计数器定时器8253资料
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微机第9章8253
0 0----选计数器0
0 1----选计数器1 1 0----选计数器2 1 1----无意义
写入控制口，地址A1A0=11
2、计数初值的写入
若规定只写低8位，则写入的为计数值的低8位， 高8位自动置0； 若规定只写高8位，则写入的为计数值的高8位， 低8位自动置0； 若是16位计数值，则分两次写入，先写低8位， 再写入高8位。
计数值写入计数器各自的 计数通道（端口地址）
注： ① 写入控制字后，所有控制逻辑电路复位， 输出端OUT进入初始状态。 ② CPU向8253写入的计数初值，要在CLK端输入一个 正脉冲后才能被真正装入指定通道（若在此CLK下降 沿之前读计数器，则其值是不定的）。 之后再次输入时钟脉冲（CLK）才开始计数，且每次 在脉冲的下降沿减1计数。 即：写入计数初值后，经过一个CLK，8253才开始计 数。
④ 当GATE变为低电平时计数 停止，再变为高电平时计数继 续进行。 ⑤若计数过程中重新送入初值， 则按新值重新计数。
（2）方式1——可重复触发单稳触发器
WR CLK GATE OUT 3 2 1 0 FFFE 3 2 方式1时序图 CW N=3
③计数过程中，再次给通道写入时间 ①写入CW后OUT变为高电平， GATE 常数，不影响现行操作过程，GATE再 上升沿触发后，OUT变为低并开始计数， 次触发后才按新的时间常数操作。 归零时OUT变为高电平。 ④计数过程中，GATE触发沿提前到来， ②GATE再来一次上升沿使OUT为低， 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 计数器以初值重新计数。 设定的计数值加宽。 可重复触发——当计数归零后，不用再次送计数值，只要给它触发脉冲，即 可产生一个同样宽度的单稳脉冲输出。
微机原理 可编程计数器定时器8253及应用
教材第八章内容
第八章 可编程计数器/定时器8253及应用 8-1 8253工作原理
一、8253的内部结构与引脚信号 二、8253的初始化编程
三、8253的工作方式
四、8253与系统的连接
8-2 8253的应用举例
一、8253定时功能举例 二、8253计数功能举例
1
第八章
定时/计数技术概述
计算机中常用到定时功能，如：动态RAM刷新、
第八章
二、8253的初始化编程
8253的初始化编程按顺序分两步完成：
1、写入控制字
2、写入计数初值
初始化编程的几点说明： 对3个计数通道的初始化编程没有先后顺序
若是16位数，必须用两条OUT指令来完成，且先送低8
位数据，后送高8位数据。 若计数初值为0时，要分成两次写入。0在二进制计数
18
第八章
8253方式3
4、方式3——方波发生器
时序图
计数初值为偶数时的波形
CW=16H WR CR=4 CLK GATE LSB=4
OUT
CRCE 4
CRCE 2
19
CRCE
2 4
CRCE 2 4
CRCE 2 4
4
第八章
8253方式3 计数初值为奇数时的波形
CW=16H WR
LSB=5 CR=5
CLK GATE
OUT CRCE 5 4 CRCE 2 5 CRCE CRCE 4 2 5
2
5
20
第八章
8253方式4
5、方式4——软件触发选通
时序图
CW=18H WR
LSB=2 CR=2
LSB=2 CR=2
CLK GATE OUT CRCE 2 1 CRCE 0 2 1 0 0
第八章 可编程计数器/定时器8253及应用 8-1 8253工作原理
一、8253的内部结构与引脚信号 二、8253的初始化编程
三、8253的工作方式
四、8253与系统的连接
8-2 8253的应用举例
一、8253定时功能举例 二、8253计数功能举例
1
第八章
定时/计数技术概述
计算机中常用到定时功能，如：动态RAM刷新、
第八章
二、8253的初始化编程
8253的初始化编程按顺序分两步完成：
1、写入控制字
2、写入计数初值
初始化编程的几点说明： 对3个计数通道的初始化编程没有先后顺序
若是16位数，必须用两条OUT指令来完成，且先送低8
位数据，后送高8位数据。 若计数初值为0时，要分成两次写入。0在二进制计数
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第八章
8253方式3
4、方式3——方波发生器
时序图
计数初值为偶数时的波形
CW=16H WR CR=4 CLK GATE LSB=4
OUT
CRCE 4
CRCE 2
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CRCE
2 4
CRCE 2 4
CRCE 2 4
4
第八章
8253方式3 计数初值为奇数时的波形
CW=16H WR
LSB=5 CR=5
CLK GATE
OUT CRCE 5 4 CRCE 2 5 CRCE CRCE 4 2 5
2
5
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第八章
8253方式4
5、方式4——软件触发选通
时序图
CW=18H WR
LSB=2 CR=2
LSB=2 CR=2
CLK GATE OUT CRCE 2 1 CRCE 0 2 1 0 0
第08章可变程计数器8253及其应用
0 0----对计数器进行锁存 0 1----只读/写低8位字节 1 0----只读/写高8位字节 1 1----先读/写低8位字节,
再读/写高8位字节.
