第9章定時計數(shù)器ppt課件

1、9.1 定時定時/計數(shù)的基本概念計數(shù)的基本概念9.2 8253的工作原理的工作原理9.3 8253的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例 第第9 9章章 可編程定時可編程定時/ /計數(shù)器計數(shù)器82538253及其應(yīng)用及其應(yīng)用 所謂定時計數(shù)就是通過硬件或軟件的方法產(chǎn)生一個時間基準，以此來實現(xiàn)對系統(tǒng)的定時或延時控制。 實現(xiàn)定時或延時有三種主要方法：軟件定時純硬件定時可編程的硬件定時器/計數(shù)器9.1 9.1 定時定時/ /計數(shù)的基本概念計數(shù)的基本概念 1. 軟件定時方法： 由于執(zhí)行每條指令都需要時間，故可循環(huán)執(zhí)行某一段指令產(chǎn)生延遲時間。特點： 這種方法由于要完全占用CPU的時間，因而降低了CPU的利用率，但硬件開銷少

2、，使用靈活。例：某一例：某一LEDLED燈控系統(tǒng)，要求控制燈控系統(tǒng)，要求控制LEDLED燈亮燈亮0.5s0.5s后熄滅。后熄滅。選擇軟件定時法，控制程序段如下：選擇軟件定時法，控制程序段如下：SUBCX,CXMOV AL,01H ; 燈亮控制碼燈亮控制碼OUTPORT,AL ；PORT為端口地址為端口地址L:LOOP L ；循環(huán)；循環(huán)216次，約次，約0.5秒秒MOV AL,00H ；燈滅控制碼；燈滅控制碼OUTPORT,AL LOOP指令執(zhí)行占17個時鐘周期，設(shè)時鐘=2MHz,時鐘周期=0.5us, 0.5us*17* 216= 0.5s。 2. 純硬件定時方法： 采用固定的電路，如可以采用

3、小規(guī)模集成電路555，外接電阻和電容構(gòu)成單穩(wěn)延時電路。特點： 定時電路簡單，而且通過改變電阻和電容，可以使定時在一定的范圍內(nèi)調(diào)整。 但使用不靈活。 3. 可編程硬件定時器/計數(shù)器 是目前在控制系統(tǒng)中廣泛使用的方法，它通過編程來控制電路的定時值及定時范圍。 在計算機系統(tǒng)中，象定時中斷、定時檢測、定時掃描等等都是用可編程定時器來完成定時控制的。特點： 功能強，使用靈活，定時時間精確由軟件設(shè)置），提高CPU的利用率。 Intel 系列的系列的8253、8254就是常用的可編程定時就是常用的可編程定時/計數(shù)器。計數(shù)器。8253的主要性能：的主要性能：* 具有具有3個獨立的個獨立的16位計數(shù)器通道；位計

4、數(shù)器通道；* 每個計數(shù)器均可按二進制或二每個計數(shù)器均可按二進制或二十進制計數(shù)；十進制計數(shù)；* 每個計數(shù)器的計數(shù)速率高達每個計數(shù)器的計數(shù)速率高達2MHz （8254為為10MHZ） ；* 每個通道有每個通道有6種工作方式，可由程序設(shè)置和改變；種工作方式，可由程序設(shè)置和改變；* 所有的輸入輸出都與所有的輸入輸出都與TTL兼容。兼容。 可用在多種場合，如方波發(fā)生器、分頻器、實時時鐘、事件可用在多種場合，如方波發(fā)生器、分頻器、實時時鐘、事件計數(shù)等方面。計數(shù)等方面。 一、一、 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳信號內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)總線緩沖器數(shù)據(jù)總線緩沖器 它與它與CPU的數(shù)據(jù)總線相連，是

5、的數(shù)據(jù)總線相連，是8位雙向三態(tài)緩沖器。位雙向三態(tài)緩沖器。CPU通通過這個緩沖器對過這個緩沖器對8253進行讀進行讀/寫操作。寫操作。 讀讀/寫控制邏輯寫控制邏輯 有有CS、RD、WR、A0、A1信號。信號。 控制字寄存器控制字寄存器 只能寫入只能寫入, 初始化時由初始化時由CPU寫入控制字來設(shè)置計數(shù)器的工作寫入控制字來設(shè)置計數(shù)器的工作方式。方式。 計數(shù)器計數(shù)器 3個獨立的結(jié)構(gòu)相同的個獨立的結(jié)構(gòu)相同的16位減法器，可作定時位減法器，可作定時/計數(shù)器使用；計數(shù)器使用；計數(shù)器可按二進制計數(shù)器可按二進制/BCD方式減法計數(shù)，從預(yù)置值減到零時，方式減法計數(shù)，從預(yù)置值減到零時，OUT端輸出一信號。端輸出一

