定时计数器8253课件
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课件CH8可编程计数器定时器8253及应用概要
VCC GND
CRH CRL 计数初值寄存器（CR） CEH CEL 计数执行单元（CE）
GATE0 CLK0
OUT0
地址线
地址 CS
译码
A1 A0
OLH OLL 输出锁存器（OL） 计数器 1# 计数器 2#
9
GATE 1 CLK1 OUT1
GATE2 CLK2
OUT2
第八章
计数器工作原理
写控制字到控制寄存器（CW） 设置工作方式
01 只读/写计数器的低8位
10 只读/写计数器的高8位
11 进行两次读/写操作（先低8位，后高8位）
11
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： 先写入控制字；再写计数初值
1、写入控制字 由OUT指令向控制字寄存器写入，用来选定计数器通道、
规定该计数器的工作方式和计数方式。 “写入控制字”具有复位作用，使输出端OUT变为指定的
启动方式：方式0、4为软件启动；方式1、5为硬件启 动；方式2、3为软件、硬件均可启动。
30
第八章
门控信号GATE的控制功能（P310）
31
第八章
四、8253与系统的连接
32
第八章
33
第八章
8.2 8253的应用举例
应用步骤： 与系统连接 设置工作方式 置计数初值
两种功能： 定时功能应用 计数功能应用
选择计数器
00 选择计数器0的控制寄存器 读
01 选择计数器1的控制寄存器 写
10 选择计数器2的控制寄存器 格
11 非法值
式
000 001 X10 X11 100 101
方式0 方式1 方式2 方式3 方式4 方式5
第08章 可变程计数器8253及其应用精品PPT课件
输出信号的波形主要由工作模式决定，同 时还受到从外部加到GATE引脚上的门控信 号控制，它决定是否允许计数。
当用8253作外部事件计数器时，在CLK脚 上所加的计数脉冲是由外部事件产生的，这 些脉冲的间隔可以是不相等的。 如果要用它作定时器，则CLK引脚上应输入 精确的时钟脉冲。这时，8253所能实现的 定时时间，决定于计数脉冲的频率和计数器 的初值，即：
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
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.
4. 由于计数器是先减1，再判断计数值是否为零，所以写入 计数初值为0，实际就等于10000H，在二进制计数时，它 表示65536，BCD计数时，它表示10000。
例：在某微机系统中，8253的3个计数器的端口地址 分别为3F0H、3F2H和3F4H，控制字寄存器的端口地 址为3F6H，要求8253的通道0工作于模式3，并已知 对它写入的计数初值n＝1234H，则初始化程序为：
MOV AL， 00110111B
；控制字；选择通道0， 先读／写低字节，后高字
节
MOV DX， 3F6H ；指向控制口
OUT DX， AL ；送控制字
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
MOV AL， 34H ；计数值低字节
1、8253的初始化编程步骤
对3个计数器通道的编程没有先后顺序的规定。 对每个计数器的编程先写入控制字，后写入计数初值。
(1)写入控制字 1. 用输出指令向控制字寄存器写入一个控制字，以选
当用8253作外部事件计数器时，在CLK脚 上所加的计数脉冲是由外部事件产生的，这 些脉冲的间隔可以是不相等的。 如果要用它作定时器，则CLK引脚上应输入 精确的时钟脉冲。这时，8253所能实现的 定时时间，决定于计数脉冲的频率和计数器 的初值，即：
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
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.