M2 M1 M0 000 001 x10 x11 100 101
模式选择 模式0 模式1 模式2 模式3 模式4 模式5
8253内部包含3个完全相同的计数器／定 时器通道，对3个通道的操作完全是独立的。
① 在计数过程中，当GATE变为低电平时，将迫使 OUT变为高电平，并禁止计数；GATE从低电平 变为高电平，也就是GATE端产生上升沿时，则在 下一个时钟脉冲时，把预置的计数初值装入计数 器，从初值开始递减计数。门控信号GATE可用来 使多个计数器同步。
② 在操作过程中，任何时候都可由CPU重新写入新 的计数值，它不会影响当前计数过程的进行。只 有下一个计数周期才会按新写入的初值计数。
每个通道都包含一个8位的控制字寄存器、 一个16位的计数初值寄存器、一个计数器 执行部件(实际的计数器)和一个16位的输 出锁存器。
执行部件实际上是一个16位的减法计数器， 不能直接对其进行读写操作。
对计数器0～2的写入操作实际是写各自的 计数初值寄存器。
对计数器0～2的读出操作实际是读各自的 计数输出锁存器，计数输出锁存器的值常 跟随计数执行部件变化。
计数器2： CLK2，GATE2，OUT2
8253 编程结构
4. 控制寄存器 8253控制寄存器的格式
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
0 0----选计数器0 0 1----选计数器1 1 0----选计数器2 1 1----无意义
另一方法是在读出数据之前，先锁存当前计数值。 当需要读取计数器的现行值时，先向8253送一个 锁存命令，即把RL1RL0=00的控制字写入8253的 控制字端口，锁存命令字中的SC1SC0用来确定要 锁存的是哪一个计数器，锁存命令字的低4位对锁 存命令无影响，可以将它们置为0。 8253立即把 指定计数器的当前计数值锁存到输出锁存器中。
第10章-可编程定时计数器8253概要
通道2：fCLK2 = 1MHz, T = 50ms N =fCLK2 × T =1MHz × 50ms = 50000= C350H
21
确定各通道控制字
读写高低字节 通道0： 方式3
BCD码计数
SC1 SC0 RW1 RW0 M2 M1 M0 BCD
0 0 1 1 011 1 37H
读写高低字节 通道1： 方式3
29
10.3 8253 的工作方式
共同遵守的3个基本原则： ● 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进入初始状态 ● GATE信号是上升沿起作用，GATE信号的作用是 在下一个CLK周期的下降沿生效 ● 计数初值装入计数器和减1计数都是在输入脉冲的 下降沿有效的
30
10.3 8253 的工作方式
11 先读/写低8位，后读/写高8位计数值 15
10.2 8253 的编程
8253的计数初值
当输出信号为连续的周期波时：假设计数器输入信 号CLK的频率为fCLK，要求OUT端输出信号的频率为 fOUT，则计数初值N的计算公式为
N = fCLK ÷ fOUT 当计数器/定时器工作在一次性有效的定时方式时：如 希望的定时时间为T，则计数初值 N的计算公式为：
5
8254芯片
3
NUIST
10.1 8253 的引脚功能和编程结构
8253的主要功能 ● 3个独立的16位计数器 ● 每个计数器都可以按二进制或BCD码计数 ● 每个通道的计数频率可达2MHz ● 每个计数器都具有6种不同的工作方式 ● 每个计数器的计数初值都可以通过编程设置 ● 所有的输入输出都与TTL兼容
4
10.1 8253 的引脚功能和编程结构
8253的引脚功能
21
确定各通道控制字
读写高低字节 通道0： 方式3
BCD码计数
SC1 SC0 RW1 RW0 M2 M1 M0 BCD
0 0 1 1 011 1 37H
读写高低字节 通道1： 方式3
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10.3 8253 的工作方式
共同遵守的3个基本原则： ● 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进入初始状态 ● GATE信号是上升沿起作用，GATE信号的作用是 在下一个CLK周期的下降沿生效 ● 计数初值装入计数器和减1计数都是在输入脉冲的 下降沿有效的
