第12章 可編程定時器計數器接口芯片

1、Ch12 可編程定時器計數器接口芯片可編程定時器計數器接口芯片 教學內容：教學內容： 基本原理基本原理 基本結構、引腳基本結構、引腳 控制字控制字 6種工作方式及時序種工作方式及時序 初始化初始化 應用舉例應用舉例 教學重點教學重點 v 可編程定時可編程定時/計數器計數器8253/8254工作方式和編工作方式和編 程程 教學難點：教學難點： v6種工作方式和時序種工作方式和時序 8253 安排一次實驗安排一次實驗 12 12 可編程計數器可編程計數器/ /定時器定時器8253-58253-5 8253-58253-5是是IntelIntel公司生產的公司生產的三通道三通道1616位的可位的可

2、編程計數器編程計數器/ /定時器定時器。與其外形引腳及功能。與其外形引腳及功能 兼容的同類計數器兼容的同類計數器/ /定時器有定時器有8254-28254-2。兩者。兩者 的差異主要是工作的最高頻率，的差異主要是工作的最高頻率，8253-58253-5為為 5MHz,8254-25MHz,8254-2為為10MHz10MHz。 12.1 8253-512.1 8253-5的引腳與功能結構的引腳與功能結構 12.2 8253-512.2 8253-5的內部結構和尋址方式的內部結構和尋址方式 12.3 8253-512.3 8253-5的的6 6種工作方式及時序關系種工作方式及時序關系 12.4

3、825312.4 8253應用舉例應用舉例 返回返回 8253/8254定時計數器的主要功能：定時計數器的主要功能： 3個獨立的個獨立的16位計數器通道位計數器通道 每個計數器有每個計數器有6種工作方式種工作方式 按二進制或十進制（按二進制或十進制（BCD碼）計數碼）計數 8254是是8253的改進型的改進型 主頻主頻10MHZ 增加了狀態(tài)寄存器增加了狀態(tài)寄存器 注意：以注意：以8253為例講解為例講解 12.1 8253-512.1 8253-5的引腳與功能結構的引腳與功能結構 8253-58253-5是一種是一種2424腳腳封裝的雙列直插式芯片。封裝的雙列直插式芯片。 8253-58253

4、-5的功能體現在兩個方面的功能體現在兩個方面, ,即即計數與定時計數與定時。 兩者的工作原理在實質上是一樣的，都是利用計兩者的工作原理在實質上是一樣的，都是利用計 數器作減數器作減1 1計數，減至計數，減至0 0發(fā)信號。數據線發(fā)信號。數據線 D D0 0D D7 7 引腳名稱和分類引腳名稱和分類 控制線控制線 A A0 0、A A1 1 RD RDWRWRCSCS 電源電源Vcc Vcc GNDGND 計數器輸入輸出信號計數器輸入輸出信號 CLK CLK 0 0 2 2 GATE GATE 0 0 2 2 OUT OUT 0 0 2 2 返回返回 8253-58253-5引腳和功能示意圖引腳和

5、功能示意圖 8253-58253-5各引腳的定義各引腳的定義 D D0 0D D7 7: : 數據線。數據線。 A A0 0、A A1 1: : 地址線，用于選擇地址線，用于選擇3 3個計數器中的個計數器中的 一個及選擇控制字寄存器。一個及選擇控制字寄存器。 RDRD：讀控制信號，低電平有效。：讀控制信號，低電平有效。 WRWR：寫控制信號，低電平有效。：寫控制信號，低電平有效。 CSCS：片選信號，低電平有效。：片選信號，低電平有效。 返回返回 8253-58253-5各引腳的定義（續(xù)）各引腳的定義（續(xù)） CLK CLK 0 0 2 2：計數器 ：計數器0 0、1 1、2 2的的時鐘輸時鐘輸

6、 入端入端。 GATE GATE 0 0 2 2：計數器 ：計數器0#0#、1#1#、2#2#的的門控制脈門控制脈 沖輸入端沖輸入端，由外部設備送入門控脈沖。，由外部設備送入門控脈沖。 OUT OUT 0 0 2 2： ： 計數器計數器0#0#、1#1#、2#2#的的輸出端輸出端， 由它接至外部設備以控制其啟停。由它接至外部設備以控制其啟停。 12.2 8253-512.2 8253-5的內部結構和尋址方式的內部結構和尋址方式 1.1.內部結構內部結構 2.2.尋址方式尋址方式 1、內部結構 單個計數器結構示意圖單個計數器結構示意圖 預置寄存器預置寄存器 GATE CLK OUT 減減1計數器

7、計數器 輸出鎖存器輸出鎖存器 計數初值存于計數初值存于預置寄存器預置寄存器； 在計數過程中，在計數過程中， 減法計數器減法計數器的值不斷遞減，的值不斷遞減， 而預置寄存器中的預置不變。而預置寄存器中的預置不變。 輸出鎖存器輸出鎖存器用于寫入鎖存命令時，用于寫入鎖存命令時， 鎖定當前計數值鎖定當前計數值 8253內部結構內部結構 8253-5的內部結構如圖8.3所示。它有3個獨 立結構完全相同的16位計數器和1個8位控制 字寄存器以及以及數據緩沖器數據緩沖器、讀寫控制邏輯讀寫控制邏輯共共 六部分組成六部分組成。在每個計數器內部，又可分為 計數初值寄存器CR、計數執(zhí)行部件CE和輸出 鎖存器OL 3

