第九章可编程计数器定时器8253及其应用概要PPT课件
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第九章可编程计数器定时器8253及其应用(精)
一、计数/定时的工作原理
CLK是计数输入信号，计数器对CLK端出现的脉冲个数 进行计数 •CLK端可以输入外部事件 •CLK端可以接入固定频率的时钟信号，从而实现 计时 OUT信号在计数结束时发生变化 •可将OUT作为外部设备的控制信号 •可将OUT作为向CPU申请中断的信号
CPU可以从计数输出寄存器读出当前计数值。 读前，应向控制寄存器发送锁存命令
边界
写入初值
三、8253的编程命令
•初始化
1）写入控制字 2）按控制字要求写入计数初值
计数器初值计算：N=fCLK/fOUT
例：设三个计数器的CR/OL端口地址为70H、71H、72H，控制 寄存器端口地址73H。计数器0，工作模式2，CR/OL仅使用低8 位，初值为100，计数值使用二进制 MOV AL, 14H OUT 73H, AL MOV AL, 64H OUT 70H, AL
例如输入脉冲频率为2MHz，那么计数2106
计时1秒
因此，使用同一个芯片，既能计数，又能计时——计时器/计数器
一、计数/定时的工作原理
组成：
控制寄存器——决定工作模式 状态寄存器——反应工作状态 初值寄存器——计数的初值 计数输出寄存器——CPU从中 读当前计数值 计数器——执行计数操作， CPU不能访问
定时和计数器
对不同信号的计数 定时器
对时钟信号进行计数 周期性 对外部脉冲进行计数 周期性、非周期性
计数器
8253计数/定时器
可编程（工作方式/计数值） 三个独立的计数器通道 对初值进行减一计数 二进制/BCD计数初值 计数对象的最高频率为2MHz
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9章_3 可编程定时计数器8253
OUT
2
1）写入计数值开始计数。周期性计数。 2）N=偶数，正负半周=N/2，N=奇数，正半周=(N+1)/2，负半周=(N-1)/2。 3）计数过程中GATE=0，暂停计数，GATE=1重新计数。 4）计数过程中改变计数值，下一周期按新的计数值计数
9.4 可编程的定时/计数器8253/8254 方式4——软件触发选通
9.4 可编程的定时/计数器8253/8254 8253的引线及内部结构：
D0～D7
CLK0
数据 总线 缓冲
计数器 #0 (CNT0) 计数器 #1 (CNT0) 计数器 #2 (CNT0)Biblioteka GATE0OUT0 CLK1
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CLK0 OUT0 GATE0 GND
9.4 可编程的定时/计数器8253/8254 方式5——硬件触发选通
WR GATE 启动计数 CLK CW=16 N=3
OUT
3 GATE OUT 3 2 3
3
2
1
0
0
GATE重复 启动计数
3
2
1
0
GATE
WR 计数中改 变计数值 OUT
CW=16
N=4
N=2 4 3 2 1 0 2 1
GATE
控制字 寄存器
•三个16位计数口： #0：CLK0、OUT0、GATE0 #1：CLK1、OUT1、GATE1 #2：CLK2、OUT2、GATE2
9.4 可编程的定时/计数器8253/8254 8253的口地址及操作：
•片内地址：A0，A1 •片选：CS •数据总线：D0～D7 •读/写信号： RD
D0 ；初始化通道0 D7 ；计数值100
定时计数器8253课件
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）
20010.12
定时计数器8253
9
• 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。
20010.12
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
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）
20010.12
定时计数器8253
9
• 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。
20010.12
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
最新第九章可编程计数器定时器8253及其应用概要PPT课件