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10.3 8253 的工作方式
11 先读/写低8位，后读/写高8位计数值 15
10.2 8253 的编程
8253的计数初值
当输出信号为连续的周期波时：假设计数器输入信 号CLK的频率为fCLK，要求OUT端输出信号的频率为 fOUT，则计数初值N的计算公式为
N = fCLK ÷ fOUT 当计数器/定时器工作在一次性有效的定时方式时：如 希望的定时时间为T，则计数初值 N的计算公式为：
5
8254芯片
3
NUIST
10.1 8253 的引脚功能和编程结构
8253的主要功能 ● 3个独立的16位计数器 ● 每个计数器都可以按二进制或BCD码计数 ● 每个通道的计数频率可达2MHz ● 每个计数器都具有6种不同的工作方式 ● 每个计数器的计数初值都可以通过编程设置 ● 所有的输入输出都与TTL兼容
4
10.1 8253 的引脚功能和编程结构
8253的引脚功能
8.3计数器8253
8.3 可编程计数器/定时器8253
8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.3.5
计数器/定时器概述 8235的内部构造和引脚 8253的控制字和编程命令 8235的工作方式 8235的应用
8.3.1 计数器/定时器概述
在计算机系统中，常要用到定时信号，如：计算机 系统中的日历、时钟信号源，动态存储器需要定时刷 新，计算机实时控制系统中，要对被控对象定时采样 等等，都需要定时信号。一般来说，产生定时信号的 方法有两种：
2〕1个8位的控制存放器。 3〕既可作二进制计数/又可作十进制〔BCD码〕
计数。
4〕每个计数器有六种工作方式，通过编程设置。 5〕允许输入的最高频率2.6MHZ。
2、8235的构造和引脚
〔一〕与外设相连的局部 计数器0、计数器1、计数器2。
计数器0
16位计数初值寄存器 高8位 低8位
CLK GATE
进展寻址。 8086：连系统地址总线的A2、A1。 8088：连系统地址总线的A1、A0。
A1 A0 00 01 10 11
寻址 计数器0 计数器1 计数器2 控制寄存器端口
CS RD WR A1 A0 0 1 0 00 0 1 0 01 0 1 0 10 0 1 0 11 0 0 1 00 0 0 1 01 0 0 1 10
4、方式3：方波发生器
特点： 〔1〕当N〔初值〕为偶数时：
前N/2个时钟周期，OUT=高电平； 后N/2个时钟周期，OUT=低电平。 当N〔初值〕为奇数时： 前(N+1)/2个时钟周期，OUT=高电平； 后(N－1)/2个时钟周期，OUT=低电平。 〔2〕门控信号： GATE =1，允许计数。
，从计数初值重新计数。
6、方式5：硬件触发的选通信号发生器
8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.4 8.3.5
计数器/定时器概述 8235的内部构造和引脚 8253的控制字和编程命令 8235的工作方式 8235的应用
8.3.1 计数器/定时器概述
在计算机系统中，常要用到定时信号，如：计算机 系统中的日历、时钟信号源，动态存储器需要定时刷 新，计算机实时控制系统中，要对被控对象定时采样 等等，都需要定时信号。一般来说，产生定时信号的 方法有两种：
2〕1个8位的控制存放器。 3〕既可作二进制计数/又可作十进制〔BCD码〕
计数。
4〕每个计数器有六种工作方式，通过编程设置。 5〕允许输入的最高频率2.6MHZ。
2、8235的构造和引脚
〔一〕与外设相连的局部 计数器0、计数器1、计数器2。
计数器0
16位计数初值寄存器 高8位 低8位
CLK GATE
进展寻址。 8086：连系统地址总线的A2、A1。 8088：连系统地址总线的A1、A0。
A1 A0 00 01 10 11
寻址 计数器0 计数器1 计数器2 控制寄存器端口