8、個部件，它們都是16位寄存器， 也可以作8位寄存器來用。在計數器工作時， 通過程序給初值寄存器CR送入初始值，該初 始值再被送入執(zhí)行部件CE進行減1計數；而 輸出鎖存器OL則用來鎖存CE的內容，該內容 可以由CPU進行讀出操作。 單個計數器也稱為通道。計數器單個計數器也稱為通道。計數器0=通道通道0； 計數器計數器1=通道通道1；計數器；計數器2=通道通道2 8253內部結構示意圖 2、尋址方式、尋址方式 8253-58253-5內部有內部有3 3個計數器和個計數器和1 1個控制字寄存器，可個控制字寄存器，可 通過地址線通過地址線A A0 0、A A1 1，讀寫控制線，讀寫控制線RDRD、WR

9、WR與選片與選片CSCS 進行尋址，并實現相應的操作。進行尋址，并實現相應的操作。 返回返回 12.312.3 8253-5 8253-5的的6 6種工作方式種工作方式及時序關系及時序關系 8253-58253-5的的方式控制字格式方式控制字格式如圖如圖8.48.4所示，各所示，各 計數器有計數器有6 6種可供選擇的工作方式，以完成種可供選擇的工作方式，以完成 定時、計數或脈沖發(fā)生器等多種功能。定時、計數或脈沖發(fā)生器等多種功能。 格式字說明（見圖格式字說明（見圖8.48.4） D0-D0-定義進制定義進制 D1D1、D2D2、D3-D3-定義六種工作方式定義六種工作方式 D4D4、D5D5定義

10、操作方式定義操作方式 D6D6、D7D7定義計數器定義計數器 方式控制字只能寫入，不能讀出。編程時首方式控制字只能寫入，不能讀出。編程時首 先要設定方式控制字（通過輸出指令）。先要設定方式控制字（通過輸出指令）。 方式控制字格式方式控制字格式 方式控制字格式方式控制字格式 計數器計數器讀寫格式讀寫格式工作方式工作方式數制數制 D7D6D5D4D3D2D1D0 00 計數器計數器0 01 計數器計數器1 10 計數器計數器2 11 非法非法 00 計數器鎖存命計數器鎖存命 令令 01 只讀寫低字節(jié)只讀寫低字節(jié) 10 只讀寫高字節(jié)只讀寫高字節(jié) 11 先讀寫低字節(jié)先讀寫低字節(jié) 后讀寫高字節(jié)后讀寫高字

11、節(jié) 000 方式方式0 001 方式方式1 010 方式方式2 011 方式方式3 100 方式方式4 101 方式方式5 0 二進制二進制 1 十進制十進制 控制字寫入控制字控制字寫入控制字I/O地址（地址（A1A011） 問題：問題：內部結構中控制字寄存器只有一個，內部結構中控制字寄存器只有一個， 如何區(qū)分寫入控制字是哪個計數器的控制字）如何區(qū)分寫入控制字是哪個計數器的控制字） 在在82538253的初始化編程中，由的初始化編程中，由CPUCPU向向82538253 的控制字寄存器的控制字寄存器寫入一個控制字寫入一個控制字，它，它規(guī)定規(guī)定 了了82538253的的工作方式工作方式。 （1

12、1） 計數器選擇計數器選擇(D7D6)(D7D6) 控制字的最高兩位決定這個控制字是哪控制字的最高兩位決定這個控制字是哪 一個通道的控制字。由于三個通道的工作一個通道的控制字。由于三個通道的工作 是完全獨立的，所以需要有三個控制字寄是完全獨立的，所以需要有三個控制字寄 存器分別規(guī)定相應通道的工作方式。但存器分別規(guī)定相應通道的工作方式。但它它 們的地址是同一個，即們的地址是同一個，即A1A0=11A1A0=11控制控制 字寄存器的地址。字寄存器的地址。 控制字格式說明：控制字格式說明： 所以，需要由這兩位來決定是哪一個通所以，需要由這兩位來決定是哪一個通 道的控制字。因此，對三個通道的編程需要道

13、的控制字。因此，對三個通道的編程需要 向同一個地址向同一個地址( (控制字寄存器地址控制字寄存器地址) )寫入三個寫入三個 控制字，它們的控制字，它們的D7D6D7D6位分別指定不同的通道位分別指定不同的通道。 在在控制字中的通道選擇與通道計數器的地址控制字中的通道選擇與通道計數器的地址 是兩回事，不能混淆。是兩回事，不能混淆。計數通道的地址是用計數通道的地址是用 作作CPUCPU向計數器寫初值，或者從計數器讀取當向計數器寫初值，或者從計數器讀取當 前的計數值。前的計數值。 （2 2） 數據讀數據讀/ /寫格式寫格式(D5D4)(D5D4) CPU CPU向計數通道向計數通道寫入寫入初值和讀取

