第21講第7章并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制.講述

1、第7章(2) 爭(zhēng)分奪秒-定時(shí)計(jì)數(shù)控制微機(jī)原理與接口技術(shù)第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 2“ 大禹 圣者,乃惜寸陰,至於眾人,當(dāng)惜分陰?！?晉書(shū)陶侃傳第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 3古代計(jì)時(shí)工具現(xiàn)代計(jì)時(shí)工具原子鐘，50億年的累積誤差是一秒日常生活的計(jì)時(shí)工具及計(jì)時(shí)概念第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 4 CPU的總指揮-晶振：電路及實(shí)物晶振也分有源及無(wú)源有源晶振怎么用？無(wú)源晶振怎么用？CPU的計(jì)時(shí)工具及計(jì)時(shí)概念 晶振的頻率與指令執(zhí)行的時(shí)間第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 51 并行接口8255A2 計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253/8254【知識(shí)點(diǎn)】【主要內(nèi)容】8255并行接口電路8253計(jì)數(shù)器/定時(shí)器第7章

2、 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 6【主要內(nèi)容】8255并行接口電路8253計(jì)數(shù)器/定時(shí)器第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 7 8253的引腳和六種工作方式 8253的編程 8253在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用學(xué)習(xí)重點(diǎn)7.2 計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器 8253學(xué)習(xí)目標(biāo) 熟悉定時(shí)器的工作方式 熟練掌握初始化編程，即配置定時(shí)器的寄存器 掌握簡(jiǎn)單的定時(shí)或計(jì)數(shù)程序設(shè)計(jì)第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 8定時(shí)與計(jì)數(shù)的關(guān)系什么是計(jì)數(shù)？8計(jì)數(shù)就是計(jì)算事件的發(fā)生次數(shù)。霍爾開(kāi)關(guān)每當(dāng)車(chē)輪轉(zhuǎn)過(guò)一圈時(shí)磁鐵接近一次霍爾開(kāi)關(guān)，于是就會(huì)輸出一個(gè)脈沖。如果把這個(gè)脈沖輸入微機(jī)，微機(jī)可以在每次脈沖到來(lái)時(shí)計(jì)一個(gè)數(shù)，假設(shè)60秒內(nèi)微機(jī)的計(jì)數(shù)值為n，于是

3、車(chē)輪每轉(zhuǎn)過(guò)一圈的時(shí)間，即脈沖的周期為：如果車(chē)輪的半徑為r，于是車(chē)輪的周長(zhǎng)為C=2r，得自行車(chē)的行駛速度為：這個(gè)脈沖式?jīng)]有規(guī)律的第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 9定時(shí)與計(jì)數(shù)的關(guān)系什么是定時(shí)？9設(shè)定加熱一只雞的時(shí)間為15分鐘（900s），啟動(dòng)后微波爐開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，并在顯示屏上顯示剩余時(shí)間。圖示當(dāng)前剩余時(shí)間為5分45秒（345s）。單片機(jī)只需要每過(guò)1s 更新一次顯示時(shí)間，當(dāng)更新顯示900次（900s）后就讓微波爐停止加熱即可。所以定時(shí)過(guò)程可視為CPU計(jì)算單位時(shí)間（可以是1s、1ms、1s）的個(gè)數(shù)，當(dāng)計(jì)時(shí)完成后，把單位時(shí)間乘以個(gè)數(shù)就得到了定時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)度。第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 10定時(shí)控制在微機(jī)

4、系統(tǒng)中具有極為重要的作用，計(jì)數(shù)是許多過(guò)程控制領(lǐng)域常用的功能它們都是由數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)電路構(gòu)成定時(shí)器由數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)電路構(gòu)成，通過(guò)記錄高精度晶振脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，輸出準(zhǔn)確的時(shí)間間隔計(jì)數(shù)電路是記錄外設(shè)提供的具有一定隨機(jī)性的脈沖信號(hào)時(shí)，它主要反映脈沖的個(gè)數(shù)（進(jìn)而獲知外設(shè)的某種狀態(tài)），常又稱為計(jì)數(shù)器7.2 計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器 8253定時(shí)和計(jì)數(shù)本質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別，定時(shí)就是計(jì)數(shù)。定時(shí)器與計(jì)數(shù)器標(biāo)準(zhǔn)部件 外部功能引腳 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 內(nèi)部時(shí)鐘源 計(jì)數(shù)周期未知，甚至不具有周期性 計(jì)數(shù)周期固定為一個(gè)機(jī)器周期 當(dāng)選擇外部引腳事件源，稱作計(jì)數(shù)器 當(dāng)選擇內(nèi)部精密時(shí)鐘源時(shí)，稱作定時(shí)器 第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 12