CS RD WR A1 A0 0 1 0 00 0 1 0 01 0 1 0 10 0 1 0 11 0 0 1 00 0 0 1 01 0 0 1 10
4、方式3：方波发生器
特点： 〔1〕当N〔初值〕为偶数时：
前N/2个时钟周期，OUT=高电平； 后N/2个时钟周期，OUT=低电平。 当N〔初值〕为奇数时： 前(N+1)/2个时钟周期，OUT=高电平； 后(N－1)/2个时钟周期，OUT=低电平。 〔2〕门控信号： GATE =1，允许计数。
，从计数初值重新计数。
6、方式5：硬件触发的选通信号发生器
定时计时器8253
2013-7-9
微型计算机原理与应用
4
计数器/定时器8253
可编程定时/计数器的主要用途有： ① 以均匀分布的时间间隔中断分时操作系统， 以便
切换程序。 ② 向I/O设备输出精确的定时信号， 该信号的周期 由程序控制。 ③ 用作可编程波特率或速率发生器。 ④ 检测外部事件发生的频率或周期。 ⑤ 统计外部事件处理过程中某一事件发生的次数。 ⑥ 在定时或计数达到编程规定的值之后， 产生输出 信号， 向CPU申请中断。
2013-7-9 微型计算机原理与应用 12
计数器/定时器8253
当对8253的计数器进行读操作时,可以读出 计数值,具体实现方法有如下两种: ①使计数器停止计数时,先写入控制字,规定好 RL1和RL0(控制字的D5D4位)的状态——也 就是规定读一个字节还是读两个字节。 ②在计数过程中读计数值。这时读出当前的 计数值并不影响计数器的工作。为做到这一 点 , 首 先 写 入 8253 一 个 特 定 的 控 制 字:XX00××××。这是控制字的一种形式。
2013-7-9 微型计算机原理与应用 18
计数器/定时器8253
8253初始化编程要求
1、8253三个端口有各自独立的地址，控制字分别对 各端口的工作方式进行控制
2、对某一个端口设置初值时，先设置控制字 3、设置初值时，要符合D5、D4的规定，分别输入计 数值，（16位计数值要用两条指令写入计数值） 4、锁存（D5D4=00）的目的是：在CPU读取计数值前 先用锁存命令锁存减1计数器的当前值，否则得不到 正确的结果，CPU取走数据后，锁存功能自动失锁 5、编程顺序：先写入控制字到控制寄存器，然后写 入计数初值到所确定的计数器端口
2013-7-9 微型计算机原理与应用 11
第七章定时_计数器8253
4
3
2
1
3
2
1
GATE=1 4 0 3 2
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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
本章首页
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
第八章-计数器定时器8253
1、硬件串联
CLK0 GATE0 OUT0
+5V CLK1
GATE1 OUT1
2、软件计数，开辟内存单元
例4 利用8253提供可编程的采样信号 （P322） C/T0,时钟频率F， 初值L，模式2 C/T1,时钟频率？ ，初值M，模式1 C/T2,时钟频率F ，初值N，模式3
第8章：8.2 8253在IBM PC系列机上的应用 8253
§8.2 可编程计数器/定时器8253
§8.2 可编程计数器/定时器8253 一、8253的结构和工作原理
8254是8253的改进型
§8.2 可编程计数器/定时器8253
D7～D0
数据总线 缓冲器
内
RD
部
WR
读写控制
A0
逻辑
数
A1
据
CS
总
控制字
寄存器
线
计数器0 计数器1 计数器2
CLK 0 GATE 0 OUT 0
01 计数器101 只读写低字节001 方式1
10 11
计数器2 10 非法 11
只读写高字节010 先后读读写写低高字字节节011100101
方式2 方式3 方式4 方式5
0 二进制 1 十进制
控制字写入控制字I/O地址（A1A0＝11）
示例
第8章：2. 写入计数值
选择二进制时
计数值范围：0000H～FFFFH 0000H是最大值，代表65536
器(方式3)，要求输出为10个时钟周期的方 波，写出所需的命令字。
设8253的地址：0060H~0066H