14、它們的當初值和讀取它們的當 前狀態(tài)時，有幾種不同的格式。例如，寫數前狀態(tài)時，有幾種不同的格式。例如，寫數 據時，是寫入據時，是寫入8 8位數據還是位數據還是1616位數據，若是位數據，若是8 8 位計數，可以令位計數，可以令D5D4=01D5D4=01只寫低只寫低8 8位，則高位，則高8 8位位 自動置自動置0 0；若是；若是1616位計數，而低位計數，而低8 8位為位為0 0，則可，則可 令令D D5D4=105D4=10，只寫入高，只寫入高8 8位，而低位，而低8 8位就自動為位就自動為 0 0；在；在令令D5D4=11D5D4=11時，時，1616位計數就先寫入低位計數就先寫入低8 8位

15、，位， 后輸入高后輸入高8 8位。位。 在在讀取讀取計數值時，可令計數值時，可令D5D4=00D5D4=00，則把寫，則把寫 控制字時的計數值控制字時的計數值鎖存鎖存，以后再讀取。，以后再讀取。 （3 3） 工作方式工作方式(D3D2D1)(D3D2D1) 82538253的每個通道可以的每個通道可以有有6 6種不同種不同的工作方式，的工作方式， 由這由這三位決定三位決定。每一種方式的特點，隨后介。每一種方式的特點，隨后介 紹。紹。 （4 4） 數制選擇數制選擇(D0)(D0) 82538253的每個通道有的每個通道有兩種計數制兩種計數制：二進制和：二進制和 二二十進制，由這位決定。在二進制計

16、數時，十進制，由這位決定。在二進制計數時， 寫入的初值的范圍為寫入的初值的范圍為0000H0000HFFFFHFFFFH，其中，其中 0000H0000H是最大值，代表是最大值，代表6553665536；在二；在二十進制十進制 時，寫入的初值的范圍為時，寫入的初值的范圍為0000000099999999，其中，其中 00000000是最大值，代表是最大值，代表1000010000。 8253-58253-5的的6 6種工作方式及時序關系（續(xù)）種工作方式及時序關系（續(xù)） 1. 1. 方式計數結束產生中斷方式計數結束產生中斷 掌握內容掌握內容 2. 2. 方式方式1 1 可編程單穩(wěn)觸發(fā)器可編程單穩(wěn)

17、觸發(fā)器 3. 3. 方式方式2 2 分頻器分頻器 4. 4. 方式方式3 3 方波頻率發(fā)生器方波頻率發(fā)生器 -掌握內容掌握內容 5. 5. 方式方式4 4 軟件觸發(fā)選通脈沖軟件觸發(fā)選通脈沖 6. 6. 方式方式5 5 硬件觸發(fā)選通脈沖硬件觸發(fā)選通脈沖 6 6種方式下的工作狀態(tài)是不同的，種方式下的工作狀態(tài)是不同的，輸出的波輸出的波 形也不同，形也不同，是是有門控有門控GATEGATE作用所引起作用所引起的。的。 要注意每種工作方式的要注意每種工作方式的初始化設置初始化設置。 82538253的的6 6種工作方式種工作方式及時序關系及時序關系（難點）（難點） 通過寫入方式控制字可以規(guī)定各計數器的工

18、作方通過寫入方式控制字可以規(guī)定各計數器的工作方 式，以完成式，以完成定時定時、計數計數或或脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器等多種功能。等多種功能。 方式控制字只能寫入，不能讀出。方式控制字只能寫入，不能讀出。編程時首先要編程時首先要 設定方式控制字設定方式控制字（通過輸出指令）。（通過輸出指令）。 每種工作方式學習時要注意門控信號的作用以及每種工作方式學習時要注意門控信號的作用以及 計數器初值裝入的方式。計數器初值裝入的方式。 初值（一次有效、多次有效、自動裝入、計數過程初值（一次有效、多次有效、自動裝入、計數過程 中改變計數值）中改變計數值）GATEGATE（電平（電平/ /上升沿，計數中改變上升沿，計

19、數中改變 門控信號），門控信號），OUTOUT（起始電平、單脈沖、連續(xù)波形（起始電平、單脈沖、連續(xù)波形） 要注意每種工作方式的工作原理、特點以及時序要注意每種工作方式的工作原理、特點以及時序 圖圖 1. 1. 方式方式0 (0 (計數結束產生中斷計數結束產生中斷) ) GATE OUT CLK 03124 4 方式方式0 WR 設設 定定 工工 作作 方方 式式 設設 定定 計計 數數 初初 值值 計計 數數 值值 送送 入入 計計 數數 器器 計計 數數 過過 程程 計計 數數 結結 束束 82538253的每個計數通道都有的每個計數通道都有6 6種不同的工作種不同的工作 方式方式可供選擇。