6、信號。9.2 Intel82539.2 Intel8253的工作原理的工作原理圖圖9.1 Intel 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù) 總 線緩沖 器讀/寫邏 輯控制 字寄 存器計 數(shù)器0計 數(shù)器1計 數(shù)器2RDWRCSA0A1CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2D7D0圖圖9.2 Intel 8253的外部引腳圖的外部引腳圖D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GNDOUT1GATE1CLK1GATE2CLK2A0A1OUT2WRRDCSVCC8253242322212019181716151413123456789101112外

7、部引腳外部引腳 GATE：門控信號，當(dāng)GATE為低電平時，禁止計數(shù)器工作； GATE為高電平時，才允許計數(shù)器工作。 CLK：計數(shù)脈沖輸入。 OUT：脈沖輸出。當(dāng)計數(shù)到“0時，從OUT端輸出信號，輸出信號的波形取決于工作方式。 CS、RD、WR、A0、A1共同結(jié)合，用于對8253進行端口操作，如表9-1所示。表表9-1 8253的端口選擇的端口選擇CSRDWRA1A0寄存器選擇和操作寄存器選擇和操作0 1000寫計數(shù)器寫計數(shù)器001001寫計數(shù)器寫計數(shù)器101010寫計數(shù)器寫計數(shù)器201011寫控制字寄存器寫控制字寄存器00100讀計數(shù)器讀計數(shù)器000101讀計數(shù)器讀計數(shù)器100110讀計數(shù)器讀

8、計數(shù)器200111無操作無操作(三態(tài)三態(tài))1制止制止(三態(tài)三態(tài))011無操作無操作(三態(tài)三態(tài))圖圖9.3 8253的控制字的控制字M2M1M0BCDRL0RL1SC0SC1D7D6D5D4D3D2D1D0(計數(shù)器選擇計數(shù)器選擇) 00：選擇計數(shù)器：選擇計數(shù)器0 01：選擇計數(shù)器：選擇計數(shù)器1 10：選擇計數(shù)器：選擇計數(shù)器2 11：非法選擇：非法選擇(讀讀/寫格式寫格式) 00：計數(shù)器鎖存命令：計數(shù)器鎖存命令 01：讀：讀/寫高寫高8位位 10：讀：讀/寫低寫低8位位 11：先讀：先讀/寫低寫低8位，再讀位，再讀/寫高寫高8位位(數(shù)制選擇數(shù)制選擇) 0：二進制：二進制(0000FFFFH) 1：

9、BCD (00009999H)(工作方式選擇工作方式選擇) 000： 方式方式0 001： 方式方式0 X10：方式：方式2 X11：方式：方式3 100 ：方式：方式4 101： 方式方式5二、二、8253的控制字的控制字SC1SC1、SC0SC0：這兩位決定這個控制字是哪一個計數(shù)器的控制字。：這兩位決定這個控制字是哪一個計數(shù)器的控制字。RL1RL1、RL0RL0：設(shè)置數(shù)據(jù)讀：設(shè)置數(shù)據(jù)讀/ /寫格式。在讀取計數(shù)值時，可令寫格式。在讀取計數(shù)值時，可令RL1RL1、RL0=00RL0=00，先將寫控制字時的計數(shù)值鎖存，然后再讀取。，先將寫控制字時的計數(shù)值鎖存，然后再讀取。M2M2、M1M1、M0

10、M0：設(shè)置每個計數(shù)器的工作方式。：設(shè)置每個計數(shù)器的工作方式。BCDBCD：用于選擇每個計數(shù)器的計數(shù)制。在二進制計數(shù)時，計數(shù)初：用于選擇每個計數(shù)器的計數(shù)制。在二進制計數(shù)時，計數(shù)初值的范圍是值的范圍是0000H0000HFFFFHFFFFH，其中，其中0000H0000H是最大值，代表是最大值，代表6553665536。在在BCDBCD碼計數(shù)時，計數(shù)初值的范圍中碼計數(shù)時，計數(shù)初值的范圍中0000 0000 9999H9999H，其中，其中，00000000是最大值，代表是最大值，代表1000010000。 Intel 8253的每個計數(shù)器都有6種工作方式。 6種方式的主要區(qū)別是：輸出的波形不同，計

11、數(shù)過程中GATE信號對計數(shù)操作的影響不同，啟動計數(shù)器的觸發(fā)方式不同等。1. 方式0計數(shù)結(jié)束中斷方式 該方式的波形如圖9.4所示，這種方式的特點是： 三、三、8253的工作方式的工作方式* CW寫入，寫入，OUT=0；* 寫入時常，通道開始計數(shù)；寫入時常，通道開始計數(shù)；* 計數(shù)到零，計數(shù)到零，OUT=1；* 計數(shù)器只計數(shù)一遍；計數(shù)器只計數(shù)一遍；* OUT是是N+1個個CLK后變后變高；高；* 計數(shù)過程中，計數(shù)過程中，GATE=0， 計數(shù)暫停；計數(shù)暫停；* 計數(shù)過程中可改變計數(shù)計數(shù)過程中可改變計數(shù)值；值；* 可用可用OUT信號作為中斷信號作為中斷請求。請求。圖圖9.4 9.4 方式方式0 0波形圖

