第8章 可编程定时计数器8253(8254)
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可编程定时/计数器8253(8254)
三种基本方法：软件定时、硬件定时、 三种基本方法：软件定时、硬件定时、可编程硬 件定时 主要内容： 主要内容： 8253/8254的内部结构及引脚信号 的内部结构及引脚信号 8253 /8254的工作方式 的工作方式 8253/8254的编程 的编程 8253最高工作频率 最高工作频率2.6MHz 最高工作频率 8254最高工作频率为 最高工作频率为10MHz 最高工作频率为
• • • • • • • • MOV DX，706H MOV AL，01110100B OUT DX，AL MOV DX 702H DX，702H MOV AX，4000 OUT DX，AL MOV AL，AH OUT DX，AL ；控制端口地址 ；CTC1控制字 ；CTC1口地址 CTC1 ；CTC1初值 ；先写低字节 ；取高字节 ；后写高字节
方式1 单稳负脉冲信号发生器
CW=12H WR CLБайду номын сангаас GATE OUT
3 2 1 0 FF
LSB=3
方式2 速率信号发生器
CW=14H WR CLK GATE OUT 3 2 1 3 2 1 3 2 1 LSB=3
方式3方波信号发生器—偶数初值
CW=16H LSB=4 WR CLK GATE OUT
；CTC2
• • • • • • • MOV DX，706H MOV AL，10110010B OUT DX，AL MOV DX，704H MOV AL，0 OUT DX，AL OUT DX，AL ；控制端口地址 ；CTC2控制字 ；CTC2口地址 ；CTC2初值 ；先写低字节 ；后写高字节
8253应用
8253/8254内部结构及引脚信号
二数数 1-8 D7-D0 22 23 19 20 21 Vcc 24 GND 12
二数数数 缓缓计
内 部 二 数 数 数
二二计 0号
9 11 10
CLK0 GATE0 OUT0
RD WR A1 A0 CS
读/写 逻逻
二二计 1号
15 14 CLK1 13 GATE1 OUT1 18 16 1 7
4 2 4 2 4 2 4 2 4 2
方式3 奇数初值
CW=16H WR CLK GATE OUT
5 4 2 4 2 5 4 2 4 2 5
LSB=5
方式4 软件触发的选通信号发生器
CW=18H WR CLK GATE OUT
3 2 1 0 FF FE
LSB=3
方式5 硬件触发的选通信号发生器
8253和8254的工作方式
方式0 —— 中断信号发生器 方式1 —— 单稳负脉冲信号发生器 方式2 —— 速率信号发生器 方式3 —— 方波信号发生器 方式4 —— 软件触发的选通信号发生器 方式5 —— 硬件触发的选通信号发生器
方式0 中断信号发生器
CW=10H WR CLK GATE OUT 4 3 2 1 0 FF FE LSB=4
控二写 寄计计
二二计 2号
CLK2 GATE2 OUT2
8253端口及其操作
CS 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 RD 0 0 0 0 1 1 1 1 × 1 WR A1 A0 操作 1 0 0 读计数器 0 1 0 1 读计数器 1 1 1 0 读计数器 2 1 1 1 无操作 0 0 0 写常数到计数器 0 0 0 1 写常数到计数器 1 0 1 0 写常数到计数器 2 0 1 1 写方式控制字 × × × 三态(禁止) 1 × × 无操作
1.19MHz CLK0 CLK1 CLK2 D7-D0 RD WR CS A1 A0 8253 +5V GATE0 GATE1 GATE2 8255 PB1 OUT0 OUT1 OUT2 1K方低 IRQ0 (8259的IR0) 55ms方低 去DMA 15us 连连低 驱驱 低低低低
D7-D0 IOR IOW 40H-43H A1 A0 8255 PB0
