微机原理课件第十章

图10.5 方式0波形图
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（1）OUT信号
控制字写入后，OUT变低电平，直到计数 器减到0时才变为高电平。OUT输出可以作为计 数结束的中断信号。
（2）GATE信号
计数器受GATE信号控制，当GATE＝0时，停 止计数器的计数操作；当GATE＝1时，计数器 继续计数。
（3）初始值
一是每次装入初始值后计数器只计数一遍。
1）3个计数器：每个8253芯片上有3个独立的16位计数通道。
2）2～10MHz的计数频率：每个计数器的计数频率范围为0～ 2MHz，其改进型8254－2的计数频率 范围为0～10MHz。
3）2种数制计数：每个计数器都可以按照二进制或十进制计 数。
4）6种工作方式：每个计数通道都有6种工作方式，可由程序 设置或改变。
当初始值为奇数时，输出方波的高电平占
（N＋1）／2个输入时钟周期，低电平占（N－ 1）／2个输入时钟周期。
计数过程中，CPU可改写初始值，但当前
计数周期不受影响，在下一个计数周期就按新
的初始值重新开始计数。
二是计数过程中可重新装入计数初值。
另外，若设置初值为N，则输出信号OUT是在 N+1个CLK脉冲之后才变高的。
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2、方式1——可编程单稳触发器 可编程单稳触发器方式必须注意以下几点：
图10.6 方式1波形图
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（1）OUT信号
控制字写入后，OUT变高电平，CPU写入计数初始值 后，计数器并不计数，直到GATE信号后OUT变为低电平。 直到计数器减到0时，OUT输出才变为高电平。
定时时间＝时钟脉冲周期*预置的计数初值 （3）GATE信号
GATE是一个门控输入信号。
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10.2 8253的内部结构及引脚
12.11.2020 图10.2 8253的内部结构及引脚图
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(1) 数据总线缓冲器 (2) 读/写逻辑电路 各控制信号及作用如下：
A1和A0：端口选择信号。 RD：读信号，低电平有效。 WR：写信号，低电平有效。 CS：片选信号，低电平有效。
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3、方式2——分频器 分频器方式必须注意以下几点：
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图10.7 方式2波形图
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（1）OUT信号
OUT信号是输入时钟按照计数值N次分频后
的一个连续脉冲。此方式可以作为一个脉冲速 率发生器或用于产生实时时钟中断。
（2）GATE信号
计数器的初始值写入后，只有当GATE引脚
用来存放计数器中的内容，可由CPU读出。
4、 状态寄存器
提供计数器／定时器当前所处的状态，这些状态有利于了 解计数器／定时器某时刻的内部情况。
5、计数器
计数1器2.11实.202际0 是一个具有减“1”功能的减法器。
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计数器对外有三个重要信号，现说明如下： （1）OUT信号 （2）CLK信号
CLK是一个输入信号，它决定了计数速率。 定时器所能实现的定时时间取决于计数脉冲的频率和计数器 的初值，即：
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第10章 计数器/定时器接口芯片8253
实现定时／计数功能的常用方法可归纳为以下三种： （1）软件定时 （2）纯硬件定时 （3）可编程定时器
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10.1 可编程计数器／定时器的基本工作原理
10.1.1 基本功能
以8253芯片为例来说明其基本功能，大致可概括为以下五点：
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(3) 计数器 (4)控制寄存器
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图10.3 8253计数器结构图
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10.3 8253的控制字
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图10.4 8253的控制字
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1、计数方式的设定 8253有两种计数方式：二进制计数和BCD码计数。选择数制采用控
制字的D0位来设定。 2、工作方式的设定 8253有6种工作方式：方式0～方式5。 3、读写格式的设定
（2）GATE信号
GATE信号在方式1中起触发信号作用。CPU写入计数 值后，计数器必须由GATE信号触发才开始计数。允许 GATE信号多次触发，计数过程中，外部可发GATE脉冲 进行再触发。
（3）初始值
计数过程中，CPU可改写初始值，但计数过程不受影 响，计数将按原来的初始值减到0，在GATE信号再次触 发后，才会按新的初始值重新开始计数。
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表10-1 8253输入信号与各功能的对应关系
CS RD WR
010 010 010 010 001 001 001
A1 A0
00 01 10 11 00 01 10
功能
对计数器0设置计数初值 对计数器1设置计数初值 对计数器2设置计数初值 设置控制字或给一个命令 从计数器0读出计数值 从计数器1读出计数值 从计数器2读出计数值
8253有4种写入计数初值格式或读计数值格式的设定，选择 读写格式采用控制字的D5、D4位来设定。 4、计数器通道的选择
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10.4 8253的工作方式 10.4.1 8253的6种工作方式 1、方式0——计数结束中断方式 计数结束中断方式必须注意以下几点：
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为高电平时，计数器才开始递减计数。GATE端 每一次由低到高的跳变触发，都将引起一次重 新从CR向 CE的装入操作。
（3）初始值
计数过程中，CPU可改写初始值，但当前 计数过程不受影响，计数将按原来的初始值减 到0，OUT输出一个负脉冲，计数器装入新的初 始值后重新开始计数。
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4、方式3——方波发生器 方波发生器方式必须注意以下几点：
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图10.8 方式3波形图
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（1）OUT信号
方式3的OUT信号与方式2的工作类似，输 出均为周期性的，但方式3的输出为方波。
（2）GATE信号
方式3的GATE信号与方式2的作用相同。
（3）初始值
当初始值为偶数时，输出方波的占空比一 定为50％（N／2）。
5）与TTL兼容：所有输入/输出引脚都与TTL兼容。
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10.1.2 基本工作原理

12.11.2020图10.1 计数器／定时器的基本原理图
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1、控制寄存器
控制寄存器是从数据总线缓冲器中接收控制字，以确定计 数器的操作方式。
2、初始值寄存器
用来存放计数器所需要的初始值。
3、计数输出寄存器