12、波形圖43210FFOUTGATE=1CLKWRCW=10LSB=432220FFOUTGATECLKWRCW=10LSB=31 置時常方式方式0計數(shù)過程中改變計數(shù)初值計數(shù)過程中改變計數(shù)初值GATEWRCLKOUTCW10 H N3N2321210 方式0特點： 寫入控制字后，OUT輸出端變?yōu)榈碗娖?。?dāng)寫入計數(shù)初值后，計數(shù)器開始減1計數(shù)相當(dāng)于軟件觸發(fā)啟動） 。直到計數(shù)到0時，OUT輸出變?yōu)楦唠娖健Ｆ陂g共記錄n+1個脈沖，即: Tout n TCLK （該方式作定時用時不夠準確） 但此信號可用于向CPU發(fā)出中斷請求。 計數(shù)器只計數(shù)一遍。當(dāng)計數(shù)到0時，不恢復(fù)計數(shù)初值，不開始重新計數(shù)，且輸出一直保持

13、為高電平。只有在寫入新的計數(shù)值時，OUT才變低，并開始新的計數(shù)。 GATE是門控信號，GATE=1時允許計數(shù)，GATE=0時，禁止計數(shù)。在計數(shù)過程中，如果GATE=0則計數(shù)暫停，當(dāng)GATE=1后接著計數(shù)。 在計數(shù)過程中可改變計數(shù)值。* 寫入控制字寫入控制字OUT=1，寫入常數(shù)不計數(shù)；寫入常數(shù)不計數(shù)；* GATE上升沿啟動計上升沿啟動計數(shù)，數(shù)，OUT=0，硬件觸，硬件觸發(fā)；發(fā)；* 計數(shù)到，計數(shù)到，OUT=1。*單拍脈沖寬度為單拍脈沖寬度為N；*由由GATE重新啟動；重新啟動；*計數(shù)中，可重新啟動；計數(shù)中，可重新啟動；*計數(shù)中，可改變計數(shù)值，計數(shù)中，可改變計數(shù)值，再次啟動時有效。再次啟動時有效。二

14、. 8253-PIT的工作方式3230FFOUTGATECLKWRCW=12LSB=31二. 8253-PIT的工作方式3230OUTGATECLKWRCW=12LSB=3121圖圖9.5 9.5 方式方式1 1的波形圖的波形圖2. 2. 方式方式11可編程單穩(wěn)態(tài)輸出方式可編程單穩(wěn)態(tài)輸出方式方式方式1 1特點：特點： 寫入控制字后，輸出寫入控制字后，輸出OUTOUT將保持為高電平，計數(shù)由將保持為高電平，計數(shù)由GATEGATE上升沿觸發(fā)啟動相當(dāng)于硬件觸發(fā)啟動）。上升沿觸發(fā)啟動相當(dāng)于硬件觸發(fā)啟動）。GATEGATE啟動之后，啟動之后，OUTOUT變?yōu)榈碗娖?，?dāng)計數(shù)到變?yōu)榈碗娖?，?dāng)計數(shù)到0 0時，時

15、，OUTOUT輸出高電平，從而在輸出高電平，從而在OUTOUT端端輸出一個負脈沖，負脈沖的寬度為輸出一個負脈沖，負脈沖的寬度為n n個個( (計數(shù)初值計數(shù)初值)CLK)CLK的脈沖寬的脈沖寬度。度。 Tout = n TCLK Tout = n TCLK （定時準確）（定時準確） 當(dāng)計數(shù)到當(dāng)計數(shù)到0 0后，不用送計數(shù)值，可再次由后，不用送計數(shù)值，可再次由GATEGATE脈沖啟脈沖啟動動, ,輸出同樣寬度的負的單脈沖。輸出同樣寬度的負的單脈沖。 在計數(shù)過程中，可改變計數(shù)初值，此時計數(shù)過程不受影響。如果再次觸發(fā)啟動，則計數(shù)器將按新輸入的計數(shù)值計數(shù)。 在計數(shù)未到0時，如果GATE再次啟動，則計數(shù)初值

