计数定时控制器(精)

软件延时—பைடு நூலகம்利用微处理器执行一个延时程序段实现 不可编程的硬件定时——采用分频器、单稳电路或简 易定时电路控制定时时间 可编程的硬件定时——软件硬件相结合、用可编程定 时器芯片构成一个方便灵活的定时电路
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8253/8254定时计数器


3个独立的16位计数器通道
每个计数器有6种工作方式 按二进制或十进制（BCD码）计数
8253可与8086/8088CPU相连构成完整的定时、计数或脉 冲发生器系统。

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8253的内部结构和引脚
D7～D0
数据总线 缓冲器 内 RD WR 0 A 1 A 读写控制 逻辑 部 数 据 控制字 寄存器 总 线
计数器0
CLK GATE 0 OUT
1
0
0
计数器1
CS
CLK GATE 1 OUT CLK GATE 2 OUT
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(2) CS*——片选信号，由CPU输入，低电平有效，通常由端口地址 的高位地址译码形成。
(3) RD*、WR*——读/写控制命令，由CPU输入，低电平有效。RD*有 效时，CPU读取由A1Ａ0所选定的通道内计数器的内容。WR*有效时， CPU将计数值写入各个通道的计数器中，或者是将方式控制字写入控 制字寄存器中。


BCD位用来定义是采用二进制计数还是十进制计数 M2M1M0位用来定义所选通道的6种工作方式。
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计数器结构示意图
计数初值存于预置寄存器； 预置寄存器 在计数过程中， CLK 减法计数器的值不断递减， OUT 减1计数器 而预置寄存器中的预置不变。 GATE 输出锁存器用于写入锁存命令时， 锁定当前计数值 输出锁存器
4. 控制字寄存器
控制字寄存器用来存放由CPU写入8253的方式选择控 制字，由它来定义8253中各通道的工作方式，其使用 格式如下图所示。
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SC1，SC0位用来选择通道。 RL1，RL0位用来定义对所选通道中的计数器 的操作



RL1RL0=00时，将该通道中当前计数器的内容锁 存到锁存器中，为CPU读取当前计数值作准备。 RL1RL0=01时，表示只读/写计数器低字节，这是 因为只使用计数器的低字节作计数用。 RL1RL0=10时，表示只读/写计数器高字节，这是 因为只使用计数器的高字节作计数用。 RL1RL0=11时，表示先读/写计数器低字节，后读 /写计数器高字节。
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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（下降沿），计数器的计数值减1 GATE门控输入信号——控制计数器工作，可分成电平 控制和上升沿控制两种类型 GATE作为各通道的门控信号，对于各种不同的工作方 式，它所起的作用各不相同。在8253的应用中，必须 正确使用GATE信号，才能保证各通道的正常操作。
CS* A1 A0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1
I/O地址 40H 41H 42H 43H
读操作RD* 读计数器0 读计数器1 读计数器2 无操作
写操作WR* 写计数器0 写计数器1 写计数器2 写控制字
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3. 通道0～通道2


8253内部包含3个功能完全相同的通道，每个通道内部设有一个 16位计数器，可进行二进制或十进制(BCD码)计数。 采用二进制计数时，最大计数值是FFFFH 采用BCD码计数时，最大计数值是9999 每个通道内设有一个16位计数值锁存器，可用来锁存计数值。 当某通道用作计数器时，应将要求计数的次数预置到该通道的计 数器中，被计数的事件应以脉冲方式从CLKi端输入，每输入一个 计数脉冲，计数器内容减“1”，待计数值计到“0”，OUTi端将有 输出，表示计数次数到。 当某通道用作定时器时，由CLKi输入一定频率的时钟脉冲。根据 要求定时的时间长短确定所需的计数值，并预置到计数器中，每 输入一个时钟脉冲，计数器内容减“1”，待计数值计到“0”， OUTi将有输出，表示定时时间到。允许从CLKi输入的时钟频率在 1～2MHz范围内。
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可编程计数/定时控制器8253
定时控制在微机系统中极为重要

定时器由数字电路中的计数电路构成，通过记录高精 度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间隔 计数电路记录外设提供的具有一定随机性的脉冲信号 时，主要反映脉冲的个数,又称为计数器
定时功能的实现方法



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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8253/8254的工作方式


8253有6种工作方式，由方式控制字确定 熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用问 题，选择正确的工作方式 每种工作方式的过程类似： ⑴ 设定工作方式 ⑵ 设定计数初值 〔 ⑶ 硬件启动 〕 ⑷ 计数初值进入减1计数器 ⑸ 每输入一个时钟计数器减1的计数过程
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计数器2
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1. 数据总线缓冲存储器
是8253与CPU之间的数据接口，由8位双向三态缓冲存储器构成， 是CPU与8253之间交换信息的必经之路。
2. 读/写控制电路
接收CPU送入的读/写控制信号，并完成对芯片内部各功能部件的 控制功能，因此，它实际上是8253芯片内部的控制器。 可接收的控制信号如下： (1) A1A0——端口选择信号，由CPU输入。8253内部有3个独立的 通道和一个控制字寄存器，它们构成8253芯片的4个端口，CPU可 对3个通道进行读/写操作，对控制字寄存器进行写操作。这4个端 口地址由最低2位地址码A1Ａ0来选择。 A1A0 = 00 通道0 A1A0 = 01 通道1 A1A0 = 10 通道2 A1A0 = 11 控制字寄存器

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任一通道作计数器用或作定时器用，其内部操作完全相同，区别 在于前者是由计数脉冲进行减“1”计数，而后者是由时钟脉冲进 行减“1”计数。作计数器时，要求计数的次数可直接作为计数器 的初值预置到减“1”计数器中。作定时器时，计数器的初值即定 时系数应根据要求定时的时间进行如下运算才能得到： 定时系数=要求定时的时间/时钟脉冲的周期