MOV AL, 01010111B OUT 66H， AL MOV AL， 10H OUT 62H， AL
第9章计数器定时器8253
命令
编程原则： ① 设置初值前必须先写控制字； ② 初值设置要符合控制字中的格式规定； ③ 要读取计数器的当前值和状态字，必须用
控制字先锁定，才能读取。
9.4 8253/8254的编程命令
编程命令有两类：
① 读出命令； 读计数器计数值 读状态寄存器值（只对8254）
MOV BH, AL
；BX中为计数器0的当前计数值
思考题
• 1 设8253端口地址为200H～203H，使用计数器1， 工作于方式3（方波发生器），二进制计数，计数 初值为3000H，请编写初始化程序。
；方法1，16位计数，先写低8位，后写高8位。根据题目写出 控制字为01110110B(76H)。 MOV DX,203H ；8253控制寄存器 MOV AL,76H ；二进制计数、方式3、先写低8 位、后 写高8位、计数器1 OUT DX,AL ；控制字写入控制字寄存器 MOV DX,201H ；计数器1 MOV AL,00H ；计数初值低8位 OUT DX, AL ；计数初值低8位写入计数器1 MOV AL,30H ；计数初值高8位 OUT DX, AL ；计数初值高8位写入计数器1
9.5 8253/8254的工作模式
有6种工作模式，都遵守的基本规则：
① 控制字写入时，进入初始状态； ② 初值写入后，要经过上升沿和一个下降沿，计数执行部
件才开始计数； ③ 在CLK的上升沿，GATE被采样，对于一给定的工作模
式，GATE的触发方式有具体规定； ④ 在CLK下降沿，计数器作减1计数；
器将按新的初值重新计数。 • OUT端输出是一个约(N+1)TCLK宽度的负脉冲。
(2) 模式1—— 可编程的单稳态触发器
性质：
• 写入控制字，OUT端为高电平，计数初值装入该 计数器后，在GATE信号的上升沿后的下一个CLK 脉冲的下降沿开始计数，OUT变为低电平。在整 个计数过程中，OUT保持低电平，当计数器减为0 时，OUT变为高电平，输出一个单脉冲，若GATE 信号再由低变高，可再产生一个单脉冲，相当一 个单稳态。
编程原则： ① 设置初值前必须先写控制字； ② 初值设置要符合控制字中的格式规定； ③ 要读取计数器的当前值和状态字，必须用
控制字先锁定，才能读取。
9.4 8253/8254的编程命令
编程命令有两类：
① 读出命令； 读计数器计数值 读状态寄存器值（只对8254）
MOV BH, AL
；BX中为计数器0的当前计数值
思考题
• 1 设8253端口地址为200H～203H，使用计数器1， 工作于方式3（方波发生器），二进制计数，计数 初值为3000H，请编写初始化程序。
；方法1，16位计数，先写低8位，后写高8位。根据题目写出 控制字为01110110B(76H)。 MOV DX,203H ；8253控制寄存器 MOV AL,76H ；二进制计数、方式3、先写低8 位、后 写高8位、计数器1 OUT DX,AL ；控制字写入控制字寄存器 MOV DX,201H ；计数器1 MOV AL,00H ；计数初值低8位 OUT DX, AL ；计数初值低8位写入计数器1 MOV AL,30H ；计数初值高8位 OUT DX, AL ；计数初值高8位写入计数器1
9.5 8253/8254的工作模式
有6种工作模式，都遵守的基本规则：
① 控制字写入时，进入初始状态； ② 初值写入后，要经过上升沿和一个下降沿，计数执行部
件才开始计数； ③ 在CLK的上升沿，GATE被采样，对于一给定的工作模
式，GATE的触发方式有具体规定； ④ 在CLK下降沿，计数器作减1计数；
器将按新的初值重新计数。 • OUT端输出是一个约(N+1)TCLK宽度的负脉冲。
(2) 模式1—— 可编程的单稳态触发器
性质：
• 写入控制字，OUT端为高电平，计数初值装入该 计数器后，在GATE信号的上升沿后的下一个CLK 脉冲的下降沿开始计数，OUT变为低电平。在整 个计数过程中，OUT保持低电平，当计数器减为0 时，OUT变为高电平，输出一个单脉冲，若GATE 信号再由低变高，可再产生一个单脉冲，相当一 个单稳态。
第八章__定时器计数器8253
3.