16、將重新裝入計數(shù)器，并重新開始計數(shù)。32OUTGATECLKWRCW=14LSB=332132圖圖9.6 方式方式2波形圖波形圖* 寫入控制字寫入控制字OUT=1；* 寫入常數(shù)立即對寫入常數(shù)立即對CLK計數(shù)；計數(shù)；* 計數(shù)到計數(shù)到1，OUT=0；* 一個一個CLK周期后，周期后，OUT=1，重新計數(shù)。重新計數(shù)。* 通道連續(xù)工作不需重置時間通道連續(xù)工作不需重置時間常數(shù)；常數(shù)；* 計數(shù)過程中，計數(shù)過程中，GATE=0，計，計數(shù)暫停，數(shù)暫停，GATE變高后重新計變高后重新計數(shù)；數(shù)；* 計數(shù)過程中可改變計數(shù)值；計數(shù)過程中可改變計數(shù)值；新的計數(shù)值在下一次有效。新的計數(shù)值在下一次有效。321OUTGATE=

17、1CLKWRCW=14LSB=332133. 3. 方式方式22比率發(fā)生器分頻器）比率發(fā)生器分頻器） 方式2的特點是： 寫入控制字后，輸出將變?yōu)楦唠娖?。寫入計?shù)值后，計數(shù)立即開始。在計數(shù)過程中輸出始終為高電平，直至計數(shù)器減到1時，輸出將變?yōu)榈碗娖?。?jīng)過一個CLK周期，輸出恢復(fù)為高，且計數(shù)器開始重新計數(shù)。因此，它能夠連續(xù)工作，輸出固定頻率的脈沖。 如果計數(shù)值為N，則每輸入N個CLK脈沖，輸出一個脈沖。因此，相當(dāng)于對輸入脈沖的N分頻。通過對N賦不同的初值，即可在輸出端得到所需的頻率，起到頻率發(fā)生器的作用。 計數(shù)過程可由門控脈沖控制。計數(shù)過程可由門控脈沖控制。 GATE=1GATE=1允許計數(shù)，當(dāng)允

18、許計數(shù)，當(dāng)GATE=0GATE=0時，暫停計數(shù)；當(dāng)時，暫停計數(shù)；當(dāng)GATEGATE變高自動恢復(fù)計數(shù)初值，重新開變高自動恢復(fù)計數(shù)初值，重新開始計數(shù)。始計數(shù)。 在計數(shù)過程中可以改變計數(shù)值，這對正在進行的計數(shù)過在計數(shù)過程中可以改變計數(shù)值，這對正在進行的計數(shù)過程沒有影響。但在計數(shù)到程沒有影響。但在計數(shù)到1 1時輸出變低，經(jīng)過一個時輸出變低，經(jīng)過一個CLKCLK周期后輸周期后輸出又變高，計數(shù)器將按新的計數(shù)值計數(shù)。出又變高，計數(shù)器將按新的計數(shù)值計數(shù)。 方式方式3 3的波形如圖的波形如圖9.79.7所示。它的特點是：所示。它的特點是： 輸出為周期性的方波。若計數(shù)值為輸出為周期性的方波。若計數(shù)值為N N，則輸

19、出方波的周，則輸出方波的周期是期是N N個個CLKCLK脈沖的寬度。脈沖的寬度。圖圖9.7 方式方式3波形波形WRCLKGATEOUTCW16 N44242424 4. 方式3 方波發(fā)生器 與方式2的區(qū)別在于：輸出為周期是N個CLK脈沖的方波。 若計數(shù)值為偶數(shù)，則輸出對稱方波。每個CLK使計數(shù)值減2，計到0，OUT改變狀態(tài)，重裝計數(shù)值開始新的計數(shù)。如果計數(shù)值為奇數(shù)，則前(N+1)/2個CLK脈沖期間輸出為高電平，后(N-1)/2個CLK脈沖期間輸出為低電平。 GATE信號能使計數(shù)過程重新開始。GATE=1允許計數(shù)，GATE=0禁止計數(shù)。停止后OUT將立即變高開，當(dāng)GATE再次變高以后，計數(shù)器將

20、重新裝入計數(shù)初值，重新開始計數(shù)。方式方式4 4的波形如圖的波形如圖9.89.8所示，這種方式的特點是：所示，這種方式的特點是： 寫入控制字后，輸出為高電平。寫入計數(shù)值后立即開始計寫入控制字后，輸出為高電平。寫入計數(shù)值后立即開始計數(shù)相當(dāng)于軟件觸發(fā)啟動），當(dāng)計數(shù)到數(shù)相當(dāng)于軟件觸發(fā)啟動），當(dāng)計數(shù)到0 0后，輸出一個時鐘周期后，輸出一個時鐘周期的負脈沖，計數(shù)器停止計數(shù)。只有在輸入新的計數(shù)值后，才能開的負脈沖，計數(shù)器停止計數(shù)。只有在輸入新的計數(shù)值后，才能開始新的計數(shù)。始新的計數(shù)。 當(dāng)當(dāng)GATE=1GATE=1時，允許計數(shù)，而時，允許計數(shù)，而GATE=0GATE=0，禁止計數(shù)。，禁止計數(shù)。GATEGATE