5、定時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)方法:（1）軟件延時(shí)利用微處理器執(zhí)行一個(gè)延時(shí)程序段實(shí)現(xiàn)不用硬件，但占用CPU時(shí)間、定時(shí)精度不高，隨系統(tǒng)時(shí)鐘頻率改變（2）不可編程的硬件定時(shí)采用分頻器、單穩(wěn)電路或簡(jiǎn)易定時(shí)電路控制定時(shí)時(shí)間定時(shí)電路簡(jiǎn)單、定時(shí)時(shí)間可以在一定范圍改變（3）可編程的硬件定時(shí)軟件硬件相結(jié)合、用可編程定時(shí)器芯片構(gòu)成一個(gè)方便靈活的定時(shí)電路具有多種工作方式、能夠輸出多種控制信號(hào)7.2 計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器 8253推薦的方法：可以定時(shí)定時(shí)到了發(fā)通知通知的形式多種多樣非常不好的方法，卻是大家最容易想到的方法也是大家比較熟悉的方法：555芯片第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 137.2.1 8253/8254定時(shí)計(jì)數(shù)器3個(gè)

6、獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器通道每個(gè)計(jì)數(shù)器有6種工作方式按二進(jìn)制(FFFF)或十進(jìn)制（BCD碼）(9999)計(jì)數(shù)8254是8253的改進(jìn)型7.2 計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器 8253三個(gè)鬧鐘獨(dú)立工作定時(shí)或計(jì)數(shù)的范圍可選每個(gè)鬧鐘有六種工作模式第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 14（1）8253/8254的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳D7D0計(jì)數(shù)器0控制字寄存器計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2內(nèi)部數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線緩沖器讀寫(xiě)控制邏輯RDWRA0A1CSCLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT27.2 計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器 82537.2.1 8253/8254定時(shí)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)通道 數(shù)據(jù)總線緩沖器 讀寫(xiě)控制電路 通道控

7、制寄存器 和8255一樣，我們先了解一下它內(nèi)部結(jié)構(gòu) 第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 15（2）計(jì)數(shù)器（都是16位）預(yù)置寄存器GATECLKOUT減1計(jì)數(shù)器輸出鎖存器計(jì)數(shù)初值存于預(yù)置寄存器；在計(jì)數(shù)過(guò)程中，減法計(jì)數(shù)器的值不斷遞減，直到為0而預(yù)置寄存器中的預(yù)置不變。輸出鎖存器用于寫(xiě)入鎖存命令時(shí)，鎖定當(dāng)前計(jì)數(shù)值7.2.1 8253/8254定時(shí)計(jì)數(shù)器首先要明白這些“器”的作用要注意是：減一計(jì)數(shù)圖雖然簡(jiǎn)單，但內(nèi)涵豐富；理解了這個(gè)圖，8253的工作原理就OK了。工作過(guò)程描述有什么作用？請(qǐng)大家思考：當(dāng)計(jì)數(shù)值為0100H時(shí)，繼續(xù)計(jì)數(shù)可能有什么問(wèn)題CLK能否起作用，要看GATE的臉色第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控

8、制 16計(jì)數(shù)器的3個(gè)引腳說(shuō)明：（1）CLK時(shí)鐘輸入信號(hào)在計(jì)數(shù)過(guò)程中，此引腳上每輸入一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)（下降沿），計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值減1（2） GATE門(mén)控輸入信號(hào)控制計(jì)數(shù)器工作，可分成電平控制和上升沿控制兩種類型（3） OUT計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)當(dāng)一次計(jì)數(shù)過(guò)程結(jié)束（計(jì)數(shù)值減為0），OUT引腳上將產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)，工作方式不同，輸出信號(hào)方式也不同。7.2.1 8253/8254定時(shí)計(jì)數(shù)器第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 17（3）與處理器接口D0 D7數(shù)據(jù)線A0 A1地址線CS*片選信號(hào)RD*讀信號(hào)WR*寫(xiě)信號(hào)CS* A1 A0I/O地址讀操作RD*寫(xiě)操作WR*0 0 00 0 10 1 00 1 140H41H

9、42H43H讀計(jì)數(shù)器0讀計(jì)數(shù)器1讀計(jì)數(shù)器2無(wú)操作寫(xiě)計(jì)數(shù)器0寫(xiě)計(jì)數(shù)器1寫(xiě)計(jì)數(shù)器2寫(xiě)控制字7.2.1 8253/8254定時(shí)計(jì)數(shù)器地址部分可以和8255比較學(xué)習(xí)第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 18注意：小結(jié)8253作分頻器：工作于定時(shí)器方式：CLK輸入是連續(xù)的、周期精確的時(shí)鐘脈沖，OUT輸出必定是頻率降低的、周期精確的時(shí)鐘脈沖。8253作計(jì)數(shù)器：CLK輸入只是脈沖的數(shù)量，不是脈沖的時(shí)間間隔，CLK可以輸入周期不定的脈沖，也可以輸入周期確定的脈沖。當(dāng)計(jì)數(shù)到預(yù)置的初值后，從OUT端輸出一個(gè)脈沖。CLK的脈沖周期不定，OUT輸出的脈沖周期也不確定。8253的基本工作方式：對(duì)外部輸入到CLK引腳上的脈沖進(jìn)

