发选通)
硬件触发选通方式，完全由GATE端引入 的触发信号控制定时和计数
MOV AL,00011010B；二进制,方式5,写低字节,计数器0 MOV DX,04C6H；设置8253控制口地址 OUT DX,AL；写入工作方式控制字 MOVAL,46H；计数值的低字节 MOVDX,04C0H；设置8253计数器0地址 OUT DX,AL；写入计数值的低字节 MOV AL,01110011B；BCD数,方式1,写16位数,计数器1 MOV DX,04C6H；设置8253控制器地址 OUT DX,AL；写入工作方式控制字 MOV AL,00H；计数值低字节 MOV DX,04C2H；设置8253计数器1地址 OUT DX,AL；写入计数值低字节
可编程定时-计数器8253
接口技术
•8086/8088中断响应周期时，CPU的INTA引脚的 正确功能是—————— A.输出一个负脉冲,CPU从D7~D0读入中断类型码 B.输出两个负脉冲，在第二个负脉冲期间，CPU 从A7~A0读入中断类型码 C.输出两个负脉冲，在第二个负脉冲期间，CPU 从D7~D0读入中断类型码
D.输出一个负脉冲，CPU从A7~A0读入中断类型 码
接口技术
7.1.4 中断嵌套 当CPU执行优先级较低的中断服务程序时，允许响 应比它优先级高的中断源请求中断，而挂起正在处 理的中断。 （1）屏蔽同级和较低级中断请求。 （2）在保护现场、屏蔽同级和较低级中断完成后， 用STI指令来开中断。 （3）中断服务程序结束后，恢复现场前，用CLI指 令来关中断，然后才能恢复现场。 （4）恢复现场后，CPU应该重新开放中断，以便允 许任何其它等待着的中断请求有可能被CPU响应。
CNT2：标准定时，定时时间为1S。
8253
D7～D0
系
A1
统 总
A0 IOR
IOW
线
A2～A15
地址 译码器
D7～D0
CLK OUT
2 2
A1 A0
CLK 1 OUT 1
RD WR
CLK 0
OUT 0 CS GATE 1
GATE 2 GATE 3
送8259的IR 2端 2.5MHz 1kHz方波 外部事件
接口技术
计数结束时，输出一个时钟周期的负脉冲；
计数中写入新初值，待GATE信号重新启动之后 才置入计数器使用。
WR
CLK
GATE OUT
CW N=4
4 32 1 0 图7.19 方式5 的波形
接口技术
例7.5 IBM PC/XT主机板上有一片8253用作计 数/定时电路，各计数器及控制寄存器所占地 址及工作情况如下：
第7章1 定时计数器8253
1.19MHz / 65536 = 18.2Hz 55ms/次
西南交通大学
31
微机与接口技术
计数器1#用于DRAM刷新时钟（方式2，初值0012H）
MOV AL, 01010100B OUT 43H, AL MOV AL, 12H OUT 41H, AL 8253.OUT1连接8237.DREQ0，定时刷新DRAM。 GATE1 接高电平，总是允许工作
通过对一个减一计数器初始值的设定来实现分频或计数。减一 计数器的值会在每个输入脉冲作用下自动减一。减一计数器的 值减到零后会产生一个输出。输出信号形式可编程选择。
2. 不同之处
(1)定时器方式下,减一计数器的值减到零后会自动恢复其初始值进行 新一轮的减一计数过程,并循环往复。而计数器方式下，当减一 计数器的值减到零后，不再进行新的自动往复计数过程，除非有 外界因素的重触发。 (2)定时器方式下，输入时钟必须是等周期的，而计数器方式下则不 一定。
~
D7 RD WR A0 A1 CS
总线缓 冲 器 片 读/写 逻辑 内 总 线
计数器 1
CLK 1 GATE 1 OUT 1
控
制
计数器 2
CLK 2 GATE 2 OUT 2
寄存器
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10
微机与接口技术
8253的内部结构
16位初值寄存器
•计数器(3个)——包括
16位计数寄存器 （减法计数器） 16位当前计数值锁存器
1.19MHz / 12H = 66288Hz 15.08μs/次
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微机与接口技术
计数器2#为扬声器提供震荡频率（方式3，初值533H）
BEEP：MOV AL, 10110110B OUT 43H, AL MOV AX, 533H OUT 42H, AL MOV AL, AH OUT 42H, AL 打开PB1PB0 延时 关闭PB1PB0 RET GATE2 由8255A.PB0控制
