第八章(2)定时器8253

§8.3可编程计数/定时器8253
一、概述 二、Intel 8253 定时器/计数器的基本性能参数 三、8253 定时器/计数器的内部结构 四、8253的端口寻址及基本操作 五、8253 的控制字格式 六、8253 的工作方式
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一、概述 1、定时与计数器的概念
定时器：在时钟信号作用下，进行定时的
减“1”计数，定时时间到（减“1”计数回零），从 输出端输出周期均匀、 频率恒定的脉冲信号。 由上述可知，定时器强调的是精确的时间。 定时举例： ①一天24小时的计时，称为日时钟。 ②在监测系统中，对被测点的定时取样。 ③在读键盘时，为去抖，一般延迟一段时间，再读。 ④在微机控制系统中，控制某工序定时启动。
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锁存计数器当前计数值控制字
D7 SC1 D6 SC0 D5 RW1 D4 RW0 D3 M2 D2 M1 D1 M0 D0 BCD
未用
00 计数器锁存命令 00 选择计数器0 01选择计数器1 计数器选择 10 选择计数器2
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4. 8253初始化的工作有两个内容： （1）一是向命令寄存器写入方式命令，以选择器 （3个计数器之一），确定工作方式（6种方式之 一），指定计数器计数初值的长度和装入顺序以及 计数值的码制（BCD或二进制码）。 （2）二是向已选定的计数器按方式命令的要求写入 计数初值。
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CLK WR ① GATE OUT 4 3 2 1
n=4
0
②
GATE OUT WR GATE OUT
4 n=3 3 n=2 2
4
3
2
1
0
③
1
0
2
1
0
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8253的1方式时序波形
3.方式2：频率发生器 方式2是一种具有自动装入时间常数（计数初 值N） 的 N分频器。 特点：一次设置计数初值，计数器可自动重复进行 减“1”计数操作，减“1”计数到“1”，可从输出端输出 一负脉冲信号。 时序波形如下
CLK 8253 GATE OUT
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五、8253 的控制字格式
D7 SC1 D6 SC0 D5 RW1 D4 RW0 D3 M2 D2 M1 D1 M0 D0 BCD
000 方式0
数制选择
工作方式
00 计数器锁存命令 101 方式5
…
读/写指示 00 选择计数器0 计数器选 择 01选择计数器1 10 选择计数器2
锁存后读出当前值
LSB
MSB
计数输出寄存器
CLK GATE &
减一计数器 初始值寄存器
（减1至0 时）
MSBΒιβλιοθήκη OUT装入/读出初值
LSB
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8253的端口寻址及基本操作
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
；命令口 ；2号计数器的初始化命 令字 ；写入命令寄存器 ；2号计数器数据口 ；计数初值 ；选送低字节到2号计数器 ；取高字节送AL ；后送高字节到2号计数器
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�例 2 ：
8253 端口地址为 304 ～ 307H ，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）,全１时暂停。
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①
CLK WE
GATE
n=3
n=5
OUT ② OUT
3 3
2 2
1 1
3 5
2 4
1 3
3 2
2 1
GATE
③ OUT 3 2 2 2 1 3 2 1
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4. 方式3 ----周期性方波输出 方式3工作方式与方式2基本相同，也具有自动装入时间 常数（计数初值）的功能，不同之处在于： （1）工作在方式3 ，引脚OUT输出的不是一个时钟周期 的负脉冲,而是占空比为1：1或近似1：1的方波；当计 数初值为偶数时，输出在前一半的计数过程中为高电 平，在后一半的计数过程中为低电平。 （2）由于方式3输出的波形是方波，并且具有自动重装 计数初 值的功能，因此，8253一旦计数开始，就会在 输出端OUT输出连续不断的方波。
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解：8253定时/计数器的端口地址分别为30H～33H N0=TC/TR=5ms/1us=5000 N1=FR/FC=1MHZ/1KHZ=1000 MOV AL,00100001B(40H) OUT 33H,AL MOV AL,50H OUT 30H,AL MOV AL,01100111B(67H) OUT 33H,AL MOV AL,10H OUT 31H,AL
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�例1：选择2号计数器，工作在3方式，计数初值为
533H（2个字节），采用二进制计数(设8253端口地 址为304～307H)。
�
MOV DX，307H MOV AL，10110110B OUT DX，AL MOV DX，306H MOV AX，533H OUT DX，AL MOV AL，AH OUT DX，AL
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CLK WR
n=5 5
① GATE
OUT
4
3
2
1
0
② GATE
OUT
5
4
5
4
3
2
1 0
8253的5方式时序波形
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8.2.5 8253应用举例 例8－10
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练习： 1.假设8253定时/计数器的端口地址分别为30H～33H。 已知8253的时钟输入频率为1MHZ，现希望利用8253 的计数器0启动计数5ms后OUT输出高电平，计数器1 产生1KHz的连续方波信号。试编写完成该功能的程序 段。
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
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四、计数器的3个引脚
� CLK时钟输入信号——在计数过程中，此引脚上
每输入一个时钟信号，计数器的计数值减1； � GATE门控输入信号——控制计数器工作，为1时 允许计数器工作，为0时禁止计数器工作； � OUT计数器输出信号——当一次计数过程结束 （计数值减为0），OUT引脚上将产生一个输出 信号。
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六、8253 的工作方式 8253芯片的每个计数器通道都有6种工作方式可供选 用。 1、方式0 “一次有效” 1）、计数器写完计数值时，开始计数，相应的 输出信号OUT就开始变成低电平。当计数器减到 零时，OUT立即输出高电平。 2）、门控信号GATE位高电平时，计数器工作； 为低电平时，计数器停止工作，计数只保持不变。 3）、在计数器工作期间，如果重新写入新的计数 值，计数器将按新写入的计数值重新工作。
MOV DX,307H L ：MOV AL，01000000B OUT DX，AL MOV DX，305H IN AL，DX CMP AL，0FFH JNE L HLT ；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 ；读1号计数器的当前计数值 ；比较 ；非全“1”，再读 ； 是全“1”，暂停
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CLK ① WR OUT WR ② GATE OUT ③ WR OUT
n=5
5
n=5
4
3
2
1
0
5
n=9
4
4
n=4
4
3
2
1
0
9
8
4
3
2
1
0
8253的0方式时序波形
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2. 1方式----低电平输出（GATE信号上升沿重新计数） 1方式为可编程的单稳态工作方式。 情况一： （1）写入计数初值后，计数器并不立即开始工作； （2)门控信号GATE有效，才开始工作，使输出OUT变成低电平； （3）直到计数器值减到零后，输出才变高电平。 情况二： 在计数器工作期间，当GATE又出现一个上升沿时，计数器 重新装入原计数初值并重新开始计数。 情况三： 如果工作期间对计数器写入新的计数初值，则要等到当前的 计数值计满回零且门控信号再次出现上升沿后，才按新写入的 计数初值开始工作。
3、8253定时与计数结束时产生的脉冲信号可 用于对某一事件进行控制，也可作用为一外部 终端请求信号。
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二、8253 定时器/计数器的基本性能参数
1、一片8253内部有3个16位的计数器（相互独立） 2、每个计数器的内部结构相同，可通过编程手段 设置为6种不同的工作方式来进行定时/计数 3、每个计数器再开始工作前必须预制时间常数 （时间初始） 4、每个计数器在工作过程中的当前计数值可被 CPU读出. （注：时间常数也可在计数过程中更改）
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2.按图连接电路，将计数器0、计数器1分 别设置为方式3，计数初值设为1000，请问 OUT1输出什么信号？频率是多少？。
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3.若要采用一片8253产生近似为1Hz的方波，已 知时钟频率为2MHz，8253地址为350一 353H．试编写8253初始化程序，并说明通道引 脚的连接方法。 解：时钟频率为2MHz，要分频至1Hz，分频系数 为2×106。一个8253的计数器分频系数最大为 65536，所以必须用两个计数据串联起来工作。0计 数器分频系数定为200，1 计数器分频系数定为10 4，0 计数器输出的10000Hz波形作为1 计数器的时 钟信号，经1 计数器10 4分频后得到1Hz的波形。
10 只读/写高八位 01 只读/写低八位 11 先读/写低八位 再读/写高八位
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关于的控制字说明：
1、8253只有一个工作方式控制字，但是对每个计数 器而言，它们的工作方式控制字内容一定各不相同 （前两位不同），所用各计数器的控制字需要分别设 置，先后不计。 2、8253的工作方式控制字的特殊形式可用于对计 数器的当前计数值进行锁存。 3、在工作方式控制字被设置之后，随后必须紧接着 给计数器预设置计数初值，计数器方可开始工作。