10、行計(jì)數(shù)。定時(shí)方式還是計(jì)數(shù)方式，取決于輸入脈沖的性質(zhì)和用戶的需要。第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 197.2.2 8253/8254的工作方式8253有6種工作方式，由方式控制字確定每種工作方式的過(guò)程類似： 設(shè)定工作方式-寫(xiě)方式控制字 設(shè)定計(jì)數(shù)初值-寫(xiě)入預(yù)置計(jì)數(shù)器 硬件啟動(dòng) -方式1&方式5或軟件啟動(dòng) 計(jì)數(shù)初值進(jìn)入減1計(jì)數(shù)器 每輸入一個(gè)CLK計(jì)數(shù)器減1的計(jì)數(shù)過(guò)程 計(jì)數(shù)過(guò)程結(jié)束-OUT端有電平變化7.2 計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器 8253熟悉每種工作方式的特點(diǎn)才能根據(jù)實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，選擇正確的工作方式這種變化的不同就構(gòu)成了不同的工作方式第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 208253的工作方式6種工作方式：

11、方式0方式5區(qū)別： OUT輸出的波形不同； 計(jì)數(shù)過(guò)程中GATE信號(hào)對(duì)計(jì)數(shù)操作的影響不同； 啟動(dòng)計(jì)數(shù)器的觸發(fā)方式不同學(xué)習(xí)時(shí)要注意6種方式的區(qū)別：從這三個(gè)方面加以理解注意從名字來(lái)理解工作方式即輸出波形!第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 21（1）方式0：計(jì)數(shù)結(jié)束中斷GATEOUTCLK 031244方式0WR設(shè)定工作方式設(shè)定計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)值送入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)過(guò)程計(jì)數(shù)結(jié)束7.2.2 8253/8254的工作方式初值為4為什么記了5個(gè)CLK脈沖這個(gè)CLK只是把初值從預(yù)置寄存器-減1計(jì)數(shù)器由低到高，可以用來(lái)產(chǎn)生中斷第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 22GATE=1初值N，OUT在寫(xiě)入命令執(zhí)行后為低，第N+1個(gè)CL

12、K脈沖之后，變?yōu)楦唠娖?方式0計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)中斷方式（Interrupt on Terminal Count）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 231方式0計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)中斷方式（Interrupt on Terminal Count）(b)方式0GATE作用恢復(fù)GATE后從剛才停的值又開(kāi)始減第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 241方式0計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)中斷方式（Interrupt on Terminal Count）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 251）計(jì)數(shù)器寫(xiě)完計(jì)數(shù)值時(shí)，開(kāi)始計(jì)數(shù)，相應(yīng)的輸出信號(hào)OUT就開(kāi)始為低電平。當(dāng)計(jì)數(shù)器減到零時(shí)，OUT立即輸出高電平。2）門(mén)控信號(hào)GATE位高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器工作；為低電

13、平時(shí)，計(jì)數(shù)器停止工作，計(jì)數(shù)值保持不變。3）在計(jì)數(shù)器工作期間，如果重新寫(xiě)入新的計(jì)數(shù)值，計(jì)數(shù)器將按新寫(xiě)入的計(jì)數(shù)值重新工作。方式0 小節(jié)- Interrupt on terminal count第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 26（2）方式1：可編程單穩(wěn)脈沖設(shè)定工作方式設(shè)定計(jì)數(shù)初值硬件啟動(dòng)計(jì)數(shù)值送入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)過(guò)程計(jì)數(shù)結(jié)束GATEOUTCLK 031244方式1WR7.2.2 8253/8254的工作方式什么是單穩(wěn)電路？第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 272方式1可編程單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（Programmable Oneshort）Any problem?第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 282方式1可編程單

14、穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（Programmable Oneshort）Any problem?恢復(fù)GATE后從預(yù)置值重新開(kāi)始第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 292方式1可編程單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（Programmable Oneshort）Any problem?第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 30(1) 寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值后，計(jì)數(shù)器并不立即開(kāi)始工作；門(mén)控信號(hào)GATE上升沿有效，才開(kāi)始工作，使輸出OUT變成低電平；直到計(jì)數(shù)器值減到零后，輸出才變高電平。(2) 在計(jì)數(shù)器工作期間，當(dāng)GATE又出現(xiàn)一個(gè)上升沿時(shí)，計(jì)數(shù)器重新裝入原計(jì)數(shù)初值并重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。(3) 如果工作期間對(duì)計(jì)數(shù)器寫(xiě)入新的計(jì)數(shù)初值，則要等到當(dāng)前的計(jì)數(shù)值計(jì)滿回零且

15、門(mén)控信號(hào)再次出現(xiàn)上升沿后，才按新寫(xiě)入的計(jì)數(shù)初值開(kāi)始工作。方式1Hardware Retriggerable one-shot可編程的單穩(wěn)態(tài)工作方式第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 31（3）方式2：頻率發(fā)生器（分頻器）03124GATEOUTCLK 4方式2031240312403124WR7.2.2 8253/8254的工作方式什么是分頻器？分誰(shuí)的頻？第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 323方式2速率發(fā)生器、分頻器（Rate Generator）N分頻計(jì)數(shù)器第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 333方式2速率發(fā)生器、分頻器（Rate Generator）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 343方式2速