21、信號信號不影響輸出。不影響輸出。 在計數(shù)過程中，如果改變計數(shù)值，則按新計數(shù)值重新開始在計數(shù)過程中，如果改變計數(shù)值，則按新計數(shù)值重新開始計數(shù)。如果計數(shù)值是計數(shù)。如果計數(shù)值是1616位，則在設(shè)置第一字節(jié)時停止計數(shù)，在設(shè)位，則在設(shè)置第一字節(jié)時停止計數(shù)，在設(shè)置第二字節(jié)后，按新計數(shù)值中開始計數(shù)。置第二字節(jié)后，按新計數(shù)值中開始計數(shù)。5. 5. 方式方式44軟件觸發(fā)選通軟件觸發(fā)選通圖圖9.8 方式方式4波形波形WRCLKGATEOUTCW18N33210方式方式5 5的波形如圖的波形如圖9.99.9所示，這種方式的特點是：所示，這種方式的特點是： 寫入控制字后，輸出為高電平。在設(shè)置了計數(shù)值后，計寫入控制字后

22、，輸出為高電平。在設(shè)置了計數(shù)值后，計數(shù)器并不立即開始計數(shù)，而是由門控脈沖的上升沿觸發(fā)啟動。數(shù)器并不立即開始計數(shù)，而是由門控脈沖的上升沿觸發(fā)啟動。當(dāng)計數(shù)到當(dāng)計數(shù)到0 0時，輸出一個時，輸出一個CLKCLK周期的負脈沖，并停止計數(shù)。當(dāng)門周期的負脈沖，并停止計數(shù)。當(dāng)門控脈沖再次觸發(fā)時才能再計數(shù)?？孛}沖再次觸發(fā)時才能再計數(shù)。 在計數(shù)過程中如果再次用門控脈沖觸發(fā)，則使計數(shù)器重在計數(shù)過程中如果再次用門控脈沖觸發(fā)，則使計數(shù)器重新開始計數(shù)，此時輸出還保持為高電平，直到計數(shù)為新開始計數(shù)，此時輸出還保持為高電平，直到計數(shù)為0 0，才輸出，才輸出負脈沖。負脈沖。 如果在計數(shù)過程中改變計數(shù)值，只要沒有門控信號的觸如果

23、在計數(shù)過程中改變計數(shù)值，只要沒有門控信號的觸發(fā)，不影響計數(shù)過程。當(dāng)有新的門控脈沖的觸發(fā)時，不管是否發(fā)，不影響計數(shù)過程。當(dāng)有新的門控脈沖的觸發(fā)時，不管是否計數(shù)到計數(shù)到0 0，都按新的計數(shù)值計數(shù)。，都按新的計數(shù)值計數(shù)。6.6.方式方式55硬件觸發(fā)選通硬件觸發(fā)選通圖圖9.9 方式方式5波形波形WRCLKGATEOUTCW1A N332101. 輸出端輸出端OUT的初始狀態(tài)的初始狀態(tài) 只有方式只有方式0是在寫入控制字后輸出為低，其它均為高；是在寫入控制字后輸出為低，其它均為高；2. 計數(shù)值的設(shè)置計數(shù)值的設(shè)置 任一種方式，只有在寫入計數(shù)值后才能開始計數(shù)，任一種方式，只有在寫入計數(shù)值后才能開始計數(shù)，方式方

24、式0、2、3、4在寫入計數(shù)值后，計數(shù)自動開始，方式在寫入計數(shù)值后，計數(shù)自動開始，方式1、5需外部觸發(fā)，才開始計數(shù)。需外部觸發(fā)，才開始計數(shù)。 方式方式0、1、4初始化后僅有效一次。方式初始化后僅有效一次。方式2、3、5會會在計數(shù)器減為在計數(shù)器減為0時，自動將初值再裝入。時，自動將初值再裝入。四、四、 8253工作方式小結(jié)工作方式小結(jié) 6種方式各有特點，適用于不同的應(yīng)用場合。方式種方式各有特點，適用于不同的應(yīng)用場合。方式0，1相似，方式相似，方式2，3相似，方式相似，方式4，5相似。相似。計數(shù)值計數(shù)值N與輸出波形的關(guān)系與輸出波形的關(guān)系方式功能N與輸出波形的關(guān)系0計完最后一個數(shù)中斷 寫入計數(shù)值N后，