• • • • • • • • • • MOV AL，10110110B ；CTC2控制字 OUT 43H，AL ；写入控制口 MOV AX，1190 ；CTC2初值 OUT 42H，AL ；先写低字节 MOV AL， AH ；取高字节 OUT 42H，AL ；后写高字节 IN AL, 61H ；读8255A的B口的值 MOV AH, AL ；暂存AH中 OR AL, 00000011B OUT 61H, AL ；输出使扬声器发声
操操操操 方方通通 0 0=二二计计计 0 0 0=方方0 0 1=读/写低写写 0 0 1=方方1 1 0=读/写写写写 x 1 0=方方2 1 1=读/写16位(写) x 1 1=方方3 先低写写 1 0 0=方方4 后写写写 1 0 1=方方5
8253/8254计数范围
• 二进制计数 ： 0000H～ FFFFH， 即 0～ ， 65535 • BCD码计数：0000～9999 码计数： 码计数 ～ • 最 小 和 最 大 计 数 值 ： 最大计数为0000， 不是 ， 不是FFFFH或 9999。 或 。 最大计数为 除方式3外 最小值都为1。 除方式 外，最小值都为 。
8253/8254初始值计算
• 假设已知 假设已知8253相应通道的 相应通道的CLK端接入的时钟 相应通道的 端接入的时钟 频率为f 周期记为T 频率为 CLK ， 周期记为 CLK=1/fCLK ， 要求产 生的周期性信号频率为F(周期为 周期为T)或定时时 生的周期性信号频率为 周期为 或定时时 间为T(F=1/T)，则所需计数初值 为： 间为 ，则所需计数初值n为
应用程序片段
• • • • • • • ；CTC0初值=55*1.19=65450 MOV AL，00110110B ；CTC0控制字 OUT 43H，AL ；写入控制端口 MOV AX，65450 ；CTC0初值 OUT 40H，AL ；先写低字节 MOV AL, AH OUT 40H，AL ；后写高字节
示例程序片段
• • • • • • • ；CTC0 MOV DX，706H ；控制端口地址 MOV AL，00010110B ；CTC0控制字 AL 00010110B CTC0 OUT DX，AL MOV DX，700H ；CTC0口地址 MOV AL，80 ；CTC0初值 OUT DX，AL
；CTC1
CW=1AH LSB=3 WR CLK GATE OUT
3 2 1 0 FF
8253/8254的编程方法
• 8253/8254控制字 8253/8254控制字
D7 D6 D5 D4 D3 M2 D2 M1 D1 M0 D0 BCD 0=二二二二二 1=BCD码二二 SC1 SC2 RL1 RL0 低通通通 0 0=二二计计0 0 1=二二计计1 1 0=二二计计2 1 1=8253非非 8254读读读读
n=
T t CLK
=
f CLK F
= T × f CLK
• 在计算时注意时间和频率的单位一致性。 在计算时注意时间和频率的单位一致性。
8253/8254编程示例
• 已知 已知8254各通道时钟接 各通道时钟接8MHz信号，端口地址 信号， 各通道时钟接 信号 为700H、702H、704H和706H，要求在 、 、 和 ，要求在OUT0 产生周期为10us的 方波 ， OUT1产生 产生2KHz的 产生周期为 的 方波， 产生 的 连续脉冲信号， 产生一个最大的负脉冲。 连续脉冲信号，OUT3产生一个最大的负脉冲。 产生一个最大的负脉冲 • 分析： 分析： OUT0:初值 初值=10us*8MHz=80 方式3 初值 方式 OUT1:初值 初值=8MHz/2KHz=4000 方式 方式2 初值 OUT2:初值 初值=0 方式1 初值 方式