16、率發(fā)生器、分頻器（Rate Generator）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 35方式2是一種具有自動(dòng)裝入時(shí)間常數(shù)（計(jì)數(shù)初 值N）的 N分頻器。特點(diǎn)：一次設(shè)置計(jì)數(shù)初值，計(jì)數(shù)器可自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行減“1”計(jì)數(shù)操作，減“1”計(jì)數(shù)回“0”，可從輸出端輸出一負(fù)脈沖信號(hào)。周而復(fù)始方式2Rate Generator 頻率發(fā)生器（1）寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值后，GATE為高開(kāi)始工作，計(jì)數(shù)器為0時(shí)， OUT輸出一個(gè)時(shí)鐘脈寬的負(fù)脈沖后自動(dòng)恢復(fù)高電平；同時(shí)自動(dòng)重新裝入原計(jì)數(shù)初值，反復(fù)計(jì)數(shù)。(2)如果工作期間對(duì)計(jì)數(shù)器寫(xiě)入新的計(jì)數(shù)初值，則要等到當(dāng)前的計(jì)數(shù)值計(jì)滿回零后，才按新寫(xiě)入的計(jì)數(shù)初值開(kāi)始工作。(3)在計(jì)數(shù)器工作期間，當(dāng)GATE為

17、低則停止計(jì)數(shù)，待GATE恢復(fù)后計(jì)數(shù)器重新裝入原計(jì)數(shù)初值并重新開(kāi)始計(jì)數(shù)。第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 36（4）方式3：方波發(fā)生器03124GATEOUTCLK 4方式3031240312403124WR7.2.2 8253/8254的工作方式第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 374方式3方波發(fā)生器（Square Wave Generator）對(duì)稱方波（偶數(shù)）;近似對(duì)稱方波（奇數(shù)）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 384方式3方波發(fā)生器（Square Wave Generator）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 394方式3方波發(fā)生器（Square Wave Generator）第7章 并行接口及

18、定時(shí)計(jì)數(shù)控制 404方式3方波發(fā)生器（Square Wave Generator）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 41 方式3工作方式與方式2基本相同，也具有自動(dòng)裝入時(shí)間常數(shù)（計(jì)數(shù)初值）的功能.不同之處在于： 工作在3方式，引腳OUT輸出的不是一個(gè)時(shí)鐘周期的負(fù)脈沖 ，而是占空比為1：1或近似1：1的方波；當(dāng)計(jì)數(shù)初值為偶數(shù)時(shí)，輸出在前一半的計(jì)數(shù)過(guò)程中為高電平，在后一半的計(jì)數(shù)過(guò)程中為低電平;為奇數(shù)時(shí)高電平比低電平寬一個(gè)時(shí)鐘脈沖。方式3 -Square ware Mode 周期性方波輸出第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 42（5）方式4：軟件觸發(fā)選通信號(hào)GATEOUTCLK031244方式422333

19、10WR7.2.2 8253/8254的工作方式1什么是選通信號(hào)？第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 435方式4軟件觸發(fā)選通方式（Software Triggered Strobe）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 445方式4軟件觸發(fā)選通方式（Software Triggered Strobe）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 455方式4軟件觸發(fā)選通方（Software Triggered Strobe）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 46方式4是一種由軟件啟動(dòng)的計(jì)數(shù)方式。 1）此方式設(shè)定后，輸出OUT就開(kāi)始變?yōu)楦唠娖剑珿ATE為高時(shí)，當(dāng)寫(xiě)完計(jì)數(shù)值后開(kāi)始計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器減到零后，OUT輸出一個(gè)寬度

20、為一個(gè)時(shí)鐘脈沖的負(fù)脈沖，然后恢復(fù)高電平，并一直保持高電平。2）門(mén)控信號(hào)GATE為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器工作；為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器停止工作；恢復(fù)為高電平后計(jì)數(shù)器又從原裝入的計(jì)數(shù)初值開(kāi)始減1工作。3）在計(jì)數(shù)器工作期間，如果重新寫(xiě)入新的計(jì)數(shù)值，不影響當(dāng)前計(jì)數(shù)狀態(tài)；僅當(dāng)當(dāng)前計(jì)數(shù)值計(jì)完后，計(jì)數(shù)器才按新寫(xiě)入的計(jì)數(shù)值工作。方式4 - Software triggered strobe 單次負(fù)脈沖輸出第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 47（6）方式5：硬件觸發(fā)選通信號(hào)GATEOUTCLK031244方式522333110WR7.2.2 8253/8254的工作方式第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 486方式5硬件觸發(fā)選通

21、方式（Hardware Triggered Strobe）硬件觸發(fā)計(jì)數(shù)方式，即門(mén)控信號(hào)GATE上升沿觸發(fā)計(jì)數(shù)。第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 496方式5硬件觸發(fā)選通方式（Hardware Triggered Strobe）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 506方式5硬件觸發(fā)選通方式（Hardware Triggered Strobe）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 51方式5工作特點(diǎn)是由GATE上升沿觸發(fā)計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作。 (1) 在方式5工作方式下，當(dāng)寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值后，計(jì)數(shù)器并不立即開(kāi)始計(jì)數(shù)，而要由門(mén)控信號(hào)的上升沿啟動(dòng)計(jì)數(shù)。 (2) 在計(jì)數(shù)過(guò)程中（或者計(jì)數(shù)結(jié)束后），如果門(mén)控再次出現(xiàn)上升沿，計(jì)數(shù)