第7章 可编程定时器计数器8253
①软件定时器/计数器
软件定时器/计数器是实现系统定时控制或延 时控制的最简单的方法。在计算机中CPU每执行 一条指令所占用的周期（T状态）数是确定的， 用汇编语言编写一段具有固定延时时间的循环程 序，将该程序的每条指令的T状态数加起来，乘 以系统的时钟周期，就是该程序执行一遍所需的 延时时间。设计者可选择不同的指令条数和不同 的循环次数来实现不同的时间延迟。
④ 计数通道 8253有3个相互独立的同样的计数电路，分 别称作计数器0、计数器1和计数器2。每个计数 器包含一个8位的控制寄存器(控制单元)，它存 放计数器的工作方式控制字；一个16位的初值 寄存器CR(时间常数寄存器)，8253工作之前要对 它设置初值；一个16位计数执行单元CE，它接 收计数初值寄存器CR送来的内容，并对该内容 执行减1操作；一个16位输出锁存器OL，它锁存 CE的内容，使CPU能从输出锁存器内读出一个稳 定的计数值。计数器的内部结构如图6-5所示。
3．项目电路原理框图 利用8253对外部事件进行计数，电路原理框 图如图7-1所示。电路由8086CPU芯片、8253芯 片、按钮开关UP和发光二极管LED等组成。
图7-1 电路原理框图
4．项目程序设计 （1）程序流程图 利用8253对外部事件进行计数程序流程图 如图7-2所示。
图7-2 用8253对外部事件进行计数程序流程图
（2）程序清单 利用8253对外部事件进行计数程序清单如下所示。 CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE START: MOV AL, 30H ; 二进制计数，方式0，先低后高，通 道0 MOV DX, 203H ;8253控制地址 MOV AL, 0 OUT DX, AL OUT DX, AL ; 高八位 MOV AL, 5 ; 计数器初始值。JMP AGAIN AGAIN: MOV DX, 200H ;通道0地址 CODE ENDS OUT DX, AL ; 低八位 END START
第7章8253微机原理及应用
计算计数初值： TC= 2.5MHz/ 2KHz=1250 方式字为：0011 0111B=37H （计数器0，写16位，方式3，BCD计数） 设端口地址为：80H、81H、82H、83H。 则初始化程序为：
MOV AL，37H；写入方式控制字 OUT 83H，AL MOV AL，50H；写入计数初始值低8位 OUT 80，AL MOV AL，12H ；写入计数初始值高8位 OUT 80H，AL
（3）读计数值 ①以普通对计数器端口读的方法取得当前计数值 ②锁存计数器的当前值（RL1RL0=00)
7.2.4 8253-5的应用举例 一、用8253-5监视一个生产流水线 1.硬件设计
INT 1 +5V
2.5MHz 8255PA0
OUT0 CLK0
GATE0
8253
CLK1 GATE1
OUT1
• 方式2：可变频率脉冲发生器
(MODE 2) CLOCK
WRn#
OUTPUT
n=4
n=3
4 3 2 1 0(4) 3 2 1 0(3) 2 1 0
0(3) OUTPUT
3 2 1 0(3) 2 1 0(3) 2 1 0
GATE (RESET)
方式3—方波速率发生器 方式3的输出都是周期性的，方式3在计数过程中输出
（2）计数器1用来产生动态存储器刷新操作的定 时控制，它工作于方式2，计数初值为18， OUT1端输出一个负脉冲序列，其脉冲周期约 为18 ÷1.1931816MHz=15.08(μs)。该输出将 作为动态刷新控制器8237A中通道0的DMA请 求信号DREQ0，控制DMA控制器完成每隔 15.08(μs)对系统中的动态存储芯片进行一次 刷新操作
– 选通输入(门控输入)GATE——用于启动或禁止计数器的 操作，以使计数器 和计测对象同步。
MOV AL，37H；写入方式控制字 OUT 83H，AL MOV AL，50H；写入计数初始值低8位 OUT 80，AL MOV AL，12H ；写入计数初始值高8位 OUT 80H，AL
（3）读计数值 ①以普通对计数器端口读的方法取得当前计数值 ②锁存计数器的当前值（RL1RL0=00)
7.2.4 8253-5的应用举例 一、用8253-5监视一个生产流水线 1.硬件设计
INT 1 +5V
2.5MHz 8255PA0
OUT0 CLK0
GATE0
8253
CLK1 GATE1
OUT1
• 方式2：可变频率脉冲发生器