4. 由于计数器是先减1，再判断计数值是否为零，所以写入 计数初值为0，实际就等于10000H，在二进制计数时，它 表示65536，BCD计数时，它表示10000。
例：在某微机系统中，8253的3个计数器的端口地址 分别为3F0H、3F2H和3F4H，控制字寄存器的端口地 址为3F6H，要求8253的通道0工作于模式3，并已知 对它写入的计数初值n＝1234H，则初始化程序为：
MOV AL， 00110111B
；控制字；选择通道0， 先读／写低字节，后高字
节
MOV DX， 3F6H ；指向控制口
OUT DX， AL ；送控制字
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
MOV AL， 34H ；计数值低字节
1、8253的初始化编程步骤
对3个计数器通道的编程没有先后顺序的规定。 对每个计数器的编程先写入控制字，后写入计数初值。
(1)写入控制字 1. 用输出指令向控制字寄存器写入一个控制字，以选
第9章计数器定时器825395页PPT
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；
；方法2： 16位计数，只写高8位，低8位自动为0。
MOV DX,203H ；8253控制寄存器
MOV AL,66H ；控制字01100110B
OUT DX,AL
；控制字写入控制字寄存器
MOV DX,201H ；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
编程结构
状态寄存器
定时器/计数器的工作过程
1. 设置8253\8254的工作方式； 2. 设置计数初值到计数初值寄存器CR； 3. 第一个CLK信号使计数初值寄存器的内容置入
计数执行部件CE； 4. 以后每来一个CLK信号，CE减1； 5. OUT端输出一特殊波形的信号；
注：以上计数过程中还受到GATE信号的控制。
读取计数器2的当前计数值的例子
MOV AL, 11011000B ；对计数器2发锁存命令，锁存当前计数值
OUT 76H, AL ；76H为控制口地址
IN AL, 74H
；读取计数器2的读取值，74H为计数器2的地址
―――――――――――――――
对8254读取状态字和计数值
MOV AL, 11000010B
三个计数器共用一个控制寄存器，可对控制 寄存器写入控制字使三个计数器工作在不同 的模式，控制端口只写。
第八章可编程计数器定时器8253 微机原理与接口技术 教学课件(共45张PPT)
1、8位的控制(kò ngzhì) 存放器
2、16位的CR
备注： 一、编程结 构: 1、8位的控 制存放器
2、16位的计 数初值存放器 CR 3、16位的计 数执行部件 CE
4、16位的 输出锁存器
OL
3、16位的CE：减 法(jiǎnfǎ)计数器
4、16位的OL： 锁存CE的内容
注：CR、CE、OL都为16位存放器，也可作8位存放器用
OUT 46H, AL
;1011×110B
;设控制字
/ TCLK
MOV AX, 2000
= FCLK / FOUT OUT 44H, AL
=2MHZ/1KHZ MOV AL, AH
=2000
OUT 44H, AL ;设初值
=7D0H
第二十八页，共45页。
5、方式4－软件触发(chùfā)的选通信号
使其工作于方式(fāngshì)3，计数初值为1234H，计数
按二
进制格式。编写程序将计数值读到BX存放器。
MOV AL,36H ; 0011×110B
MOV AL,00H ;0000 ××××H
OUT 46H,AL ;设控制(kòngzhì)字 MOV AL,34H
OUT 46H,AL ;锁存命令(mìng lìng) IN AL,40H
数过程(guòchéng)，从下一个时钟开始按新初值计数， 初值减为1前OUT一直维持高电平。
③ 软件同步：通过写入初值使计数器同步。
第二十五页，共45页。
4、方式(fāngshì)3－方波发生器
特点(tèdiǎn)：1〕计数 过程 该方式工作过程 (guòchéng)同方式2 ，只是输出脉宽不同 。
( y ì 2、适用场合(chǎng hé)：各种
第8章可编程定时器计数器8253及其应用精品PPT课件
《Microcomputer Technology》 12.10.2020
可编程定时器/计数器的概念
❖ 软件控制的硬件定时器
➢ 定时方式 ❖计数制 ❖输出波形 ❖触发方式 ❖循环方式
➢ 计数间隔
❖ 控制寄存器
第8章 可编程计数器/定时器8253及其应用 9
《Microcomputer Technology》 12.10.2020
《Microcomputer Technology》 12.10.2020
8.1 接口原理
❖ 接口电路中的电路单元
➢ 输入/输出数据锁存器和缓冲器：用以解决CPU 与外设之间速度不匹配的矛盾，以及起隔离和缓 冲的作用；
➢ 控制命令和状态寄存器：以存放CPU对外设的控 制命令，以及外设的状态信息；
第8章 可编程计数器/定时器8253及其应用 2
第8章
《Microcomputer Technology》 12.10.2020
可编程定时器/计数器 8253及其应用
❖ 接口原理 ❖ 8253的基本工作原理
➢ 8253的内部结构和引脚信号 ➢ 8253的编程 ➢ 8253的工作方式
❖ 8253的应用举例
第8章 可编程计数器/定时器8253及其应用 1
第8章 可编程计数器/定时器8253及其应用 11
《Microcomputer Technology》 12.10.2020
可编程定时器/计数器的工作原理
❖ CLK信号
➢ 周期性时钟信号，定时器功能； ➢ 非周期性事件计数信号，计数器功能。
❖ 计数输出锁存器Байду номын сангаасL
➢ 通常跟随计数执行单元的内容而变化 ➢ 当接收到CPU锁存命令时就锁存当前的计数值
微机原理课件10定时计数器
封装，如 图10.3所示
源 线
V CC
GND
24 12
16
GATE2
数 器
17
OUT2
2
整图理8p-p3t 8 2图5 31的0.3引82脚53信PI号T管脚图
15
1. 与CPU的接口信号
No （1）D0~D7——三态双向数据线。与CPU数据总线相连， 用于传递 CPU与8253之间的数据信息 、 控 制信息和状态信息； （2）CS ——片选信号（Chip Select），输入，低电平有
（2）每个计数器均可以按二进制或BCD码计数；
Image （3）计数器速率可达2MHz；
（4）可编程6种不同的工作方式；
（5）所有输入和输出都与TTL兼容。
8253具有较好的通用性和使用灵活性，几乎适合于任
何一种微处理器组成的系统。
整理ppt
9
2. 8253的内部结构
8253的内部结构如图10.1所示，由数据总线缓冲器、
于计数脉冲的频率和计数器的初值，即：定时时间=时
钟脉冲周期Tc×预置的计数初值n。
对8253来讲，外部输入到CLK引脚上的时钟脉冲 频率不能大于2MHZ，否则需分频后才能送到CLK端。
整理ppt
14
二、8253的引脚信号
8253是一
片具有3个 独立通道 的16位计 数器/定时
D0
8
数 据 线
No D1
Image 编程来控制和改变定时时间，灵活方便，节省
费用。缺点是CPU重复执行的这段程序的本身 并没有什么具体目的，仅为延时，从而降低了 CPU利用率。
整理ppt
6
2.不可编程的硬件定时
No 这种方法采用数字电路中的分频器将