20、這可供選擇。這6 6種工作方式的種工作方式的區(qū)別在區(qū)別在 于于：它們啟動計數器進行計數的：它們啟動計數器進行計數的觸發(fā)方觸發(fā)方 式不同式不同；計數過程中，門控信號；計數過程中，門控信號GATEGATE對對 計數操作的影響不同計數操作的影響不同；計數結束后，；計數結束后，OUTOUT 輸出線上的輸出波形不同輸出線上的輸出波形不同。 下面我們將分別討論這下面我們將分別討論這6 6種工作方式的工種工作方式的工 作過程和特點。作過程和特點。 方式方式0 0計數結束產生中斷計數結束產生中斷 8253-58253-5在方式在方式0 0（如圖（如圖8.58.5所示）工作時的所示）工作時的 特點：特點： （1

21、 1）在）在WRWR為低電平有效時向計數器寫入控為低電平有效時向計數器寫入控 制字制字CWCW，當寫入，當寫入CWCW后，后，OUTOUT端將輸出低電平端將輸出低電平 作為起始電平；在作為起始電平；在WRWR的上升沿將計數初值的上升沿將計數初值 寫入初值寄存器寫入初值寄存器CRCR，當計數初值裝入計數，當計數初值裝入計數 器后，輸出端仍將保持低電平，直到計數器后，輸出端仍將保持低電平，直到計數 初值減至初值減至0 0為止。在計數過程中，若為止。在計數過程中，若GATEGATE端端 的門控信號為高電平，則當的門控信號為高電平，則當CLKCLK端每來一個端每來一個 計數脈沖，計數器就進行減計數脈沖

22、，計數器就進行減1 1計數，計數， 方式方式0 0時序時序圖圖 方式方式0 0計數結束產生中斷（續(xù)）計數結束產生中斷（續(xù)） 在計數值減為在計數值減為0 0時，時，OUTOUT端輸出變?yōu)楦叨溯敵鲎優(yōu)楦唠娖?；電平?若要使用中斷，則可以用此正跳變電平向若要使用中斷，則可以用此正跳變電平向 CPUCPU發(fā)中斷請求。發(fā)中斷請求。 （2 2）GATEGATE為計數控制門。方式為計數控制門。方式0 0的計數過程可的計數過程可 由門控信號由門控信號GATEGATE控制暫停，即控制暫停，即當當GATE=1GATE=1時，時， 允許計數；允許計數；GATE=0GATE=0時，停止計數時，停止計數。GATEGAT

23、E信號信號 的變化并不影響輸出的變化并不影響輸出OUTOUT端的狀態(tài)。端的狀態(tài)。 方式方式0 0 計數結束產生中斷（續(xù)計數結束產生中斷（續(xù)1 1） （3 3）計數過程中可重新裝入計數初值。如）計數過程中可重新裝入計數初值。如 果在計數過程中，重新寫入某一計數初果在計數過程中，重新寫入某一計數初 值，則在寫完新的計數值后，計數器將值，則在寫完新的計數值后，計數器將 從該值重新開始進行減從該值重新開始進行減1 1計數。注意，若計數。注意，若 寫入的計數值為寫入的計數值為2 2個字節(jié)，則在寫入第個字節(jié)，則在寫入第1 1 個字節(jié)（低字節(jié)）時，計數器將中止原個字節(jié)（低字節(jié)）時，計數器將中止原 來的計數過

24、程；而在寫入第來的計數過程；而在寫入第2 2個字節(jié)（高個字節(jié)（高 字節(jié)）時，計數器將按新的初值重新計字節(jié)）時，計數器將按新的初值重新計 數。數。 方式方式0 0 計數結束產生中斷（續(xù)計數結束產生中斷（續(xù)2 2） 8253-58253-5利用方式利用方式0 0既可計數，也可定時。既可計數，也可定時。 當作計數器使用時，應將待計數的事件當作計數器使用時，應將待計數的事件 以脈沖信號方式從以脈沖信號方式從CLKCLK端輸入，將計數初端輸入，將計數初 值預置到計數器中，以完成減值預置到計數器中，以完成減1 1計數功能，計數功能， 直到計數值減至直到計數值減至0 0由由OUTOUT端發(fā)正跳變結束端發(fā)正跳

25、變結束 信號，表示計數已到。信號，表示計數已到。 當作定時器使用時，應根據要求定時的當作定時器使用時，應根據要求定時的 時間和時間和CLKCLK的周期計算出定時系數，將它的周期計算出定時系數，將它 預置到計數器中，可在計數完成時計算預置到計數器中，可在計數完成時計算 出定時時間。出定時時間。 2. 方式方式1(可編程單穩(wěn)脈沖可編程單穩(wěn)脈沖) 設設 定定 工工 作作 方方 式式 設設 定定 計計 數數 初初 值值 硬硬 件件 啟啟 動動 計計 數數 值值 送送 入入 計計 數數 器器 計計 數數 過過 程程 計計 數數 結結 束束 GATE OUT CLK 03124 4 方式方式1 WR 方式