(MODE 2) CLOCK
WRn#
OUTPUT
n=4
n=3
4 3 2 1 0(4) 3 2 1 0(3) 2 1 0
0(3) OUTPUT
3 2 1 0(3) 2 1 0(3) 2 1 0
GATE (RESET)
方式3—方波速率发生器 方式3的输出都是周期性的，方式3在计数过程中输出
（2）计数器1用来产生动态存储器刷新操作的定 时控制，它工作于方式2，计数初值为18， OUT1端输出一个负脉冲序列，其脉冲周期约 为18 ÷1.1931816MHz=15.08(μs)。该输出将 作为动态刷新控制器8237A中通道0的DMA请 求信号DREQ0，控制DMA控制器完成每隔 15.08(μs)对系统中的动态存储芯片进行一次 刷新操作
– 选通输入(门控输入)GATE——用于启动或禁止计数器的 操作，以使计数器 和计测对象同步。
CH7 可编程计数器定时器8253及应用(ok)
8
第七章
（3） WR ：写信号 低电平有效，当 WR有效时，表示CPU正在将 计数初值写入所选中的计数通道或将控制字写入控 制字寄存器中。 （4）A1、A0 ：端口选择信号 在8353内部有3个计数器通道(0~2)和一个控制 字寄存器端口。 A1A0＝00时，选中通道0； A1A0＝01时，选中通道1； A1A0＝10时，选中通道2； A1A0＝11时，选中控制字寄存器端口。
第七章
4
引脚图：
8 7 6 5 4 3 2 8253 1 22 23 19 20 21 9 11 10
15 14 13 18 16 17 24 12
RD WR
VCC
GND
CS
5
第七章
二、8253的内部结构和功能
6
第七章
1、数据总线缓冲器 一个8位双向的三态缓冲器，作为8253和系统数 据总线之间的接口； 实现CPU与8253之间数据的传送； 传送信息包括： （1）进行初始化编程时的控制字； （2）向某一计数器通道写入的计数初值； （3）从某一计数器通道读出的当前计数值。
3
7-2 8253的工作原理
一、8253的性能指标 Intel 8253是一种可编程的计数器/定时器芯片 ，称为可编程间隔定时器(Programmable Interval Timer，PIT)。 性能指标如下： （1）NMOS，24脚双列直插式封装，+5V电源； （2）包含3个独立的16位计数器，最高计数频率高 达2MHz； （3）所有的计数方式，操作方式都通过编程控制。
第七章 可编程计数器/定时器8253及其应用 7-1 引言 7-2 8253的工作原理
一、8253的性能指标 二、8253的内部结构和功能 三、8253的控制字 四、8253的初始化编程的步骤 五、8253的工作方式 六、8253的读写操作及与系统的连接
第七章
（3） WR ：写信号 低电平有效，当 WR有效时，表示CPU正在将 计数初值写入所选中的计数通道或将控制字写入控 制字寄存器中。 （4）A1、A0 ：端口选择信号 在8353内部有3个计数器通道(0~2)和一个控制 字寄存器端口。 A1A0＝00时，选中通道0； A1A0＝01时，选中通道1； A1A0＝10时，选中通道2； A1A0＝11时，选中控制字寄存器端口。
第七章
4
引脚图：
8 7 6 5 4 3 2 8253 1 22 23 19 20 21 9 11 10
15 14 13 18 16 17 24 12
RD WR
VCC
GND
CS
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第七章
二、8253的内部结构和功能
6
第七章
1、数据总线缓冲器 一个8位双向的三态缓冲器，作为8253和系统数 据总线之间的接口； 实现CPU与8253之间数据的传送； 传送信息包括： （1）进行初始化编程时的控制字； （2）向某一计数器通道写入的计数初值； （3）从某一计数器通道读出的当前计数值。
3
7-2 8253的工作原理
一、8253的性能指标 Intel 8253是一种可编程的计数器/定时器芯片 ，称为可编程间隔定时器(Programmable Interval Timer，PIT)。 性能指标如下： （1）NMOS，24脚双列直插式封装，+5V电源； （2）包含3个独立的16位计数器，最高计数频率高 达2MHz； （3）所有的计数方式，操作方式都通过编程控制。
第七章 可编程计数器/定时器8253及其应用 7-1 引言 7-2 8253的工作原理
一、8253的性能指标 二、8253的内部结构和功能 三、8253的控制字 四、8253的初始化编程的步骤 五、8253的工作方式 六、8253的读写操作及与系统的连接