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3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
定时计数器8253
3
计数通道
• 通道0、通道1和通道2
• CLK：计数器的脉冲输入端，GATE: 计数器的门控信 号，OUT: 计数器的输出信号，一般与计数溢出有关。
• 工作原理：
• 8253计数器工作在减1状态，每输入一个计数脉冲，计数 器值减1，当计数器
• 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。
计数器选择（SC1、SC0）
计数器读/写方式（RLl、RL0）
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定时计数器8253
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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。
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
存器，共4个端口 ❖ 读信号 R D 和写信号W R 由CPU提供，低电平
有效。
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定时计数器8253
7
8253的管脚分配
• 通道管脚
• CLKn：通道n的脉冲输入管脚．外部事件
或定时脉冲由这三个管脚输入；
OUT 8253控制口，AL
MOV AL，40H
；置8253通道0时间常数,
OUT 通道0端口，AL ; 第一次写初始计数值的低8位，
MOV AL，38H
; 第二次写高8位。3840H=14400秒=4小时
OUT 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
先读取低8位，后读取高8位（不锁存）： 10 00H 0F 00H • 硬件锁存暂停计数 GATE 暂停计数
• 软件控制命令锁存
• 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。
• OUTn：通道n的输出管脚，当计数值减 到0
•
在OUT管脚上输出，输出波形取决于
8253通道的工作方式；
• GATEn：门控信号输入管脚
8253的管脚包括数据线D7—D0，读写控制线
W R R D 以及和CPU地址线相连接的片选 信号 C S
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定时计数器8253
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8253的编程
• 控制字
计数到零时，OUT信
号有效，通知外设计 CLK
数器产生溢出
16位计数器 OUT
GATE
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定时计数器8253
4
• 通道的使用
• 计数器：将要计数的次数预置到该通道计数器中
• 定时器：从CLK输入一固定频率的时钟脉冲，再根据要求定时的时间计算 出定时所需的计数值或称时间常数，并预置到计数器中
可编程定时 /8253
定时计数器8253
8253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， 容易实现，定时时间调整方便，定时精确，占用了CPU资 源，降低了CPU的利用率。
• 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、功能较强等 特点。
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定时计数器8253
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8253的工作方式
• 方式0——计数结束中断方式 • 方式1——可编程序的单独负脉冲 • 方式2——速率发生器 • 方式3——方波发生器 • 方式4——软件触发方式 • 方式5——硬件触发方式
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定时计数器8253
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方式0——计数结束中断方式
• 方式0的作用
• 锁存控制字： 0000XXXXB
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定时计数器8253
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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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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
OUT 8255控制口，AL
MOV AL,00H
；8255A置位/复位控制字,使PC0＝0
OUT 8255控制口，AL
MOV AL, 00110000B ；置8253通道0方式控制字30H
• 用户可以在设定时间上产生中断信号
• 工作方式0特点：
• 门控信号GATE必须为1，计数器才能计数； • 计数时通道输出端OUT一直为0； • 通道计数器计数到0后，OUT由0到1，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INTR，向CPU 发出中断请求。
• 在计数过程中，GATE信号为低电平时，停止计数，一旦GATE变高，则继 续计数．
• 外部事件计数
• 外部事件计数就是对外部脉冲信号计数。产生脉冲信号的 外部原因就是外部事件。
• 如高速公路入口处一个专用计算机检测系统，它可以自动 对进入高速公路的车辆进行计数
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定时计数器8253
2
8253的内部结构
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。
OUT 8255控制口，AL
……
定时计数器8253
14
方式1——可编程序的单独负脉冲 • 单稳电路 • 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，单稳电路就输出一个用户事先设定宽度的 脉冲。 • 8253的方式1就是一个可编程单稳电路
计数值＝定时时间/时钟脉冲周期
20010.12Βιβλιοθήκη 定时计数器82535
通道控制寄存器
• 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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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8253和CPU之间的 数据接口
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定时计数器8253
3
计数通道