26、方式1 1 可編程單穩(wěn)觸發(fā)器可編程單穩(wěn)觸發(fā)器 8253-58253-5按方式按方式1 1（如圖（如圖8.68.6所示）工作時，所示）工作時， 有以下特點：有以下特點： （1 1）當寫入控制字后，）當寫入控制字后，OUTOUT端將輸出高電端將輸出高電 平作為起始電平平作為起始電平。當計數初值送到計數器。當計數初值送到計數器 后，若無后，若無GATEGATE的上升沿，不管此時的上升沿，不管此時GATEGATE輸輸 入的觸發(fā)電平是高電平還是低電平，都不入的觸發(fā)電平是高電平還是低電平，都不 會開始減會開始減1 1計數，而計數，而必須等到必須等到GATEGATE端輸入端輸入 一個正跳變觸發(fā)脈沖時一個正跳

27、變觸發(fā)脈沖時，計數過程才會開，計數過程才會開 始。始。 方式方式1 1時序時序圖圖 方式方式1 1 可編程單穩(wěn)觸發(fā)器（續(xù)）可編程單穩(wěn)觸發(fā)器（續(xù)） （2 2）計數器工作時，由）計數器工作時，由GATEGATE輸入輸入觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖 的上升的上升沿沿使使OUTOUT變?yōu)榈碗娖?，每來一個計變?yōu)榈碗娖?，每來一個計 數脈沖，計數器作減數脈沖，計數器作減1 1計數，當計數值減計數，當計數值減 為為0 0時，時，OUTOUT再變?yōu)楦唠娖?。再變?yōu)楦唠娖健UTOUT端輸出的端輸出的 單穩(wěn)負脈沖的寬度為計數器的初值乘以單穩(wěn)負脈沖的寬度為計數器的初值乘以 CLKCLK端輸入脈沖周期。端輸入脈沖周期。 返回返回

28、方式方式1 1 可編程單穩(wěn)觸發(fā)器（續(xù)可編程單穩(wěn)觸發(fā)器（續(xù)） （3 3） 如果在計數器未減到如果在計數器未減到0 0時，門控端時，門控端 GATEGATE又來一個觸發(fā)脈沖，則在又來一個觸發(fā)脈沖，則在GATEGATE為低為低 電平期間，并不影響計數過程，仍繼續(xù)電平期間，并不影響計數過程，仍繼續(xù) 作減作減1 1計數；但在計數；但在GATEGATE的上升沿，則由下的上升沿，則由下 一個時鐘脈沖開始，計數器將從初始值一個時鐘脈沖開始，計數器將從初始值 重新作減重新作減1 1計數。當減至計數。當減至0 0時，輸出端又時，輸出端又 變?yōu)楦唠娖健＿@樣，會使變?yōu)楦唠娖?。這樣，會使輸出脈沖寬度輸出脈沖寬度 延長。

29、延長。 在方式在方式1 1時，計數值也是一次有效，每輸時，計數值也是一次有效，每輸 入一次計數值，只產生一個負極性單脈入一次計數值，只產生一個負極性單脈 沖。沖。 3 3、方式、方式2 2 分頻器分頻器 方式方式2 2是是n n分頻計數器分頻計數器，n n是寫入計數器的初是寫入計數器的初 值。在此方式下，計數器既可以用軟件啟動，值。在此方式下，計數器既可以用軟件啟動， 也可以用硬件啟動。一旦計數啟動，計數器也可以用硬件啟動。一旦計數啟動，計數器 就可以自動重復工作。當寫入控制字就可以自動重復工作。當寫入控制字后，后， OUTOUT端輸出變?yōu)楦唠娖阶鳛槠鹗茧娖蕉溯敵鲎優(yōu)楦唠娖阶鳛槠鹗茧娖健．斢嫛?/p>

30、當計 數初值寫入計數器后，從下一個時鐘脈沖起，數初值寫入計數器后，從下一個時鐘脈沖起， 計數器開始作減計數器開始作減1 1計數。當減到計數。當減到1 1時，時，OUTOUT端端 輸出將變?yōu)榈碗娖?。再經過一個時鐘周期，輸出將變?yōu)榈碗娖?。再經過一個時鐘周期， 計數值減到計數值減到0 0后，后，OUTOUT又恢復為高電平，于是又恢復為高電平，于是 形成一個不對稱形脈沖。形成一個不對稱形脈沖。 方式方式2 2時序時序圖圖 4 4、方式、方式3 3 方波頻率發(fā)生器方波頻率發(fā)生器 方式方式3 3類似于方式類似于方式2 2，也有兩種啟動方式，也有兩種啟動方式， 并具有自動裝入計數初值并具有自動裝入計數初值的

31、功能，但輸出的功能，但輸出 的波形為方波或者為近似對稱的矩形波。的波形為方波或者為近似對稱的矩形波。 當寫入控制當寫入控制字后，字后，OUTOUT端開始輸出低電平作端開始輸出低電平作 為起始電平，為起始電平，當裝入計數值當裝入計數值n n后，后，OUTOUT端輸端輸 出立即跳變?yōu)楦唠娖?。如果當前出立即跳變?yōu)楦唠娖?。如果當前GATEGATE為高為高 電平，則立即開始作減電平，則立即開始作減1 1計數。計數。 方式方式3（方波頻率發(fā)生器）（方波頻率發(fā)生器） 03124 GATE OUT CLK 4 方式方式3 03124 03124 03124 WR 方式方式3 3 方波頻率發(fā)生器（續(xù)）方波頻率發(fā)