3f0h通道0方式3bcd初值1234h138253825314825382531582538253写入初值后clk经历上升下降后才将初值送入计数器执行部件16825382531782538253gate的上升沿才触使初值装入并启动计数并使out变低若计数未满再出现gate的上升沿重载初值延长计数时间单稳在规定的时长内初值多个gate信号只被识别一次多个gate信号一个out输出周期18825382531982538253out在最后一个clk周期出现与clk等宽的负脉冲208253825321825382532282538253238253825324825382532582538253载gate上升沿后才启动计数
arsf 发菜
银鱼（WhiteBait）是指鲱鱼苗或小鲱鱼，这种小型的银鱼通常 是在地中海及大西洋捕获。 全年都有供应，但春夏两季时肉质最肥美。
arsf 发菜
生鲜或冷冻鱼都有卖。 白色稍透明，长不过 3 厘米左右，通体无鳞，一向作为整体性食 物应用即（内脏、头、翅等均不去掉，整体食用），而整体性食 物目前作为一种天然的“长寿食品”为国际营养学会所确认。
arsf 发菜
欢它，不惜以重金购买馈赠亲朋或制作佳肴。
arsf 发菜
arsf 发菜
入肝、肾、膀胱经。 具有清热消滞、软坚化痰、理肠除垢、解毒滋补、通便利尿、化 湿去腻、散结和降血压的功效。
arsf 发菜
据中医书籍中介绍，发菜对甲状腺肿大，淋巴结核、脚气病、鼻 出血、缺铁性贫血、高血压和妇科病等都有一定的疗效。 贴士因发菜跟“发财”谐音，港、澳、台同胞和海外侨胞特别喜
方式3——方波发生器
8253计数/定时器——工作方式
方式3——方波发生器
写入工作方式字
arsf 发菜
银鱼（WhiteBait）是指鲱鱼苗或小鲱鱼，这种小型的银鱼通常 是在地中海及大西洋捕获。 全年都有供应，但春夏两季时肉质最肥美。
arsf 发菜
生鲜或冷冻鱼都有卖。 白色稍透明，长不过 3 厘米左右，通体无鳞，一向作为整体性食 物应用即（内脏、头、翅等均不去掉，整体食用），而整体性食 物目前作为一种天然的“长寿食品”为国际营养学会所确认。
arsf 发菜
欢它，不惜以重金购买馈赠亲朋或制作佳肴。
arsf 发菜
arsf 发菜
入肝、肾、膀胱经。 具有清热消滞、软坚化痰、理肠除垢、解毒滋补、通便利尿、化 湿去腻、散结和降血压的功效。
arsf 发菜
据中医书籍中介绍，发菜对甲状腺肿大，淋巴结核、脚气病、鼻 出血、缺铁性贫血、高血压和妇科病等都有一定的疗效。 贴士因发菜跟“发财”谐音，港、澳、台同胞和海外侨胞特别喜
方式3——方波发生器
8253计数/定时器——工作方式
方式3——方波发生器
写入工作方式字
第9章微机原理课件
2013年6月8日星期六
第9章第26页共50页
第9章
定时/计数接口电路
6.方式5——硬件触发选通 方式5的波形如图9.10所示。
CW＝1A N＝3
WR
CLK GATE OUT
2013年6月8日星期六
1
2
3
2
1
0
第9章第27页共50页
图9.10 方式5波形
第9章
定时/计数接口电路
GATA的作用
2013年6月8日星期六
第9章第28页共50页
第9章
定时/计数接口电路
硬件定时及可编程的硬件定时器/计数器。
1. 软件定时 软件定时的方法是：由于执行每条指令都需要时间，则执
行一个程序段就需要一个固定的时间，通过适当地挑选指令和
安排循环次数来实现软件的定时。 这种方法由于要完全占用CPU的时间，因而降低了CPU的 利用率。
2013年6月8日星期六 第9章第2页共50页
0
1 0
0
× 1
1
× 1
1
× ×
1
× ×
无操作(三态)
禁止(三态) 无操作(三态)
2013年6月8日星期六
第9章第10页共50页
第9章
定时/计数接口电路
9.2.3 Intel8253的控制字和编程
在8253的初始化编程中，CPU通过向8253的控制字寄存 器写入控制字来设置其工作方式。格式如下：
2013年6月8日星期六
第9章
定时/计数接口电路
第9章 定时/计数接口电路
9.1 定时/计数的基本概念
9.2 可编程定时/计数器Intel 8253/8254
9.3 Intel 8254简介
计算机专接本之微机原理9可编程计数器8253资料课件
8251具有更多的控制线和数据线，用于实现复杂的串行通信 协议，如异步通信和同步通信。相比之下，8253的控制线较 少，主要用于设置计数器的初始值和工作模式。
8253与8259的比较
01
8253和8259都是可编程的硬件组件，但它们的功能和用途有所不同。8253是 一个独立的可编程计数器/定时器，而8259是一个可编程的中断控制器。
8253在波形发生器中的应用
波形发生功能
利用8253可编程计数器产生各种波形信号，如方波、三角波、正 弦波等，常用于测试、仪器仪表、控制系统等领域。
工作原理
通过编程设置8253的计数值和时钟频率，可以生成不同占空比和 频率的波形。
输出稳定性
波形发生器的输出稳定性取决于时钟源的稳定性和编程设置的准确 性。
编写控制字
根据需要选择工作模式和控制 字，通过编程端口写入控制字。