22、器將從原裝入的計(jì)數(shù)初值重新計(jì)數(shù)。方式5 - Hardware triggered strobe 單次負(fù)脈沖輸出第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 52（7）各種工作方式的輸出波形方式 0方式 1方式 2方式 3方式 4方式 50N0N0N0/N110NN/2 N/2 0/N0N0 1N1 0N1 0討論：計(jì)數(shù)開(kāi)始的時(shí)刻？輸出波形的形狀？7.2.2 8253/8254的工作方式第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 53 8253的工作方式小結(jié) 8253的六種工作方式可歸為兩類，一個(gè)是充當(dāng)頻率發(fā)生器，另一類主要是作計(jì)數(shù)器來(lái)使用。下面我們就從這個(gè)角度來(lái)討論總結(jié)OUT和GATE門(mén)的作用。 第7章 并行接口及定時(shí)

23、計(jì)數(shù)控制 54與頻率發(fā)生器有關(guān)的工作方式8253有兩種方式與頻率發(fā)生器有關(guān)，即方式2和發(fā)生3，對(duì)OUT端，方式2提供給用戶的是負(fù)脈沖，方式3提供給用戶的是方波。在這個(gè)兩種方式下，GATE信號(hào)要始終保持為高，而且都是軟啟動(dòng)，都是Auto Reload。第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 55與計(jì)數(shù)器有關(guān)的工作方式 對(duì)于計(jì)數(shù)器類，有方式0、1和方式4、5。啟動(dòng)計(jì)數(shù)器的方式有兩種，一種是CPU把時(shí)間常數(shù)寫(xiě)入相應(yīng)通道后，計(jì)數(shù)器就開(kāi)始工作，我們可以稱之為軟件啟動(dòng)方式，在這種啟動(dòng)方式下，GATE要始終保持為高電平，所以方式0和方式4可以稱為軟件啟動(dòng)方式。另一種是硬件啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，即CPU把時(shí)間常數(shù)寫(xiě)入計(jì)數(shù)器后，

24、即使GATE為高電平，計(jì)數(shù)器并不工作。只有GATE發(fā)生跳變，其上升沿啟動(dòng)計(jì)數(shù)器工作，所以方式1和方式5就可以稱為硬件啟動(dòng)方式。計(jì)數(shù)器溢出時(shí)，OUT有兩種輸出形式，要么是電平，要么是負(fù)脈沖。前者有方式0方式1，后者有方式4和方式5。第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 56方式門(mén)控信號(hào)（GATE引腳）輸入狀態(tài)的控制功能OUT引腳輸出狀態(tài)低電平下降沿上升沿高電平0禁止計(jì)數(shù)禁止計(jì)數(shù)GATE的上升沿繼續(xù)計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)過(guò)程為低，計(jì)數(shù)到0輸出為高（單次）1不影響計(jì)數(shù)不影響計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù)；重新開(kāi)始計(jì)數(shù)不影響計(jì)數(shù)輸出寬度為N個(gè)CLK周期的低電平（單次）2禁止計(jì)數(shù)禁止計(jì)數(shù)重新寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值；重新開(kāi)始計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù)輸出周期

25、為N個(gè)CLK，寬度為1個(gè)CLK的負(fù)脈沖（重復(fù)波形）3禁止計(jì)數(shù)禁止計(jì)數(shù)重新寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值；重新開(kāi)始計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù)輸出周期為N個(gè)CLK的對(duì)稱方波（重復(fù)波形）4禁止計(jì)數(shù)禁止計(jì)數(shù)重新寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值；重新開(kāi)始計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù)初態(tài)為高，計(jì)數(shù)到0，輸出寬度為1個(gè)CLK的負(fù)脈沖（單次）5不影響計(jì)數(shù)不影響計(jì)數(shù)啟動(dòng)計(jì)數(shù)；重新寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值并重新開(kāi)始計(jì)數(shù)不影響計(jì)數(shù)初態(tài)為高，計(jì)數(shù)到0，輸出寬度為1個(gè)CLK的負(fù)脈沖（單次）各方式中GATE信號(hào)的控制作用與輸出波形第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 577.2.3 8253/8254的編程（1）8253加電后的工作方式不確定（2）8253必須初始化編程，才能正常工作寫(xiě)入控制字寫(xiě)入計(jì)數(shù)初值

26、讀取計(jì)數(shù)值 (可選）D7D6D5D4D3D2D1D07.2 計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器 8253第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 58（1）寫(xiě)入方式控制字計(jì)數(shù)器讀寫(xiě)格式工作方式數(shù)制D7D6D5D4D3D2D1D000 計(jì)數(shù)器001 計(jì)數(shù)器110 計(jì)數(shù)器211 非法00 計(jì)數(shù)器鎖存命令 01 只讀寫(xiě)低字節(jié)10 只讀寫(xiě)高字節(jié)11 先讀寫(xiě)低字節(jié) 后讀寫(xiě)高字節(jié)000 方式0001 方式1010 方式2011 方式3100 方式4101 方式50 二進(jìn)制1 十進(jìn)制控制字寫(xiě)入控制字I/O地址（A1A011）7.2.2 8253/8254的工作方式第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 59（2）寫(xiě)入計(jì)數(shù)值（a）選擇二進(jìn)制計(jì)