25、經(jīng)過N+1 個CLK脈沖輸出變高1硬件再觸發(fā)單拍脈沖 單拍負脈沖的寬度為N個CLK脈沖2速率發(fā)生器 N個CLK脈沖，輸出寬度為一個CLK周期的負脈沖3方波速率發(fā)生器寫入N后，輸出N /2 個CLK高電平，N /2 個CLK低電平（N為偶數(shù)） ； （N+1）/2 個 CLK 高電平， （N-1）/2 個 CLK 低電平（N為奇數(shù)）4軟件觸發(fā)選通 寫入N后，過N+1 個CLK，輸出寬度為一個CLK的負脈沖5硬件觸發(fā)選通 門控觸發(fā)后過N+1 個CLK，輸出寬度為一個CLK的負脈沖3. 門控信號的作用：門控信號的作用：GATE輸入總是在輸入總是在CLK輸入時鐘的上輸入時鐘的上升沿被采樣。在方式升沿被采

26、樣。在方式0，2，3，4中，中，GATE輸入是電平起作輸入是電平起作用。在方式用。在方式1，2，3，5中中 GATE輸入是上升沿起作用的。輸入是上升沿起作用的。GATE方式功 能低或變?yōu)榈蜕仙馗?計完最后一個數(shù)中斷禁止計數(shù)_允許計數(shù)1硬件再觸發(fā)單拍脈沖-啟動計數(shù)下一個 CLK 脈沖使輸出變低-2速率發(fā)生器禁止計數(shù)立即使輸出為高重新裝入計數(shù)值啟動計數(shù)允許計數(shù)3方波速率發(fā)生器禁止計數(shù)立即使輸出為高啟動計數(shù)允許計數(shù)4軟件觸發(fā)選通禁止計數(shù)-允許計數(shù)5硬件觸發(fā)選通-啟動計數(shù)-82538253的初始化編程步驟的初始化編程步驟 接通電源時接通電源時82538253處于未定義狀態(tài)，必須首先對其進行初始處于未

27、定義狀態(tài)，必須首先對其進行初始化，初始化步驟分別對每個計數(shù)器進行）：化，初始化步驟分別對每個計數(shù)器進行）： 寫控制字。寫控制字。 寫計數(shù)初值，如果計數(shù)值是寫計數(shù)初值，如果計數(shù)值是1616位的，則先寫低位的，則先寫低8 8位再寫高位再寫高8 8位。位。9.3 8253的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例* 對對3個通道的編程沒有先后順序的規(guī)定，只要符合先個通道的編程沒有先后順序的規(guī)定，只要符合先寫入控制字，后寫入計數(shù)初值的規(guī)定即可。寫入控制字，后寫入計數(shù)初值的規(guī)定即可。 例：設(shè)一個8253在某系統(tǒng)中的端口地址40H43H，如果要將計數(shù)器0設(shè)置為工作方式3，計數(shù)初值為3060H,采用二進制計數(shù)法，則初始化方法如下

28、：MOVAL，36H；設(shè)置控制字00110110計數(shù)器0，方式3，寫兩個字節(jié)，二進制計數(shù)）OUT43H，AL；寫入控制寄存器MOVAX,3060H；設(shè)置計數(shù)值OUT40H,AL；寫低8位至計數(shù)器0MOVAL,AHOUT40H,AL；寫高8位至計數(shù)器0例例1：某：某8253端口地址為端口地址為F8HFBH，欲用通道，欲用通道0以方式以方式1，按按BCD計數(shù)，計數(shù)值為計數(shù)，計數(shù)值為5080。1.確定通道控制字；確定通道控制字；2.計數(shù)值的低計數(shù)值的低8位為位為80；3.計數(shù)值的高計數(shù)值的高8位為位為50。00110011初始化程序為：初始化程序為：MOV AL，33HOUT 0FBH，ALMOV

29、AL，80HOUT 0F8H，ALMOV AL，50HOUT 0F8H，AL在計數(shù)過程中，在計數(shù)過程中，8253讀計數(shù)器現(xiàn)行值的方法：讀計數(shù)器現(xiàn)行值的方法：（將計數(shù)值存入內(nèi)部鎖存器）（將計數(shù)值存入內(nèi)部鎖存器）MOV AL，03H ；計數(shù)器；計數(shù)器0的鎖存命令的鎖存命令OUT 0FBH，AL；寫入控制寄存器；寫入控制寄存器IN AL，0F8H ；讀低；讀低8位位MOV CL，AL ；存入；存入CL中中IN AL，0F8H ；讀高；讀高8位位MOV CH，AL ；存入；存入CH中中8253的應(yīng)用舉例的應(yīng)用舉例A4A3A0A5M/IOA7A6A9A8G1G2BG2ACBAY4A2A1RDWRD7D0