32、生器（續(xù)） 當計數值當計數值n n為偶數時，每當計數值減到為偶數時，每當計數值減到n/2n/2 時，則時，則OUTOUT端由高電平變?yōu)榈碗娖?，并一直端由高電平變?yōu)榈碗娖?，并一?保持計數到保持計數到0 0，一旦計數為，一旦計數為0 0時時OUTOUT端又由低端又由低 變高并重新給計數器裝入初值；變高并重新給計數器裝入初值； 當當n n為奇數時，輸出分頻波高電平寬度為為奇數時，輸出分頻波高電平寬度為 （n+1n+1）/2/2計數脈沖周期，低電平寬度為計數脈沖周期，低電平寬度為 （n-1n-1）/2/2計數脈沖周期。計數脈沖周期。 如果在計數過程中，如果在計數過程中，GATEGATE變?yōu)榈碗娖?，則

33、變?yōu)榈碗娖?，則 暫停減暫停減1 1計數。計數。 返回返回 方式方式3 3 方波頻率發(fā)生器方波頻率發(fā)生器（續(xù)）（續(xù)） 如果要求改變輸出分頻波的頻率，則如果要求改變輸出分頻波的頻率，則CPUCPU 可在任何時刻重新裝入新的計數初值可在任何時刻重新裝入新的計數初值n n， 并從下一個計數操作周期開始改變輸出并從下一個計數操作周期開始改變輸出 分頻波的速率。分頻波的速率。 5 5、方式、方式4 4軟件觸發(fā)選通脈沖軟件觸發(fā)選通脈沖 軟件觸發(fā)選通脈沖方式軟件觸發(fā)選通脈沖方式 按方式按方式4 4工作時，寫入控制字后，輸出工作時，寫入控制字后，輸出OUTOUT 變?yōu)楦唠娖?。當由變?yōu)楦唠娖?。當由軟件觸發(fā)寫入初始

34、值后軟件觸發(fā)寫入初始值后 再過一個時鐘周期，計數器開始作減再過一個時鐘周期，計數器開始作減1 1計數計數， 當計數器減到當計數器減到0 0時，在時，在OUTOUT端輸出一個寬度端輸出一個寬度 等于一個計數脈沖周期的負脈沖。利用這等于一個計數脈沖周期的負脈沖。利用這 一負脈沖可以作為選通脈沖一負脈沖可以作為選通脈沖。若若GATE=1GATE=1， 則允許計數；則允許計數；GATE=0GATE=0，則停止計數，則停止計數，并使，并使 輸出仍保持當前的高電平。注意，只有在輸出仍保持當前的高電平。注意，只有在 計數器計數到計數器計數到0 0時，輸出才會產生供選通用時，輸出才會產生供選通用 的負脈沖。的

35、負脈沖。 返回返回 方式方式4 4 時序時序圖圖 軟件觸發(fā)選通脈沖方式軟件觸發(fā)選通脈沖方式 如果在計數時又寫入新的計數值，則在下如果在計數時又寫入新的計數值，則在下 一個時鐘周期時將把此計數值寫入計數器一個時鐘周期時將把此計數值寫入計數器 執(zhí)行部件，使計數器按此新的計數值重新執(zhí)行部件，使計數器按此新的計數值重新 作減作減1 1計數。這種計數。這種通過寫入新值使計數器通過寫入新值使計數器 從頭計數的方法叫做軟件再觸發(fā)從頭計數的方法叫做軟件再觸發(fā)。8253-58253-5 的方式的方式4 4是利用寫入計數初值這個軟件操是利用寫入計數初值這個軟件操 作來觸發(fā)計數器工作的，稱為軟件觸發(fā)選作來觸發(fā)計數器

36、工作的，稱為軟件觸發(fā)選 通脈沖方式。通脈沖方式。 返回返回 6 6、方式、方式5 5硬件觸發(fā)選通脈沖硬件觸發(fā)選通脈沖 此方式類似于方式此方式類似于方式4 4，所不同的是觸發(fā)計數，所不同的是觸發(fā)計數 器開始計數的方式不同，它是利用器開始計數的方式不同，它是利用GATEGATE端端 輸入信號來觸發(fā)的輸入信號來觸發(fā)的。按方式。按方式5 5工作時，由工作時，由 GATEGATE輸入一個輸入一個正跳變的觸發(fā)脈沖正跳變的觸發(fā)脈沖，從其上，從其上 升沿開始，計數器作減升沿開始，計數器作減1 1計數，直到計數減計數，直到計數減 1 1為為0 0結束時，結束時，在在OUTOUT端輸出端輸出一個寬度等于一一個寬度