82538254的内部结构及引脚信号82538254的内部结构及引脚信号82538254的工作方式82538254的编程8253最高工作频率26mhz8254最高工作频率为10mhz8254最高工作频率为10mhz82538254内部结构及引脚信号82538254内部结构及引脚信号数据总线缓冲器计数器d7d0数据线clk0gate0out0181110缓冲器rdout0clk12215逻辑计数器rdwra1a0clk1gate1out12319201413控制字计数器a0csclk2gate2211816控制字寄存器计数器gate2out2vccgnd24128253端口及其操作8253端口及其操作csrdwra1a0操作无操作8253和8254的工作方式8253和8254的工作方式方式0中断信号发生器方式1单稳负脉冲信号发生器方式2速率信号发生器方式2速率信号发生器方式3方波信号发生器方式3方波信号发生器方式4软件触发的选通信号发生器方式5硬件触发的选通信号发生器方式0中断信号发生器cw10hlsb4wrclkgateoutfffeoutfffe方式1单稳负脉冲信号发生器方式1单稳负脉冲信号发生器wrcw12hlsb3wrclkgateoutoutff方式2速率信号发生器wrcw14hlsb3wrclkgateout方式3方波信号发生器偶数初值wrcw16hlsb4wrclkgateoutout方式3奇数初值cw16hlsb5wrclkgategateout方式4软件触发的选通信号发生器方式4软件触发的选通信号发生器wrcw18hlsb3wrclkgateoutoutfffe方式5硬件触发的选通信号发生器cw1ahlsb3wrclkgateoutff的编程方法82538254的编程方法d7d6d5d4d3d2d1d082538254控制字0二进制计数通道选择sc1sc2rl1rl0m2m1m0bcdd7d6d5d4d3d2d1d00二进制计数1bcd码计数方式选择1方式1操作类型1读写低字节通道选择0方式4方式先低字节后高字节18253非法8254读回命令1方式5后高字节82538254计数范围二进制计数
；应用程序CTC1
• • • • • ；初值=15*1.19=17.85 取 18=12H MOV AL，01010100B ；CTC1控制字 OUT 43H，AL ；写入控制端口 MOV AL，12H ；CTC1初值 OUT 41H，AL ；写初值至CTC1
；应用程序CTC2
• ；CTC2初值=1.19M/1K=1190
三种基本方法：软件定时、硬件定时、 三种基本方法：软件定时、硬件定时、可编程硬 件定时 主要内容： 主要内容： 8253/8254的内部结构及引脚信号 的内部结构及引脚信号 8253 /8254的工作方式 的工作方式 8253/8254的编程 的编程 8253最高工作频率 最高工作频率2.6MHz 最高工作频率 8254最高工作频率为 最高工作频率为10MHz 最高工作频率为
• • • • • • • • MOV DX，706H MOV AL，01110100B OUT DX，AL MOV DX 702H DX，702H MOV AX，4000 OUT DX，AL MOV AL，AH OUT DX，AL ；控制端口地址 ；CTC1控制字 ；CTC1口地址 CTC1 ；CTC1初值 ；先写低字节 ；取高字节 ；后写高字节
方式1 单稳负脉冲信号发生器
CW=12H WR CLБайду номын сангаас GATE OUT
3 2 1 0 FF
LSB=3
方式2 速率信号发生器
CW=14H WR CLK GATE OUT 3 2 1 3 2 1 3 2 1 LSB=3
方式3方波信号发生器—偶数初值
CW=16H LSB=4 WR CLK GATE OUT
；CTC2
• • • • • • • MOV DX，706H MOV AL，10110010B OUT DX，AL MOV DX，704H MOV AL，0 OUT DX，AL OUT DX，AL ；控制端口地址 ；CTC2控制字 ；CTC2口地址 ；CTC2初值 ；先写低字节 ；后写高字节
8253应用
8253/8254内部结构及引脚信号
二数数 1-8 D7-D0 22 23 19 20 21 Vcc 24 GND 12
二数数数 缓缓计
内 部 二 数 数 数
二二计 0号
9 11 10
CLK0 GATE0 OUT0
RD WR A1 A0 CS
读/写 逻逻