27、數(shù)值范圍：0000HFFFFH0000H是最大值，代表65536（b）選擇十進(jìn)制（BCD碼）計(jì)數(shù)值范圍：000099990000代表最大值10000計(jì)數(shù)值寫(xiě)入計(jì)數(shù)器各自的I/O地址7.2.2 8253/8254的工作方式第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 60（3）讀取計(jì)數(shù)值（1）對(duì)8位數(shù)據(jù)線，讀取16位計(jì)數(shù)值需分兩次（2）計(jì)數(shù)在不斷進(jìn)行，應(yīng)該將當(dāng)前計(jì)數(shù)值先行鎖存，然后讀?。合蚩刂谱諭/O地址：給8253寫(xiě)入鎖存命令從計(jì)數(shù)器I/O地址：讀取鎖存的計(jì)數(shù)值讀取計(jì)數(shù)值，要注意讀寫(xiě)格式和計(jì)數(shù)數(shù)制7.2.2 8253/8254的工作方式第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 61（4）計(jì)數(shù)初值的計(jì)算7.2.2 82

28、53/8254的工作方式時(shí)間常數(shù)的計(jì)算TC=CLK/OUT例：8253在方式3下，輸出周期性方波，可作定時(shí)單位。設(shè)計(jì)數(shù)初值為0000，計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)=65536，當(dāng)CLK=1.1931816M時(shí),輸出方波頻率為18.2HZ. 周期為54.954MS. 則一天=24X60X60X1000MS/54.954MS=1573040, 或1800B0H,且一小時(shí)=65543, 一分鐘=1092, 一秒呢?在電腦中就是利用上述原理完成計(jì)時(shí)的。為什么計(jì)數(shù)初值為0，計(jì)數(shù)的次數(shù)卻是65536對(duì)一個(gè)定時(shí)器來(lái)說(shuō)，了解最大，最小的定時(shí)間隔是非常重要的8253的應(yīng)用還有一個(gè)限制，就是時(shí)鐘的上限頻率為2M第7章 并行接口及定時(shí)

29、計(jì)數(shù)控制 627.2.4 8253在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用7.2 計(jì)數(shù)器 / 定時(shí)器 8253A0A1 A0 A1D0D7D0D7OUT1OUT2OUT0GATE0GATE1GATE2CLK0CLK1CLK2D QCLK+5V接至DMA控制器接至揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器PB0PB1IRQ0DRQ0 8253+5V1.19318MHzDACK0 BRDIORIOWRDWRCST/CCS第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 63（1）定時(shí)中斷和定時(shí)刷新閱讀初始化程序段看計(jì)數(shù)器0作為定時(shí)中斷的作用將計(jì)數(shù)器1作為定時(shí)刷新看如何編寫(xiě)初始化程序段7.2.4 8253在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)

30、控制 64（a）計(jì)數(shù)器0：初始化程序mov al,36h；36H00 11 011 0B；計(jì)數(shù)器0為方式3，采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)；先低后高寫(xiě)入計(jì)數(shù)值out 43h,al；寫(xiě)入方式控制字mov al,0；計(jì)數(shù)值為0out 40h,al；寫(xiě)入低字節(jié)計(jì)數(shù)值out 40h,al；寫(xiě)入高字節(jié)計(jì)數(shù)值7.2.4 8253在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用（1）定時(shí)中斷和定時(shí)刷新為什么AL輸出兩次到40H，一次性的用MOV 40H,AX 行不行？第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 65（b）計(jì)數(shù)器0：定時(shí)中斷（1）計(jì)數(shù)器0：方式3，計(jì)數(shù)值：65536，輸出頻率為1.19318MHz6553618.206Hz的方波（2）門(mén)控為

31、常啟狀態(tài)，這個(gè)方波信號(hào)不斷產(chǎn)生（3） OUT0端接8259A的IRQ0，用作中斷請(qǐng)求信號(hào)（4）每秒產(chǎn)生18.206次中斷請(qǐng)求，或說(shuō)每隔55ms（54.925493ms）申請(qǐng)一次中斷（5） DOS系統(tǒng)利用計(jì)數(shù)器0的這個(gè)特點(diǎn)，通過(guò)08號(hào)中斷服務(wù)程序?qū)崿F(xiàn)了時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能7.2.4 8253在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 66（c）計(jì)數(shù)器1：定時(shí)刷新（1）需要重復(fù)不斷提出刷新請(qǐng)求門(mén)控總為高，選擇方式2或3（2） 2ms內(nèi)刷新128次，即15.6s刷新一次計(jì)數(shù)初值為187.2.4 8253在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 67（d）計(jì)數(shù)器1：初始化程序