第七章、定时计数器8253(2)
9. 3
8253的工作方式
对外部事件计数
例
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，试编写 初始化程序段 端口地址为04H,05H,06H,07H
初值的计算 2.5MHz/2KHz= 控制字： 0 0 1 1
1250
0 11 1
37H 初始化程序： Mov al , 37h out 07h , al mov al , 50h out 04h , al mov al , 12h out 04h , al
0 11 0 56H
14H
控制字： 0 1 01
端口地址： 7C 7D 7E 7F 初始化程序： Mov al , 56h out 7Fh , al mov al , 14h out 7Dh , al
• • • • • • • • • • • • • •
1、如图所示，8086系统通过8255A实现开关K控制LED灯，根据图示连接写 出8255A的端口地址；并编写相关程序实现开关闭合则灯熄灭，开关断开则 灯点亮。（10分） ：端口地址为0F0H～0F3H 相关程序： MOV AL,90H OUT 0F3H,AL L1： IN AL,0F0H TEST AL,80H JZ NEXT MOV AL,00H OUT 0F1H,AL JMP L1 NEXT:MOV AL,0FFH OUT 0F1H,AL JMP L1
第七章 计数器和定时器电路
Intel 8253/8254-PIT
徐承彬
Intel 8253/8254-PIT
7. 1
概述
（1）软件方法：
定时信号的获得
（2）硬件方法：
不可编程的硬件定时
可编程的硬件定时
第七章定时_计数器8253
4
3
2
1
3
2
1
GATE=1 4 0 3 2
本章首页
7.2 定时/计数器8253-5/8254-2（续） 定时/计数器8253-5/82544）3方式——周期性方波输出 方式——周期性方波输出 ——
与方式2一样具有自动重新装载计 自动重新装载计 数初值的功能，与方式2的区别仅 数初值 触发方式： 触发 触发方式：写入初值后，WR＝ 在于输出波形不同 输出波形： 输出波形：输出占空比为1:1或近似1:1的方波。初值为偶数时，前半周为高电 平，后半周为低电平；初值为奇数时，前一半加1的计数过程中为高电平 GATE作用 作用： ，停止，＝ ，重新开始 GATE作用：＝1，允许；＝0，禁止；＝ 计数过程中写入新初值： 计数过程中写入新初值：计数器回零，输出完整的方波后，再开始新过程
A1A0 选中通道 0 0 0 1 1 0 1 1 T0 T1 T2 T3
A0～A1：端口选择线，接收CPU的低位地址，用于8253被选中时，选择内部端口 GATE0～GATE2：T0～T2的门控信号，对计数过程进行控制，具体作用视方式而定 CLK0～CLK2：T0～T2的脉冲输入，允许计数时，8253的Ti对CLKi输入的脉冲进行减 1计数 OUT0～OUT2：T0～T2的输出信号，Ti减为0，OUTi输出有效，输出波形视方式而定
16位计数初值寄存器 装入/读出初值 LSB MSB 通道的内部结构
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7.2 定时/计数器8253-5/8254-2（续） 定时/计数器8253-5/8254读写控制逻辑： 读写控制逻辑：接收CPU的地址、读/写信号，选中一个端口并确定传送方向
2. 计数初值 操作 WR RD A1 A0 PC机 实验台 逆 减 0 1 0 0 加载T0（向T0写入初值） 40H 304H 8253/8254是逆计数器（减1 0 1 0 1 加载T1（向T1写入初值） 41H 305H 计数器），减1计数器减为0 时输出有效 0 1 1 0 加载T2（向T2写入初值） 42H 306H
微机原理第七章 计数器定时器8253
三、Intel 8253
1. 芯片引腿 2. 编程结构 3. 结构组成 4. 控制寄存器格式 5. 编程命令 6. 工作模式
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CLK0 OUT0
GATE0 GND
1
24
2
23
3
22
4
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8253 5
20
6
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9