引脚及其功能
• 数据线D7～D0：双向、三态。用于将8253/8254芯片与 系统数据总线相连，在芯片与CPU之间传送数据、命令 、状态信息。 • A1A0：片内端口选择线，输入。这两根线一般接到系 统地址总线的A1、A0 上。当-CS=0时8253/8254芯片被 选中，这两位地址线用来选择片内四个端口地址(三个 计数器的端口和一个控制字寄存端口)，以便进行读写。 (当A1A0=00、01、10时，分别选计0、计1、计2） • 当A1A0=11时选中片内的控制寄存器，将命令字写入其 中。该控制寄存器只写，不可读。 • CLK：计数器时钟（计数脉冲）输入端。三个独立的 计数器，各自有一个独立的输入时钟脉冲信号CLK0、 CLK1、CLK2，每输入一个时钟脉冲信号CLK，计数器 中同步递减计数器CE的当前计数值便减1，进行计数或 定时控制。
2.
方式1（可编程单脉冲发生器）
• 在该方式中，写入方式命令字和装入计数初 值到计数寄存器后，计数器输出端OUT为高 电平。在GATE输入端出现一个上升沿后，计 数器使输出端OUT降为低电平，开始计数； 当计数值减到0，输出端恢复为高电平，完成 一个单脉冲输出过程。 显然输出端负脉冲的宽度与计数值的大小有 关，设预置计数值为N，计数时钟周期为TCLK， 那么输出负脉冲宽度就是N×TCLK。所以这是 一个可编程控制的单稳态发生器，如下图所 示。
(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进入初始状态。该初始状态与工作方式有关， 设置成方式0时，OUT的初始状态为低电平，设置成其他工 作方式，OUT的初始状态为高电平。 (2) 初始值写入初值计数器CR以后，要经过一个时钟脉冲的 上升沿和下降沿，将初值送入计数执行单元，计数执行单 元从下一个时钟开始进行计数。 (3) 通常，在时钟脉冲CLK的上升沿对门控信号GATE进行采 样，各计数器的门控信号的触发方式与工作方式有关。在 方式0、方式4中，门控信号为电平触发；方式1、方式5中， 门控信号为上升沿触发；方式2、方式3中，即可用电平触 发，也可用上升沿触发。 (4) 在时钟脉冲的下降沿计数器进行计数。0是计数器所能 容纳的最大初值，因为用二进制计数时，16位计数器，0 相当于216，用BCD码计数时，0相当于104。
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
21
8253 5
20
6
19
7
18
8
17
9
16
10
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
实验八定时器计数器8253实验
8253是Intel公司生产的一款可 编程定时器计数器。
它具有3个独立的16位计数器， 每个计数器都可以独立编程和控
制。
8253的计数器可以用于产生时 间间隔、脉冲信号、PWM（脉
宽调制）等。
8253的工作原理
825ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的每个计数器都有一个预置 值，当计数达到预置值时，计数 器会自动回置并触发一个中断或
实验八：定时器计数器8253实验
contents
目录
• 实验简介 • 8253定时器计数器概述 • 实验步骤与操作 • 实验结果与分析 • 实验总结与思考
01 实验简介
实验目的
掌握8253定时器计 数器的工作原理。
了解定时器在计算机 系统中的应用。
学习如何编程控制 8253定时器计数器。
实验设备
01
微机实验箱
02
8253定时器计数器芯片
03
示波器
04
信号发生器
02 8253定时器计数器概述
定时器计数器的基本概念
定时器计数器是一种用于产生 时间间隔或计数的电子设备。
它通常由石英晶体振荡器驱动， 以提供稳定的计时基准。
定时器计数器广泛应用于计算 机、通信、自动化等领域。
8253的特性和功能
配置8253定时器计数器
设置工作模式