37、等于一 個計數脈沖周期的個計數脈沖周期的負脈沖負脈沖。在此方式中，。在此方式中， 計數器可重新觸發(fā)。在任何時刻，計數器可重新觸發(fā)。在任何時刻，當當GATEGATE 觸發(fā)脈沖上升沿到來時，將把計數初值重觸發(fā)脈沖上升沿到來時，將把計數初值重 新送入計數器，新送入計數器，然后開始計數過程。然后開始計數過程。 返回返回 方式方式5 5時續(xù)圖時續(xù)圖 82538253工作方式總結工作方式總結 1 1、方式、方式2 2、4 4、5 5的輸出波形是相同的，都的輸出波形是相同的，都 是寬度為一個是寬度為一個CLKCLK周期的負脈沖，但方式周期的負脈沖，但方式 2 2連續(xù)工作，方式連續(xù)工作，方式4 4是由軟件觸發(fā)

38、啟動的，是由軟件觸發(fā)啟動的， 方式方式5 5由硬件觸發(fā)啟動的。由硬件觸發(fā)啟動的。 2 2、方式、方式5 5與方式與方式1 1工作過程相同，但輸出工作過程相同，但輸出 波形不同，方式波形不同，方式1 1輸出的是寬度為輸出的是寬度為N N個個CLKCLK 脈沖的低電平有效的脈沖，而方式脈沖的低電平有效的脈沖，而方式5 5輸出輸出 的是寬度為一個的是寬度為一個CLKCLK脈沖的負脈沖。脈沖的負脈沖。 3 3、輸出端、輸出端OUTOUT的初始狀態(tài)，方式的初始狀態(tài)，方式0 0在寫入在寫入 方式字后輸出為低，其余方式寫入控制方式字后輸出為低，其余方式寫入控制 字后，輸出均變?yōu)楦咦趾螅敵鼍優(yōu)楦?8253

39、8253工作方式總結（續(xù)工作方式總結（續(xù)1 1） 4 4、任一種方式，均是在寫入計數初值之后，、任一種方式，均是在寫入計數初值之后， 才能開始計數，方式才能開始計數，方式0 0、2 2、3 3、4 4都是在都是在 寫入計數初值之后，開始計數的，而方寫入計數初值之后，開始計數的，而方 式式1 1和方式和方式5 5需要外部觸發(fā)啟動，才開始需要外部觸發(fā)啟動，才開始 計數。計數。 5 5、6 6種工作方式中，只有方式種工作方式中，只有方式2 2和方式和方式3 3是是 連續(xù)計數，其他方式都是一次計數，要連續(xù)計數，其他方式都是一次計數，要 繼續(xù)工作需要重新啟動，方式繼續(xù)工作需要重新啟動，方式0 0、4 4

40、由軟由軟 件啟動，方式件啟動，方式1 1、5 5由硬件啟動。由硬件啟動。 82538253工作方式總結（續(xù)工作方式總結（續(xù)2 2） 6 6、門控信號的作用、門控信號的作用 通過門控信號通過門控信號GATEGATE，可以干預，可以干預82538253某一通某一通 道的計數過程，在不同工作方式下，門控道的計數過程，在不同工作方式下，門控 信號起作用的方式也不一樣，其中信號起作用的方式也不一樣，其中0 0、2 2、3 3、 4 4是電平起作用，是電平起作用，1 1、2 2、3 3、5 5是上升沿起作是上升沿起作 用，方式用，方式2 2、3 3對電平上升沿都可以起作用。對電平上升沿都可以起作用。 7

41、7、在計數過程中改變計數值，它們的作用有、在計數過程中改變計數值，它們的作用有 所不同。所不同。 8 8、計數到、計數到0 0后計數器的狀態(tài)，方式后計數器的狀態(tài)，方式0 0、1 1、4 4、 5 5繼續(xù)倒計數，變?yōu)槔^續(xù)倒計數，變?yōu)镕FFF、EEEE。而方式。而方式2 2、 3 3則自動裝入計數初值繼續(xù)計數。則自動裝入計數初值繼續(xù)計數。 82538253的讀寫操作及編程的讀寫操作及編程 82538253加電后的工作方式不確定加電后的工作方式不確定 82538253必須初始化編程，才能正常工作必須初始化編程，才能正常工作 （1 1）寫操作）寫操作: : 寫控制字寫控制字 寫計數器初值寫計數器初值

42、計數值寫入計數器各自的計數值寫入計數器各自的I/OI/O地址地址 初始化編程的步驟為：初始化編程的步驟為： (1) (1) 寫入通道控制字，規(guī)定通道的工作方式。寫入通道控制字，規(guī)定通道的工作方式。 (2) (2) 寫入計數值。寫入計數值。 若規(guī)定只寫低若規(guī)定只寫低8 8位，則寫入的為計數值位，則寫入的為計數值 的低的低8 8位，高位，高8 8位自動置位自動置0 0； 若規(guī)定只寫高若規(guī)定只寫高8 8位，則寫入的為計數值位，則寫入的為計數值 的高的高8 8位，低位，低8 8位自動置位自動置0 0； 若是若是1616位計數值，則分兩次寫入，先寫位計數值，則分兩次寫入，先寫 入低入低8 8位，再寫入高