设置计数初值
根据需要设置计数器的初始计 数值，通过编程端口写入计数 初值。
选择工作方式
根据需要选择工作模式，如计 数模式、频率发生器模式或定 时器模式。
启动8253
完成以上步骤后，启动8253开 始工作。
01
8253的应用实例
8253在定时器中的应用
决定了哪个计数器被选中。
04
控制字的格式为：控制字=工作方式位+预分频器选 择位+计数器0/1选择位。
如何编写8253的初始化程序
01
在编写初始化程序时，需要先设置8253的工作模式和控制字。
02
然后，需要编写一个程序来将计数器的初始计数值写入8253的计数 器端口。
03
计数器的初始计数值可以通过编程直接写入，也可以通过外部硬件电 路产生。
8253与8259的比较
01
8253和8259都是可编程的硬件组件，但它们的功能和用途有所不同。8253是 一个独立的可编程计数器/定时器，而8259是一个可编程的中断控制器。
8253在波形发生器中的应用
波形发生功能
利用8253可编程计数器产生各种波形信号，如方波、三角波、正 弦波等，常用于测试、仪器仪表、控制系统等领域。
工作原理
通过编程设置8253的计数值和时钟频率，可以生成不同占空比和 频率的波形。
输出稳定性
波形发生器的输出稳定性取决于时钟源的稳定性和编程设置的准确 性。
编写控制字
根据需要选择工作模式和控制 字，通过编程端口写入控制字。
设置计数初值
根据需要设置计数器的初始计 数值，通过编程端口写入计数 初值。
选择工作方式
根据需要选择工作模式，如计 数模式、频率发生器模式或定 时器模式。
启动8253
完成以上步骤后，启动8253开 始工作。
01
8253的应用实例
8253在定时器中的应用
决定了哪个计数器被选中。
04
控制字的格式为：控制字=工作方式位+预分频器选 择位+计数器0/1选择位。
如何编写8253的初始化程序
01
在编写初始化程序时，需要先设置8253的工作模式和控制字。
02
然后，需要编写一个程序来将计数器的初始计数值写入8253的计数 器端口。
03
计数器的初始计数值可以通过编程直接写入，也可以通过外部硬件电 路产生。
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装入初值,即启动计数
-
15
8253计数/定时器——工作方式
方式1——可编程单稳态输出方式
-
16
8253计数/定时器——工作方式
方式1——可编程单稳态输出方式
写入工作方式字
OUT变高
GATE的上升沿才触使初值装入并启动计数， 并使OUT变低
若计数未满，再出现GATE的上升沿，重载 初值，延长计数时间
第九章 可编程计数器/定时器 8253及其应用
-
1
本章内容
定时处理方法 8253工作原理 8253应用
-
2
定时处理方法
定时
软件定时方式
CPU干预
指令执行时间作间隔
不可编程的硬件定时方式
方式固定
硬件设定参数
可编程的硬件定时方式
程序设定、程序控制
中断
-
3
定时处理方法
定时和计数器
单稳——在规定的时长内（初值），多个
GATE信号，只被识别一次——多个GATE
信号→一个OUT输出周期
-
17
8253计数/定时器——工作方式
方式2——比率发生器
-
18
8253计数/定时器——工作方式
方式2——比率发生器
写入工作方式字
OUT变高
GATE必须为高 OUT在最后一个CLK周期出现与CLK等宽
对不同信号的计数 定时器
对时钟信号进行计数 周期性
计数器
对外部脉冲进行计数 周期性、非周期性
-
4
8253计数/定时器
可编程（工作方式/计数值） 三个独立的计数器通道 对初值进行减一计数 二进制/BCD计数初值 计数对象的最高频率为2MHz
-
5
8253计数/定时器——原理
-
-
26
8253的应用举例——定时波形
-
27
8253的应用举例——定时波形
时间常数（初值）
定时时间 = 时钟脉冲周期×预置的计数初值 定时频率 = 时钟脉冲频率÷预置的计数初值
-
28
8253的应用举例——定时脉冲
-
29
8253的应用举例——脉冲计数
-
30
计数到零，重载初值
-
21
8253计数/定时器——工作方式
方式4——软件触发单脉冲
-
22
8253计数/定时器——工作方式
方式4——软件触发单脉冲
写入工作方式字
OUT变高
GATE必须为高，GATE上升沿重载初值 计数满，OUT输出一个CLK周期的负脉冲 一次性，不重载
-
23
8253计数/定时器——工作方式
方式5——硬件触发单脉冲
-
24
8253计数/定时器——工作方式
方式5——硬件触发单脉冲
写入工作方式字
OUT变高
初值写入后，并不置入计数执行部件 载GATE上升沿后，才启动计数；到零后，
输出与CLK等宽的负脉冲，重载初值，等待 GATE
-
3应用
定时——针对时钟脉冲 计数——针对外部脉冲、外部事件 波形发生