32、mov al,54h；54H01 01 010 0 B；計(jì)數(shù)器1為方式2，采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)；只寫(xiě)低8位計(jì)數(shù)值out 43h,al；寫(xiě)入方式控制字mov al,18；計(jì)數(shù)初值為18out 41h,al；寫(xiě)入計(jì)數(shù)值7.2.4 8253在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 68（2）揚(yáng)聲器控制（1）計(jì)數(shù)器2的輸出控制揚(yáng)聲器的發(fā)聲音調(diào)（2）計(jì)數(shù)器2只能工作在方式3，才能輸出一定頻率的方波，經(jīng)濾波后得到近似的正弦波，進(jìn)而推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲（3）揚(yáng)聲器還受控于并行接口（8255芯片）（4）必須使PB0和PB1同時(shí)為高電平，揚(yáng)聲器才能發(fā)出預(yù)先設(shè)定頻率的聲音7.2.4 8253在IBM PC系

33、列機(jī)上的應(yīng)用第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 69（a）發(fā)音頻率設(shè)置子程序；入口參數(shù)AX1.1931810的6次方發(fā)音頻率speakerprocpush axmov al,0b6h；b6h10110110bout 43h,al；寫(xiě)入控制字pop axout 42h,al；寫(xiě)入低8位計(jì)數(shù)值mov al,ahout 42h,al；寫(xiě)入高8位計(jì)數(shù)值retspeakerendp7.2.4 8253在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用（2）揚(yáng)聲器控制人耳聽(tīng)力的頻率范圍？第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 70（b）揚(yáng)聲器開(kāi)子程序speakonprocpush axin al,61h；PB端口的地址為61Hor al,

34、03h；D1D0PB1PB011B，其他位不變out 61h,alpop axretspeakonendp7.2.4 8253在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 71（c）揚(yáng)聲器關(guān)子程序speakoffprocpush axin al,61h；PB端口的地址為61Hand al,0fch；D1D0PB1PB000B，其他位不變out 61h,alpop axretspeakoffendp7.2.4 8253在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 72例題：揚(yáng)聲器聲音的控制；數(shù)據(jù)段freqdw 1193180/600；代碼段mov ax,freqcal

35、l speaker；設(shè)置揚(yáng)聲器音調(diào)call speakon；打開(kāi)揚(yáng)聲器聲音mov ah,1；等待按鍵int 21h；按鍵后call speakoff；關(guān)閉揚(yáng)聲器聲音7.2.4 8253在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 73六、 8253應(yīng)用舉例 例1：現(xiàn)有一個(gè)高精密晶體振蕩電路，輸出信號(hào)是脈沖波，頻率為1MHz。要求利用8253做一個(gè)秒信號(hào)發(fā)生器，其輸出接一發(fā)光二極管，以0.5秒點(diǎn)亮，0.5秒熄滅的方式閃爍指示。設(shè)8253的通道地址為80H87H第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 74解：1、時(shí)間常數(shù)計(jì)算 這個(gè)例子要求用8253作一個(gè)分頻電路，而且其輸出應(yīng)該是方波，否則發(fā)

36、光二極管不可能等間隔閃爍指示。頻率為1MHz信號(hào)的周期為1微妙，而1Hz信號(hào)的周期為1秒，所以分頻系數(shù)N=？第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 75 由于8253一個(gè)通道最大的計(jì)數(shù)值是65536，所以對(duì)于N1000000這樣的大數(shù)，一個(gè)通道是不可能完成上述分頻要求的。 取兩個(gè)計(jì)數(shù)器，采用級(jí)聯(lián)方式。 2、電路注意是乘不是加第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 76 3、工作方式選擇 由于通道1要輸出方波信號(hào)推動(dòng)發(fā)光二極管，所以通道1應(yīng)選工作方式3。對(duì)于通道0，只要能起分頻作用就行，對(duì)輸出波形不做要求，所以方式2和方式3都可以選用。 這樣對(duì)于通道0，我們?nèi)」ぷ鞣绞?，BCD計(jì)數(shù)；對(duì)于通道1，我們?nèi)」ぷ鞣绞?

37、，二進(jìn)制計(jì)數(shù)（當(dāng)然也可選BCD計(jì)數(shù)） 第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 77 4、程序mov al,00110101b；通道0控制字out 86h,almov al,00；通道0初始計(jì)數(shù)值out 80h,almov al,10hout 80h,almov al,01110110b；通道1控制字out 86h,al mov al,0e8h；通道1初始計(jì)數(shù)值，03E8H=1000BCDout 82h,almov al,03hout 82h,al第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 78例2：計(jì)件系統(tǒng)。計(jì)件系統(tǒng)的功能就是記錄 脈沖的個(gè)數(shù)。 一個(gè)脈沖代表一個(gè)事件，比如交通道路檢測(cè)系統(tǒng)中通過(guò)檢測(cè)點(diǎn)的車(chē)輛，工業(yè)控