43、位，再寫入高8 8位。位。 12.4 8253初始化及應用編程初始化及應用編程 例如：例如： 若要用通道若要用通道0 0，工作在方式，工作在方式1 1， 按二按二十進制計數，計數值為十進制計數，計數值為5080H5080H。則初始。則初始 化編程的步驟為：化編程的步驟為： (1) (1) 確定通道控制字：確定通道控制字： (2) 計數值的低計數值的低8位為位為80H。 (3) 計數值的高計數值的高8位為位為50H。 若端口地址位為若端口地址位為F8HF8HFBHFBH，則初始化程，則初始化程 序為：序為： MOVAL，33H OUT0FBH，AL MOVAL，80H OUT0F8H，AL MO

44、VAL，50H OUT0F8H，AL 例例7 7 利用利用82538253的計數器通道的計數器通道2 2產生頻率為產生頻率為1000Hz1000Hz的方的方 波。設計數時鐘脈沖的頻率波。設計數時鐘脈沖的頻率f=10000 Hzf=10000 Hz。其初始化程序。其初始化程序 如下如下: : MOV AL , 10110110B ；方式；方式3，通道，通道2，二進制，先低后高，二進制，先低后高 OUT COTR , AL ；寫入控制寄存器；寫入控制寄存器 MOV AX , 4A7H ；產生；產生1000Hz所需的計數初值所需的計數初值=f/1000 OUT CTN2 , AL ； 先寫計數初值低

45、字節(jié)先寫計數初值低字節(jié) MOV AL , AH OUT CTN2 , AL ；再寫計數初值高字節(jié)；再寫計數初值高字節(jié) 82538253控制字初化設置舉例控制字初化設置舉例 例、設例、設82538253的端口地址為的端口地址為04H-07H04H-07H，要使計數器，要使計數器1 1 工作在方式工作在方式0 0，僅用，僅用8 8位二進制計數，計數值為位二進制計數，計數值為 128128，進行初始化設置。，進行初始化設置。 控制字為：控制字為：01010000B=50H01010000B=50H 初始化程序為：初始化程序為： MOV ALMOV AL，50H50H OUT 07H OUT 07H，

46、ALAL MOV AL MOV AL，80H80H OUT 05H OUT 05H，ALAL 82538253應用舉例應用舉例 在在IBM PC/XTIBM PC/XT機中，機中，8253-58253-5是是CPUCPU外圍支持外圍支持 電路之一，為系統(tǒng)電子鐘提供電路之一，為系統(tǒng)電子鐘提供時間基準時間基準，為，為 動態(tài)動態(tài)RAMRAM刷新提供定時信號刷新提供定時信號以及作為以及作為揚聲器揚聲器 的聲源的聲源等功能。等功能。 1. 1. 硬件結構硬件結構 2. 2. 計數器的預置程序計數器的預置程序 硬件結構 從從8253-58253-5在在IBM PC/XTIBM PC/XT機中的連線圖中可知

47、，機中的連線圖中可知， 8253-58253-5芯片的芯片的3 3個計數器使用相同的時鐘脈沖個計數器使用相同的時鐘脈沖。 CLKCLK0 0CLKCLK2 2的頻率是由的頻率是由82848284時鐘發(fā)生器輸出的外時鐘發(fā)生器輸出的外 部時鐘部時鐘PCLKPCLK（2.38MHz2.38MHz）的）的1/21/2，即，即1.19MHz1.19MHz，這，這 由由U U22 22分頻實現。 分頻實現。8253-58253-5的的3 3個計數器端口地址為：個計數器端口地址為： 40H40H、41H41H、42H42H；控制寄存器端口；控制寄存器端口 地址地址為為43H43H。 3 3個計數器如下：個計

48、數器如下： 1. 1. 計數器計數器0 0 2. 2. 計數器計數器1 1 3. 3. 計數器計數器2 2 82538253與與CPUCPU連接圖連接圖 計數器計數器0 0 計數器計數器0 0為系統(tǒng)電子鐘為系統(tǒng)電子鐘提供時間基準提供時間基準，即向系統(tǒng)日，即向系統(tǒng)日 歷時鐘提供定時中斷，其輸出歷時鐘提供定時中斷，其輸出端端OUTOUT0 0作為系統(tǒng)的作為系統(tǒng)的 中斷源接到中斷控制器中斷源接到中斷控制器8259A8259A的中斷請求的中斷請求端端IRQIRQ0 0。 它選用方式它選用方式3 3工作，以產生周期性的方波信號。為工作，以產生周期性的方波信號。為 此，對計數器此，對計數器0 0編程時應設置的控制字為編程時應設置的控制字為36H36H。計。計 數器初值預置為數器初值預置為0 0（即最大（即最大值值6553665536），），GATEGATE0 0接接 +5V+5V，允許計數。因此，允許計數。因此，OUTOUT0 0輸出方波的時鐘頻率輸出方波的時鐘頻率 為為1.19MHz/65536=18.21Hz1.19MHz/65536=18.21Hz。它直接接到中斷控。它直接接到中斷控 制器制器8259A8259A的中斷請求的中斷請求端端IRIR0 0（即圖（即圖中中IRQIRQ0 0），即），即0 0 級中斷，每秒出現級中斷