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15
11
14
12
13
D0---BCD位，用来设置装入CR计数值的格式。 ０——计数值为二进制格式 １——计数值为BCD码格式
一作为计数器，在设置好计数初值后，便开 始减1计数，减到“0”时，输出一个信号；
二作为定时器，在设置好定时常数后，便进 行减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。
计数器与定时器的差别在于：计数器计 数到零时便输出一个信号并结束；而定时器 会不断地产生信号。
计数器与定时器的共同点在于： 它们的工作过程没有根本区别，都是基于
3. 结构组成
D7~D0
数据总线 缓冲器
计数器 0
CKL0 GATE0 OUT0
RD
CKL1
WR A0
读/写控制逻 辑电路
A1
内 部 总
计数器 1
GATE1 OUT1
CS
线
控制 寄存器
计数器 2
CKL2 GATE2 OUT2
8253的芯片引脚及结构组成
① 计数器0，计数器1，计数器2 ② 数据总线缓冲器
功能： 往控制寄存器设置控制字 往计数器设置初值 从计数器读取计数值 ③控制寄存器 ④读/写逻辑电路
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读／写控制电路
片选信号 CS A1A0的组合 ：选择三个通道、一个控制寄 的组合 选择三个通道、 存器， 存器，共4个端口 个端口 提供， 读信号 RD 和写信号 WR 由CPU提供，低电平 提供 有效。 有效。
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8253的管脚分配 的管脚分配
通道管脚
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可编程定时/计数器8253
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方式0——计数结束中断方式 计数结束中断方式 方式
方式0的作用 方式 的作用
用户可以在设定时间上产生中断信号
工作方式0特点： 工作方式 特点： 特点
门控信号GATE必须为 ，计数器才能计数； 必须为1，计数器才能计数； 门控信号 必须为 计数时通道输出端OUT一直为 ； 一直为0； 计数时通道输出端 一直为 通道计数器计数到0后 通道计数器计数到 后，OUT由0到1，同时计数器停止工作。 由 到 ，同时计数器停止工作。
OUT输出的从低到高的正跳变或高电平可作为中断请求信号 输出的从低到高的正跳变或高电平可作为中断请求信号INTR，向 输出的从低到高的正跳变或高电平可作为中断请求信号 ， CPU发出中断请求。 发出中断请求。 发出中断请求 在计数过程中， 信号为低电平时， 变高， 在计数过程中，GATE信号为低电平时，停止计数，一旦 信号为低电平时 停止计数，一旦GATE变高， 变高 则继续计数． 则继续计数．
8253的内部结构 的内部结构
8253内部有 个独立的 位定时／ 内部有3个独立的 位定时／ 内部有 个独立的16位定时 计数器通道。 计数器通道。 计数器可按照二进制或十进制计数， 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 计数和定时范围可在 之间 改变， 改变， 每个通道有6种工作方式 种工作方式， 每个通道有 种工作方式，计数频率 可高达2MHz以上。 以上。 可高达 以上
CLKn：通道n的脉冲输入管脚．外部事件 ：通道 的脉冲输入管脚 的脉冲输入管脚． 或定时脉冲由这三个管脚输入； 或定时脉冲由这三个管脚输入； OUTn：通道 的输出管脚，当计数值减 到0 的输出管脚， ：通道n的输出管脚 管脚上输出， 在OUT管脚上输出，输出波形取决于 管脚上输出 8253通道的工作方式； 通道的工作方式； 通道的工作方式 GATEn：门控信号输入管脚 ：
锁存控制字： 锁存控制字： 0000XXXXB
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工作方式选择（M2、M1、M0）
控制字的D5D4为00，表示的是锁 存命令。这时控制字中的低4位无 效
BCD计数制：写入初值范围为0000到 9999，而0000是最大值，代表10000 二进制计数制：写入初值范围为0000 到FFFFH，其中0000为最大值，代表 65536。