30、GATE0OUT0CLK0CLK1CLK2GATE1OUT1GATE2OUT2A1A0RDWRD7D0CS1MHz方波5V2KHz方波1ms的負脈沖單脈沖8086CPU74LS138例例2：用：用8253產(chǎn)生各種定時波形。產(chǎn)生各種定時波形。例例2：用：用8253產(chǎn)生各種定時波形。產(chǎn)生各種定時波形。要求：要求： （1通道通道0輸出頻率為輸出頻率為2KHz的方波；的方波；（2通道通道1產(chǎn)生寬度為產(chǎn)生寬度為1ms的負脈沖；的負脈沖；（3通道通道2以硬件方式觸發(fā)，輸出單脈沖時間常數(shù)為以硬件方式觸發(fā)，輸出單脈沖時間常數(shù)為26。知：知：8253基地址為基地址為310H，3通道所用時鐘脈沖頻率為通道所用時鐘

31、脈沖頻率為1MHz。分析：通道分析：通道0工作于方式工作于方式3，控制端，控制端GATE0接接+5V，時間常數(shù)，時間常數(shù)N0=1MHz/2KHz=500；通道通道1工作于方式工作于方式1，由控制端，由控制端GATE1的正跳變觸發(fā)，的正跳變觸發(fā)，OUT1的寬度為時常，單次觸發(fā)，時間常數(shù)的寬度為時常，單次觸發(fā)，時間常數(shù)N1=1ms/0.001ms=1000；通道通道2工作于方式工作于方式5，由控制端，由控制端GATE2的正跳變觸發(fā)，可連的正跳變觸發(fā)，可連續(xù)觸發(fā)，時間常數(shù)續(xù)觸發(fā)，時間常數(shù)N2=26。；通道；通道0初始化程序初始化程序MOV DX，316HMOV AL， 00110111BOUT DX

32、，ALMOV DX，310H MOV AL，00HOUT DX，ALMOV AL，05HOUT DX，AL；通道；通道1初始化程序初始化程序MOV DX，316HMOV AL， 01110011BOUT DX，ALMOV DX，312H MOV AL，00HOUT DX，ALMOV AL，10HOUT DX，AL；通道；通道2初始化程序初始化程序MOV DX，316HMOV AL， 10011011BOUT DX，ALMOV DX，314H MOV AL，26HOUT DX，AL例例3：8253控制控制LED。要求：。要求：LED點亮點亮10秒，熄滅秒，熄滅10秒。秒。分析：分析： 8253的

33、地址線與的地址線與CPU高高8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線D8D15相連，相連，8253的各端口的地址為的各端口的地址為81H、83H、85H、87H。OUT1輸出輸出占空比為占空比為1:1的方波，周期的方波，周期20秒。秒。 8253端口端口1工作在方式工作在方式3。 時鐘頻率為時鐘頻率為2MHz時，時，16位計數(shù)通道的最大定時時間為：位計數(shù)通道的最大定時時間為：0 .5s65536=32.768ms分頻系數(shù)：分頻系數(shù)：2MHz/0.05Hz=40,000,000級連：通道級連：通道0輸出輸出400Hz脈沖時常脈沖時常5000），通道），通道1輸出輸出0.05Hz方波時常方波時常8000）。）。D7-D

34、0WR RD A1 A0 CSCLK0OUT0CLK1OUT1譯碼譯碼WRRDA2A1M/ IOA0-A7+5VD8-D15GATE0GATE12MHz；通道；通道0初始化程序初始化程序MOV AL， 00110101BOUT 87H，ALMOV AL，00HOUT 81H，ALMOV AL，50HOUT 81H，AL；通道；通道1初始化程序初始化程序MOV AL， 01110111BOUT 87H，ALMOV AL，00HOUT 83H，ALMOV AL，80HOUT 83H，AL 因單通道最大分頻系數(shù)為因單通道最大分頻系數(shù)為65536，所以需用幾個通道，所以需用幾個通道級連的方法來解決這個

35、問題。級連的方法來解決這個問題。通道通道0：CLK0：接：接2MHz時鐘信號，方式時鐘信號，方式2，N0=5000；通道通道1：CLK1：接：接OUT0，方式，方式3，N1=8000；例例4：用：用8253設(shè)計一個自動計數(shù)系統(tǒng)計數(shù)設(shè)計一個自動計數(shù)系統(tǒng)計數(shù)500向向CPU提出中斷提出中斷申請）。申請）。8253端口地址：端口地址： F0H， F2H， F4H， F6H，8253工作方式：計數(shù)器工作方式：計數(shù)器1工作于方式工作于方式0，按，按BCD計數(shù)，計數(shù)，先讀寫低字節(jié)，后讀寫高字節(jié)。先讀寫低字節(jié)，后讀寫高字節(jié)。D7-D0OUT1 WR RD A1 A0 CSGATE1CLK1譯碼譯碼8259I