二二计 1号
15 14 CLK1 13 GATE1 OUT1 18 16 1 7
4 2 4 2 4 2 4 2 4 2
方式3 奇数初值
CW=16H WR CLK GATE OUT
5 4 2 4 2 5 4 2 4 2 5
LSB=5
方式4 软件触发的选通信号发生器
CW=18H WR CLK GATE OUT
3 2 1 0 FF FE
LSB=3
方式5 硬件触发的选通信号发生器
8253和8254的工作方式
方式0 —— 中断信号发生器 方式1 —— 单稳负脉冲信号发生器 方式2 —— 速率信号发生器 方式3 —— 方波信号发生器 方式4 —— 软件触发的选通信号发生器 方式5 —— 硬件触发的选通信号发生器
方式0 中断信号发生器
CW=10H WR CLK GATE OUT 4 3 2 1 0 FF FE LSB=4
控二写 寄计计
二二计 2号
CLK2 GATE2 OUT2
8253端口及其操作
CS 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 RD 0 0 0 0 1 1 1 1 × 1 WR A1 A0 操作 1 0 0 读计数器 0 1 0 1 读计数器 1 1 1 0 读计数器 2 1 1 1 无操作 0 0 0 写常数到计数器 0 0 0 1 写常数到计数器 1 0 1 0 写常数到计数器 2 0 1 1 写方式控制字 × × × 三态(禁止) 1 × × 无操作
1.19MHz CLK0 CLK1 CLK2 D7-D0 RD WR CS A1 A0 8253 +5V GATE0 GATE1 GATE2 8255 PB1 OUT0 OUT1 OUT2 1K方低 IRQ0 (8259的IR0) 55ms方低 去DMA 15us 连连低 驱驱 低低低低
D7-D0 IOR IOW 40H-43H A1 A0 8255 PB0
• • • • • • • • • • MOV AL，10110110B ；CTC2控制字 OUT 43H，AL ；写入控制口 MOV AX，1190 ；CTC2初值 OUT 42H，AL ；先写低字节 MOV AL， AH ；取高字节 OUT 42H，AL ；后写高字节 IN AL, 61H ；读8255A的B口的值 MOV AH, AL ；暂存AH中 OR AL, 00000011B OUT 61H, AL ；输出使扬声器发声
操操操操 方方通通 0 0=二二计计计 0 0 0=方方0 0 1=读/写低写写 0 0 1=方方1 1 0=读/写写写写 x 1 0=方方2 1 1=读/写16位(写) x 1 1=方方3 先低写写 1 0 0=方方4 后写写写 1 0 1=方方5
8253/8254计数范围
• 二进制计数 ： 0000H～ FFFFH， 即 0～ ， 65535 • BCD码计数：0000～9999 码计数： 码计数 ～ • 最 小 和 最 大 计 数 值 ： 最大计数为0000， 不是 ， 不是FFFFH或 9999。 或 。 最大计数为 除方式3外 最小值都为1。 除方式 外，最小值都为 。
8253/8254初始值计算
• 假设已知 假设已知8253相应通道的 相应通道的CLK端接入的时钟 相应通道的 端接入的时钟 频率为f 周期记为T 频率为 CLK ， 周期记为 CLK=1/fCLK ， 要求产 生的周期性信号频率为F(周期为 周期为T)或定时时 生的周期性信号频率为 周期为 或定时时 间为T(F=1/T)，则所需计数初值 为： 间为 ，则所需计数初值n为
应用程序片段
• • • • • • • ；CTC0初值=55*1.19=65450 MOV AL，00110110B ；CTC0控制字 OUT 43H，AL ；写入控制端口 MOV AX，65450 ；CTC0初值 OUT 40H，AL ；先写低字节 MOV AL, AH OUT 40H，AL ；后写高字节
示例程序片段