写入初值
根据控制字的规定顺序
边界
-
11
8253计数/定时器——编程
初始化操作——例
8253基址：3F0H、通道0、方式3、BCD初 值1234H
编程
方式字：00110111→3F6H 初值：34H→3F0H、12H→3F0H
-
12
8253计数/定时器——编程
GATE的控制作用
-
定时时间 = 时钟脉冲周期×预置的计数初值 定时频率 = 时钟脉冲频率÷预置的计数初值
8253CLK输入脉冲的最大频率
2MHz
-
9
8253计数/定时器——编程
控制字寄存器
-
10
8253计数/定时器——编程
初始化操作（三个通道单独初始化）
写入控制字
选择计数通道 设置工作方式 初值的访问方式 确定初值的数制（二进制/BCD） 计数器清零、OUT初始化
13
8253计数/定时器——工作方式
方式0——计数结束中断方式
-
14
8253计数/定时器——工作方式
方式0——计数结束中断方式
写入0方式工作字
OUT变低
写入初值后,CLK经历上升、下降后，才将 初值送入计数器执行部件
GATE必须为高 GATE中途为低，暂时停止计数（维持） 一次性，不重载
6
8253计数/定时器——原理
8088/8086的连接方式
-
7
8253计数/定时器——原理
计数器的结构
16（8×2）位初值寄存器 16 （8×2）位计数器执行部件
减一计数
16 （8×2）位输出锁存器
计数器的控制
GATE
CLK
OUT
-
8
8253计数/定时器——原理
定时/计数器初值的计算
的负脉冲 计数到零，重载初值 GATE的上升沿，导致初值重载
-
19
8253计数/定时器——工作方式
方式3——方波发生器
-
20
8253计数/定时器——工作方式
方式3——方波发生器
写入工作方式字
OUT变高
GATE必须为高，GATE上升沿，重载初值 初值（n）
偶数—— n/2为高，n/2为低 奇数—— (n+1)/2为高，(n-1)/2为低
-
15
8253计数/定时器——工作方式
方式1——可编程单稳态输出方式
-
16
8253计数/定时器——工作方式
方式1——可编程单稳态输出方式
写入工作方式字
OUT变高
GATE的上升沿才触使初值装入并启动计数， 并使OUT变低
若计数未满，再出现GATE的上升沿，重载 初值，延长计数时间
第九章 可编程计数器/定时器 8253及其应用
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1
本章内容
定时处理方法 8253工作原理 8253应用
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2
定时处理方法
定时
软件定时方式
CPU干预
指令执行时间作间隔
不可编程的硬件定时方式
方式固定
硬件设定参数
可编程的硬件定时方式
程序设定、程序控制
中断
-
3
定时处理方法
定时和计数器
单稳——在规定的时长内（初值），多个
GATE信号，只被识别一次——多个GATE
信号→一个OUT输出周期
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17
8253计数/定时器——工作方式
方式2——比率发生器
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18
8253计数/定时器——工作方式
方式2——比率发生器
写入工作方式字
OUT变高
GATE必须为高 OUT在最后一个CLK周期出现与CLK等宽
对不同信号的计数 定时器
对时钟信号进行计数 周期性
计数器
对外部脉冲进行计数 周期性、非周期性
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4
8253计数/定时器
可编程（工作方式/计数值） 三个独立的计数器通道 对初值进行减一计数 二进制/BCD计数初值 计数对象的最高频率为2MHz
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8253计数/定时器——原理
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8253的应用举例——定时波形
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8253的应用举例——定时波形
时间常数（初值）
定时时间 = 时钟脉冲周期×预置的计数初值 定时频率 = 时钟脉冲频率÷预置的计数初值
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8253的应用举例——定时脉冲
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8253的应用举例——脉冲计数