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可编程定时/计数器8253
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通道控制寄Leabharlann 器一个通道控制寄存器 CPU通过对控制寄存器的读写，可以分别对 通过对控制寄存器的读写， 通过对控制寄存器的读写 三个计数通道的工作方式进行设置 只能写不能读
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可编程定时/计数器8253
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数据总线缓冲器
双向三态的8位数据缓冲器，实现 双向三态的 位数据缓冲器，实现8253和 位数据缓冲器 和 CPU之间的数据接口 之间的数据接口
方式1工作过程 方式 工作过程
门控信号GATE是触发信号，上升沿有效。即开始计数是由 是触发信号， 即开始计数是由GATE的 门控信号 是触发信号 的 上升沿触发的； 上升沿触发的； 触发后，通道计数器开始计数，输出端OUT由高变低； 由高变低； 触发后，通道计数器开始计数，输出端 由高变低 计数器计数到0， 再由低变高。 计数器计数到 ，OUT再由低变高。 再由低变高 PW：输出的负脉冲宽度 ；N：初始计数值，Tclk：CLK端的脉冲周期 ： ：初始计数值， 端的脉冲周期
计数器选择（ 计数器选择（SC1、SC0） 、 ）
计数器读/写方式（ 计数器读 写方式（RLl、RL0） 写方式 、 ）
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计数器的锁存操作
8253一旦初始化后，就不需要CPU参与而自动计数。为 一旦初始化后，就不需要 参与而自动计数。 一旦初始化后 参与而自动计数 了读出计数值时不干扰实际计数过程， 了读出计数值时不干扰实际计数过程，同时读出的值又 是稳定的，就要求对通道计数器中的计数值进行锁存。 是稳定的，就要求对通道计数器中的计数值进行锁存。 先读取低8位，后读取高8位（不锁存）： 10 00H 0F 00H
8253计数器工作在减 状态，每输入一个计数脉冲，计数 计数器工作在减1状态 每输入一个计数脉冲， 计数器工作在减 状态， 器值减1， 器值减 ，当计数器 OUT CLK 16位计数器 计数到零时， 计数到零时，OUT信 信 号有效，通知外设计 号有效， 数器产生溢出 GATE
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硬件锁存暂停计数 软件控制命令锁存
GATE
暂停计数
每一个通道都有一个输出锁存器(16位)，平时它的值随通道计数 器的值变化，当向通道写入锁存的控制命令时，它把计数器的现 行值锁存而计数器的计数过程照样进行。这样，CPU读取的是锁 存器中的值。当重新写入一个命令字或CPU读取计数值后，计数 通道会自动解除锁存状态。
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8253的工作方式 的工作方式
方式0——计数结束中断方式 计数结束中断方式 方式 方式1——可编程序的单独负脉冲 方式 可编程序的单独负脉冲 方式2——速率发生器 方式 速率发生器 方式3——方波发生器 方式 方波发生器 方式4——软件触发方式 方式 软件触发方式 方式5——硬件触发方式 方式 硬件触发方式
PW＝N×Tclk ＝ ×
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车辆统计
不同车辆间隔T3不 能太小；（>PW） 同一车辆的不同车 厢间距离不能太大； (<PW)
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方式2——速率发生器 速率发生器 方式
方式2是一个可编程的分频电路，它把输入信号 方式 是一个可编程的分频电路，它把输入信号CLK分频 是一个可编程的分频电路 分频 后以脉冲的形式由OUT输出，而分频系数就是用户事先对 输出， 后以脉冲的形式由 输出 通道计数器写入的初始计数值 初始为高电平） 工作方式 （OUT初始为高电平） 初始为高电平
可编程定时/ 可编程定时/计 数器8253 数器8253
苗付友
mfy@
8253作用 作用
定时