• 通道0、通道1和通道2
• CLK：计数器的脉冲输入端，GATE: 计数器的门控信 号，OUT: 计数器的输出信号，一般与计数溢出有关。
• 工作原理：
• 8253计数器工作在减1状态，每输入一个计数脉冲，计数 器值减1，当计数器
• 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。
计数器选择（SC1、SC0）
计数器读/写方式（RLl、RL0）
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定时计数器8253
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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。
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
存器，共4个端口 ❖ 读信号 R D 和写信号W R 由CPU提供，低电平
有效。
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定时计数器8253
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8253的管脚分配
• 通道管脚
• CLKn：通道n的脉冲输入管脚．外部事件
或定时脉冲由这三个管脚输入；
OUT 8253控制口，AL
MOV AL，40H
；置8253通道0时间常数,
OUT 通道0端口，AL ; 第一次写初始计数值的低8位，
MOV AL，38H
; 第二次写高8位。3840H=14400秒=4小时
OUT 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
先读取低8位，后读取高8位（不锁存）： 10 00H 0F 00H • 硬件锁存暂停计数 GATE 暂停计数
• 软件控制命令锁存
• 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。
• OUTn：通道n的输出管脚，当计数值减 到0
•
在OUT管脚上输出，输出波形取决于
8253通道的工作方式；
• GATEn：门控信号输入管脚
8253的管脚包括数据线D7—D0，读写控制线
W R R D 以及和CPU地址线相连接的片选 信号 C S
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定时计数器8253
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8253的编程
• 控制字
计数到零时，OUT信
号有效，通知外设计 CLK
数器产生溢出
16位计数器 OUT
GATE
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定时计数器8253
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• 通道的使用
• 计数器：将要计数的次数预置到该通道计数器中
• 定时器：从CLK输入一固定频率的时钟脉冲，再根据要求定时的时间计算 出定时所需的计数值或称时间常数，并预置到计数器中
可编程定时 /8253
定时计数器8253
8253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， 容易实现，定时时间调整方便，定时精确，占用了CPU资 源，降低了CPU的利用率。
• 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、功能较强等 特点。
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定时计数器8253
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8253的工作方式
• 方式0——计数结束中断方式 • 方式1——可编程序的单独负脉冲 • 方式2——速率发生器 • 方式3——方波发生器 • 方式4——软件触发方式 • 方式5——硬件触发方式
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定时计数器8253
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方式0——计数结束中断方式
• 方式0的作用
• 锁存控制字： 0000XXXXB
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定时计数器8253
10
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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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
OUT 8255控制口，AL
MOV AL,00H
；8255A置位/复位控制字,使PC0＝0
OUT 8255控制口，AL
MOV AL, 00110000B ；置8253通道0方式控制字30H
• 用户可以在设定时间上产生中断信号
• 工作方式0特点：
• 门控信号GATE必须为1，计数器才能计数； • 计数时通道输出端OUT一直为0； • 通道计数器计数到0后，OUT由0到1，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INTR，向CPU 发出中断请求。
• 在计数过程中，GATE信号为低电平时，停止计数，一旦GATE变高，则继 续计数．
• 外部事件计数
• 外部事件计数就是对外部脉冲信号计数。产生脉冲信号的 外部原因就是外部事件。
• 如高速公路入口处一个专用计算机检测系统，它可以自动 对进入高速公路的车辆进行计数
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定时计数器8253
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8253的内部结构
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。
OUT 8255控制口，AL
……
定时计数器8253
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方式1——可编程序的单独负脉冲 • 单稳电路 • 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，单稳电路就输出一个用户事先设定宽度的 脉冲。 • 8253的方式1就是一个可编程单稳电路
计数值＝定时时间/时钟脉冲周期
20010.12Βιβλιοθήκη 定时计数器82535
通道控制寄存器
• 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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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8253和CPU之间的 数据接口