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计数到零，重载初值
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8253计数/定时器——工作方式
方式4——软件触发单脉冲
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8253计数/定时器——工作方式
方式4——软件触发单脉冲
写入工作方式字
OUT变高
GATE必须为高，GATE上升沿重载初值 计数满，OUT输出一个CLK周期的负脉冲 一次性，不重载
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8253计数/定时器——工作方式
方式5——硬件触发单脉冲
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8253计数/定时器——工作方式
方式5——硬件触发单脉冲
写入工作方式字
OUT变高
初值写入后，并不置入计数执行部件 载GATE上升沿后，才启动计数；到零后，
输出与CLK等宽的负脉冲，重载初值，等待 GATE
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3应用
定时——针对时钟脉冲 计数——针对外部脉冲、外部事件 波形发生
写入初值
根据控制字的规定顺序
边界
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11
8253计数/定时器——编程
初始化操作——例
8253基址：3F0H、通道0、方式3、BCD初 值1234H
编程
方式字：00110111→3F6H 初值：34H→3F0H、12H→3F0H
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12
8253计数/定时器——编程
GATE的控制作用
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定时时间 = 时钟脉冲周期×预置的计数初值 定时频率 = 时钟脉冲频率÷预置的计数初值
8253CLK输入脉冲的最大频率
2MHz
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8253计数/定时器——编程
控制字寄存器
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8253计数/定时器——编程
初始化操作（三个通道单独初始化）
写入控制字
选择计数通道 设置工作方式 初值的访问方式 确定初值的数制（二进制/BCD） 计数器清零、OUT初始化
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8253计数/定时器——工作方式
方式0——计数结束中断方式
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8253计数/定时器——工作方式
方式0——计数结束中断方式
写入0方式工作字
OUT变低
写入初值后,CLK经历上升、下降后，才将 初值送入计数器执行部件
GATE必须为高 GATE中途为低，暂时停止计数（维持） 一次性，不重载
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8253计数/定时器——原理
8088/8086的连接方式
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8253计数/定时器——原理
计数器的结构
16（8×2）位初值寄存器 16 （8×2）位计数器执行部件
减一计数
16 （8×2）位输出锁存器
计数器的控制
GATE
CLK
OUT
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8253计数/定时器——原理
定时/计数器初值的计算
的负脉冲 计数到零，重载初值 GATE的上升沿，导致初值重载
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8253计数/定时器——工作方式
方式3——方波发生器
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8253计数/定时器——工作方式
方式3——方波发生器
写入工作方式字
OUT变高
GATE必须为高，GATE上升沿，重载初值 初值（n）
偶数—— n/2为高，n/2为低 奇数—— (n+1)/2为高，(n-1)/2为低