根据实验要求，选择适当的定时/计数 模式，如计数模式、定时模式或门控 模式等。
设置定时/计数初值
启动定时/计数
通过微处理器发送控制信号，启动 8253定时器计数器的定时/计数操作。
根据实验要求，设置适当的定时/计数 初值，以满足实验条件。
启动和观察实验结果
启动实验
加强实践环节
为了更好地理解和掌握相关知识，建议增加更多的实践环节，例 如组织小组讨论、分享经验等。
第8章：定时计数器8253
一、内部结构
8253定时/计数器的工作原理 定时/计数器的核心部件为可预置初值计数器。 预置初值后开始计数，CLK信号每输入一个脉冲， 计数值减1，一直减到0，并且OUT脚同时产定时器 的容量即位数
GATE门控 信号 计数脉冲 CLK 输入
可预置初值计数器
允许 允许 ——
三、设置工作方式和计数值 对8253设置工作方式和设置计数值是连续 进行的。 步骤是：
1、对控制端口写：设置工作方式及计数值格式 2、对计数端口写：计数值低8位（可选） 3、对计数端口写：计数值高8位（可选）
控制字格式：
D7 SC1
D6 SC0
D5 RL1
D4 RL0
D3 M2
OUT 输出
计数初值
说明： 1、每个计数器各有三根I/O线 CLK：时钟信号输入 OUT：计数器输出 GATE：门控信号，用于启动或允许计数器工作
2、通过对控制寄存器写操作，来设置工作方式。 3、有A1A0两条地址线，在PC机中的端口地址是40H~43H。 A1 A0 端口 定义 0 0 40H 0#计数器 0 1 41H 1#计数器 1 0 42H 2#计数器 1 1 43H 控制寄存器
D2 M1
D1 M0
D0 BCD
SC1 SC0 ：选择计数器（0#，1#，2#） M2M1M0：设置工作方式（0~5） RL1 RL0 00 01 10 11 设置计数值格式 当前计数值锁存到输出缓冲器 写 / 读计数值的低8位 写 / 读计数值的高8位 写 / 读计数值的16位(先低8位，后高8位)
每次设置
方式 5
启动点
只设一次
启动方式的比较： 工作方式 方式 0 方式 1 启动方式 软件触发 硬件触发
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
第17讲 计数器定时器8253
例 2 ：要求读出并检查 1 号计数器的当前计数值是否是全
“1”（假定计数值只有低8位），其程序段为
L ：
MOV DX,306H
；命令口 ；1号计数器的锁存命令 ；写入命令寄存器 ；1号计数器数据口
MOV AL，01000000B OUT DX，AL MOV DX，302H
CW N=4
N 装 控 制 字
N 4 装 计 初 数 值 开 始
3
2
1
计 数 结 束
0 FF
说明：①控制字写入之后，OUT变低；初值装入后，要经过1个CLK 的周期（1个上升沿和1个下降沿）后，计数器才开始计数，所以，输 出OUT要经过N+1个时钟周期后才有输出； ②输出OUT的有效电平为高电平，并可同时触发中断请求； ③门控GATE的作用：高电平时计数，低电平或下降沿时停止计数； ④CW为写入控制字，N=4表示写入初值，计数值一次有效。 22
CS
0
0 0 0 0 0 0
RD
1
1 1 1 0 0 0
WR
0
0 0 0 1 1 1
A1
0
0 1 1 0 0 1
A0
0
1 0 1 0 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
12
四、8253的控制字
30
MOV AL,00110101B（35H） OUT 86H,AL MOV AX,1000 OUT 80H,AL MOV AL,AH OUT 80H,AL MOV AL,01110110B（76H） OUT 86H,AL MOV AL,0E8H 03E8H=1000D OUT 82H,AL MOV AL,03H OUT 82H,AL
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：