36、R0WRRDA2A1M/IOAB+5V+5V+5V；通道；通道1初始化程序初始化程序MOV AL， 01110001BOUT 0F6H， ALMOV AL， 99HOUT 0F2H， ALMOV AL， 04HOUT 0F2H， AL；方法；方法2讀通道讀通道1計數(shù)值程序計數(shù)值程序MOV AL， 01000000BOUT 0F6H， ALIN AL， 0F2HMOV AH， ALIN AL， 0F2HXCHG AH， AL當(dāng)前計數(shù)值的讀取當(dāng)前計數(shù)值的讀取 （1利用利用GATE控制信號，使計控制信號，使計數(shù)器停止計數(shù)。故干擾了計數(shù)過程，數(shù)器停止計數(shù)。故干擾了計數(shù)過程，需要硬件電路配合。需要硬件電

37、路配合。 （2利用計數(shù)器鎖存命令鎖存利用計數(shù)器鎖存命令鎖存現(xiàn)行計數(shù)值，就可從相應(yīng)的計數(shù)器現(xiàn)行計數(shù)值，就可從相應(yīng)的計數(shù)器通道中讀取計數(shù)值。通道中讀取計數(shù)值。82538253在在IBM PC/XTIBM PC/XT機的應(yīng)用機的應(yīng)用 在在IBM PC/XTIBM PC/XT機中，機中，82538253主要提供系統(tǒng)時鐘中主要提供系統(tǒng)時鐘中斷、動態(tài)斷、動態(tài)RAMRAM的刷新定時及喇叭發(fā)聲控制等功能。的刷新定時及喇叭發(fā)聲控制等功能。82538253的初始化是在計算機啟動時由的初始化是在計算機啟動時由BIOSBIOS完成的。完成的。 從從82848284時鐘發(fā)生器來的頻率時鐘發(fā)生器來的頻率2.386364M

38、HZ2.386364MHZ經(jīng)二分頻經(jīng)二分頻后作為后作為82538253三個計數(shù)器的時鐘輸入，三個計數(shù)器的時鐘輸入，82538253在在IBM-PC/XTIBM-PC/XT中的端口地址為中的端口地址為40H43H40H43H，這三個計數(shù)器在系統(tǒng)中的，這三個計數(shù)器在系統(tǒng)中的初始化程序如下：初始化程序如下：8253在在IBM-PC/XT機的應(yīng)用的示意圖機的應(yīng)用的示意圖CLK0CLK1CLK2GATE0GATE1GATE2OUT0OUT1OUT2INTIROQQ&濾波&PB0PB182555 V1.193182 MHz825382595 V8088 CPUDMA 控制器CP計數(shù)器計數(shù)器

39、0 0用于定時中斷約用于定時中斷約55ms55ms） OUT0(f=1.19318MHz/65536=18.2HzOUT0(f=1.19318MHz/65536=18.2Hz的方波的方波) )經(jīng)系經(jīng)系統(tǒng)板上的統(tǒng)板上的IRQ0IRQ0送到送到82598259的的IR0,IR0,使計算機每秒鐘產(chǎn)生使計算機每秒鐘產(chǎn)生18.218.2次的中斷即每隔次的中斷即每隔55ms55ms申請一次），申請一次），CPUCPU可以此可以此作為時間基準。如計作為時間基準。如計6553665536次中斷就為次中斷就為1 1小時。小時。MOVMOVAL,36H AL,36H ；計數(shù)器；計數(shù)器0 0，方式，方式3 3，寫兩

40、個字，寫兩個字節(jié)，二進制計數(shù)節(jié)，二進制計數(shù)OUTOUT43H,AL 43H,AL ；控制字送控制字寄存器；控制字送控制字寄存器MOVMOVAL,0 AL,0 ；計數(shù)值為最大值；計數(shù)值為最大值OUTOUT40H,AL 40H,AL ；寫低；寫低8 8位位OUTOUT40H,AL 40H,AL ；寫高；寫高8 8位位計數(shù)器計數(shù)器1 1用于定時用于定時15s15sDMADMA請求請求 82538253通道通道1 1和和82378237通道通道0 0構(gòu)成刷新電路，構(gòu)成刷新電路， 82538253通道通道1 1每隔每隔15us15us請求一次請求一次DMADMA讀操作。讀操作。f=1/15us=66666.67Hz,f=1/15us=66666.67Hz,故分頻系數(shù)故分頻系數(shù)= 1193180Hz/66666.67Hz=18(= 1193180Hz/66666.67Hz=18(即初值即初值) )MOVMOVAL,54H AL,54H ；計數(shù)器；計數(shù)器1 1，方式，方式2 2，只寫低，只寫低8 8位，位，二進制計數(shù)二進制計數(shù)OUTOUT43,AL43,ALMOVMOVAL,12H AL,12H