38、制系統(tǒng)中流水線上已加工好的工件。要求在計(jì)件過(guò)程中，PC機(jī)可以顯示當(dāng)前計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，當(dāng)完成10000個(gè)工件記錄后，系統(tǒng)發(fā)出1KHz信號(hào)推動(dòng)喇叭發(fā)音通知用戶。第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 79 解：1、電路。 需要兩個(gè)通道，一個(gè)作為計(jì)數(shù)，選用通道0。另一個(gè)產(chǎn)生1KHz信號(hào)，選用通道1。工作原理如下，傳感器電路把物理事件轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)輸入到通道0計(jì)數(shù)，當(dāng)記錄10000個(gè)事件后，通道0計(jì)數(shù)器溢出，GATE端輸出高電平，這時(shí)通道1開(kāi)始工作，產(chǎn)生1KHz信號(hào)推動(dòng)喇叭發(fā)音。第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 80 2、工作方式選擇 對(duì)于通道1，由于要產(chǎn)生1KHz信號(hào)，故選用工作方 式3。對(duì)于通道0，要求初始計(jì)

39、數(shù)值寫(xiě)入計(jì)數(shù)通道后，計(jì)數(shù)器就可以工作，則通道0的啟動(dòng)方式應(yīng)是軟件啟動(dòng)。另外由于要求計(jì)數(shù)溢出后產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)來(lái)啟動(dòng)一個(gè)事件，即喇叭發(fā)音，故可選的工作方式為方式0和方式4，對(duì)于圖所示方案，通道1的GATE信號(hào)由通道0的OUT信號(hào)產(chǎn)生，這個(gè)OUT信號(hào)應(yīng)該是電平型的，所以通道0應(yīng)選用方式0。 第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 813、時(shí)間常數(shù) N010004、程序（見(jiàn)書(shū)）第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 82Intel 8253的應(yīng)用舉例【例7-3 】用8253(地址40H43H)將5MHz的脈沖變?yōu)?Hz的脈沖。 例7-3系統(tǒng)連接圖分析：可采用方式2分頻器完成，但初值=FCLK/FOUT=5MHz /1H

40、z =510665536，怎么辦？解決的辦法是：需要2個(gè)T/C（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器通道）級(jí)聯(lián)，T/C0采用方式3產(chǎn)生連續(xù)分頻方波，做T/C1的CLK，T/C1采用方式2產(chǎn)生1Hz脈沖。兩個(gè)T/C的GATE統(tǒng)一控制。系統(tǒng)連接如圖所示。以下選讀：第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 83Intel 8253的應(yīng)用舉例例7-3程序如下：MOV AL，00110111B；T/C0控制字 OUT 43H，ALMOV AX， 5000H；T/C0 初值OUT 40H，ALMOV AL， AHOUT 40H，ALMOV AL，01110101B ；T/C1 控制字 OUT 43H，AL MOV AX， 1000H ；

41、T/C1初值OUT 41H，ALMOV AL， AHOUT 41H，AL第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 84Intel 8253的應(yīng)用舉例【例7-4】 8253的CLK0的時(shí)鐘頻率是8KHz，在系統(tǒng)如圖的連接方式下，編程使其能產(chǎn)生周期為9s，占空比為5:4的方波，同時(shí)計(jì)算T/C0最大定時(shí)時(shí)間是多少？ 例7-4系統(tǒng)連接圖第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 85【例7-4】分析：1 在CLK0已知的情況下，可算出其周期，最大定時(shí)時(shí)間與CLK周期及計(jì)數(shù)初值的最大值有關(guān)。2 根據(jù)系統(tǒng)連接圖，可分析出Intel 8253端口地址為90H、92H、94H和96H，同時(shí)，可將T/C0 設(shè)置為方式3，使其產(chǎn)生1H

42、z；T/C1設(shè)置為方式3，產(chǎn)生周期為9秒，占空比為5:4的方波。Intel 8253的應(yīng)用舉例第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 86Intel 8253的應(yīng)用舉例【例7-4】解：TCLK0=1/fCLK0 =1/8000=0.125ms最大定時(shí)時(shí)間 655360.125ms 8.192s產(chǎn)生方波的初始化程序如下：MOV AL，00110111B ；T/C0 控制字 OUT 96H，ALMOV AX, 8000H ；T/C0 初值OUT 90H，ALMOV AL, AHOUT 90H，ALMOV AL，01110111B ；T/C1 控制字OUT 96H，ALMOV AX, 09H ；T/C1初值

43、OUT 92H，ALMOV AL, AHOUT 92H，AL為什么這個(gè)最大定時(shí)不是55MS?第7章 并行接口及定時(shí)計(jì)數(shù)控制 87例：8253工作頻率1MHz，通道0輸出頻率為2kHz方波；通道1輸出寬度為480us單脈沖；通道2用硬件觸發(fā)輸出單脈沖，時(shí)間常數(shù)為26CSA1A0D7D0WRRDCLK0CLK1CLK2GATE0OUT0OUT1OUT21MHZ方波+5VWRRDD7D8A2A1CBAG2AG2BY474LS138A4A3A0A7G1A5A6M/IO通道0地址：310H通道1地址：312H通道2地址：314H控制口地址：316HOUT0工作于方式3輸出頻率為2kHz的方波OUT1工作于方式1輸出寬度為480us單脈沖OUT2工作于方式5用硬件觸發(fā)輸出單脈沖，時(shí)間常數(shù)為26A9A8GATE1GATE22KHZ方波負(fù)脈沖480us寬單脈沖第7章