软件定时：让机器执行一段程序，安排循环来实现定时， 软件定时：让机器执行一段程序，安排循环来实现定时， 容易实现，定时时间调整方便，定时精确，占用了CPU 容易实现，定时时间调整方便，定时精确，占用了 资源，降低了CPU的利用率。 的利用率。 资源，降低了 的利用率 硬件定时：可编程定时/计数硬件芯片 定时值、 计数硬件芯片， 硬件定时：可编程定时 计数硬件芯片，定时值、定时范 围可以很容易的由软件改变，具有使用灵活、 围可以很容易的由软件改变，具有使用灵活、功能较强 等特点。 等特点。
3个计数通道 个计数通道 通道控制寄存器 数据总线缓冲器 读／写控制电路
20010.12 可编程定时/计数器8253 3
计数通道
通道0、通道 和通道 和通道2 通道 、通道1和通道 CLK：计数器的脉冲输入端，GATE: 计数器的门控 ：计数器的脉冲输入端， 信号， 计数器的输出信号， 信号，OUT: 计数器的输出信号，一般与计数溢出 有关。 有关。 工作原理： 工作原理：
方式2定时波形图 方式 定时波形图
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方式3——方波发生器 方波发生器 方式
工作方式： 工作方式：
当控制字写入控制寄存器后，输出端 变高。 当控制字写入控制寄存器后，输出端OUT变高。 变高 当计数初值写入通道， 为高电平时计数器开始计数， 当计数初值写入通道，且GATE为高电平时计数器开始计数，OUT 为高电平时计数器开始计数 保持高电平。 保持高电平。 若计数初值n为偶数 则当计数值减到n／ 时 输出端OUT变为低 为偶数， 若计数初值 为偶数，则当计数值减到 ／2时，输出端 变为低 电平。 低电平一直保持到计数值减为0， 电平。然后此 低电平一直保持到计数值减为 ，OUT再次变为高电 再次变为高电 平。
GATE门为 ，计数器才能工作，对CLK 门为1，计数器才能工作， 门为 端上的脉冲进行计数； 端上的脉冲进行计数； 当计数器“减”计数到1时，输出端由 当计数器“ 计数到 时 高变低，再经过一个CLK周期，即计 周期， 高变低，再经过一个 周期 数器计数到0时 输出端OUT又跳变 数器计数到 时，输出端 又跳变 为高。所以方式2输出周期性负脉冲信 为高。所以方式 输出周期性负脉冲信 其宽度固定为一个CLK周期； 周期； 号，其宽度固定为一个 周期 当计数器的值减为0时 当计数器的值减为 时，自动重新装入 计数初值， 计数初值，实现循环计数
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方式1——可编程序的单独负脉冲 可编程序的单独负脉冲 方式
单稳电路
在输入的激励下产生固定宽度脉冲的电路， 在输入的激励下产生固定宽度脉冲的电路，当输入端输入一个不低 于规定的最小宽度的脉冲后， 于规定的最小宽度的脉冲后，单稳电路就输出一个用户事先设定宽 度的脉冲。 度的脉冲。 8253的方式 就是一个可编程单稳电路 的方式1就是一个可编程单稳电路 的方式
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可编程定时/计数器8253
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INT 8086 家庭厨房系统 …… MOV AL,10011010B ；置8255A方式控制字 ；置8255A方式控制字 OUT 8255控制口，AL 8255控制口，AL MOV AL,00H ；8255A置位/复位控制字,使PC0＝0 8255A置位/复位控制字, PC0＝ OUT 8255控制口，AL 8255控制口，AL MOV AL, 00110000B ；置8253通道0方式控制字30H ；置8253通道0方式控制字30H OUT 8253控制口，AL 8253控制口，AL MOV AL，40H AL， ；置8253通道0时间常数, ；置8253通道0时间常数, OUT 通道0端口，AL 通道0端口，AL ; 第一次写初始计数值的低8位， 第一次写初始计数值的低 位 MOV AL，38H AL， ; 第二次写高8位。3840H=14400秒=4小时 第二次写高 位 秒 小时 OUT 通道0端口，AL 通道0端口，AL …… 中断程序中有关程序段如下： …… MOV AL,00000001B ；8255置位/复位控制字，使PC0＝1 8255置位/复位控制字，使PC0＝ OUT 8255控制口，AL 8255控制口，AL …… 可编程定时/计数器8253