• • • • • • • ；CTC0 MOV DX，706H ；控制端口地址 MOV AL，00010110B ；CTC0控制字 AL 00010110B CTC0 OUT DX，AL MOV DX，700H ；CTC0口地址 MOV AL，80 ；CTC0初值 OUT DX，AL
；CTC1
CW=1AH LSB=3 WR CLK GATE OUT
3 2 1 0 FF
8253/8254的编程方法
• 8253/8254控制字 8253/8254控制字
D7 D6 D5 D4 D3 M2 D2 M1 D1 M0 D0 BCD 0=二二二二二 1=BCD码二二 SC1 SC2 RL1 RL0 低通通通 0 0=二二计计0 0 1=二二计计1 1 0=二二计计2 1 1=8253非非 8254读读读读
n=
T t CLK
=
f CLK F
= T × f CLK
• 在计算时注意时间和频率的单位一致性。 在计算时注意时间和频率的单位一致性。
8253/8254编程示例
• 已知 已知8254各通道时钟接 各通道时钟接8MHz信号，端口地址 信号， 各通道时钟接 信号 为700H、702H、704H和706H，要求在 、 、 和 ，要求在OUT0 产生周期为10us的 方波 ， OUT1产生 产生2KHz的 产生周期为 的 方波， 产生 的 连续脉冲信号， 产生一个最大的负脉冲。 连续脉冲信号，OUT3产生一个最大的负脉冲。 产生一个最大的负脉冲 • 分析： 分析： OUT0:初值 初值=10us*8MHz=80 方式3 初值 方式 OUT1:初值 初值=8MHz/2KHz=4000 方式 方式2 初值 OUT2:初值 初值=0 方式1 初值 方式
82538254的内部结构及引脚信号82538254的内部结构及引脚信号82538254的工作方式82538254的编程8253最高工作频率26mhz8254最高工作频率为10mhz8254最高工作频率为10mhz82538254内部结构及引脚信号82538254内部结构及引脚信号数据总线缓冲器计数器d7d0数据线clk0gate0out0181110缓冲器rdout0clk12215逻辑计数器rdwra1a0clk1gate1out12319201413控制字计数器a0csclk2gate2211816控制字寄存器计数器gate2out2vccgnd24128253端口及其操作8253端口及其操作csrdwra1a0操作无操作8253和8254的工作方式8253和8254的工作方式方式0中断信号发生器方式1单稳负脉冲信号发生器方式2速率信号发生器方式2速率信号发生器方式3方波信号发生器方式3方波信号发生器方式4软件触发的选通信号发生器方式5硬件触发的选通信号发生器方式0中断信号发生器cw10hlsb4wrclkgateoutfffeoutfffe方式1单稳负脉冲信号发生器方式1单稳负脉冲信号发生器wrcw12hlsb3wrclkgateoutoutff方式2速率信号发生器wrcw14hlsb3wrclkgateout方式3方波信号发生器偶数初值wrcw16hlsb4wrclkgateoutout方式3奇数初值cw16hlsb5wrclkgategateout方式4软件触发的选通信号发生器方式4软件触发的选通信号发生器wrcw18hlsb3wrclkgateoutoutfffe方式5硬件触发的选通信号发生器cw1ahlsb3wrclkgateoutff的编程方法82538254的编程方法d7d6d5d4d3d2d1d082538254控制字0二进制计数通道选择sc1sc2rl1rl0m2m1m0bcdd7d6d5d4d3d2d1d00二进制计数1bcd码计数方式选择1方式1操作类型1读写低字节通道选择0方式4方式先低字节后高字节18253非法8254读回命令1方式5后高字节82538254计数范围二进制计数
；应用程序CTC1
• • • • • ；初值=15*1.19=17.85 取 18=12H MOV AL，01010100B ；CTC1控制字 OUT 43H，AL ；写入控制端口 MOV AL，12H ；CTC1初值 OUT 41H，AL ；写初值至CTC1
；应用程序CTC2
• ；CTC2初值=1.19M/1K=1190