第八章-可編程計數(shù)器定時器8253及其應用(車輛).

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1、,*,*,第8章 可編程計數(shù)器定時器8253及其應用,定時與計數(shù)器的概念,定時器：,在時鐘信號作用下，進行定時的減“1”計數(shù)，定時時間到（減“1”計數(shù)回零），從輸出端輸出,周期均勻、頻率恒定,的脈沖信號。由上述可知，定時器強調(diào)的是精確的時間。,定時舉例：,一天24小時的計時，稱為日時鐘。,在監(jiān)測系統(tǒng)中，對被測點的定時取樣。,在讀鍵盤時，為去抖，一般延遲一段時間，再讀。,在微機控制系統(tǒng)中，控制某工序定時啟動。,12/11/2024,1,第8章 可編程計數(shù)器定時器8253及其應用,在計算機系統(tǒng)中往往需要實現(xiàn)定時、延時控制，或?qū)ν獠渴录M行計數(shù)等功能。常用下列方法實現(xiàn)：,軟件定時,不可編程硬件定時,

2、可編程硬件定時,12/11/2024,2,1、軟件定時：,利用微處理器執(zhí)行一個,延時程序段,實現(xiàn)。通用性、靈活性好，不需硬件；但在定時過程中，,占用CPU的時間資源,。,2、不可編程硬件定時：,采用分頻器、單穩(wěn)電路或簡易定時電路等,硬件,控制定時時間。通用性、靈活性差，其電路參數(shù)決定后，無法改變定時時間。但,不占用CPU的時間。,3、可編程硬件定時：,軟件硬件相結(jié)合,、用可編程定時器芯片構(gòu)成一個方便靈活的定時電路。通用、靈活，可以和CPU同步工作，通過輸入控制字和時間常數(shù)，可以靈活修改其定時時間；可工作在計數(shù)或定時的不同工作方式下。,12/11/2024,3,8253是一種常用的可編程定時/計

3、數(shù)芯片。,3,個獨立的,16,位計數(shù)器通道,每個計數(shù)器有,6,種工作方式,按二進制或十進制（,BCD,碼）計數(shù),要求：,了解8253的主要外部引腳及功能；,了解8253的6種工作方式及控制字；,重點掌握8253的尋址、連接及初始化。,12/11/2024,4,可編程定時器8253引腳圖,D0,D7：雙向數(shù)據(jù)線，用以傳送數(shù)據(jù)和控制字。,：片選信號，低電平有效。,：讀控制信號，低電平有效。,：寫控制信號，低電平有效。,1 8253外部引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu),12/11/2024,5,A,0,、A,1,：,8253內(nèi)部計數(shù)器和控制寄存器的編碼選擇信號。,A,1,A,0,端口選擇,0 0,通道0（0號計數(shù)器）

4、,0 1,通道1（1號計數(shù)器）,1 0,通道2（2號計數(shù)器）,1 1,控制字寄存器,CLK,02,：,每個計數(shù)器的時鐘輸入端。,每輸入一個時鐘信號（下降沿），計數(shù)器的計數(shù)值減1。,GATE,02,：,門控信號，,計數(shù)器的控制輸入信號，用來控制計數(shù)器的工作?？煞殖?電平控制,和,上升沿控制,兩種類型。,OUT,02,：,計數(shù)器輸出信號，,用來產(chǎn)生不同方式工作時的輸出波形。,一次計數(shù)過程結(jié)束，產(chǎn)生一個輸出信號。,12/11/2024,6,數(shù)據(jù)總線緩沖器。,它是一個三態(tài)、雙向8位寄存器，用于將8253與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線D,0,D,7,相連。,讀/寫邏輯。,控制命令寄存器。,它接受CPU送來的控制字。,計

5、數(shù)器。,8253有3個獨立的計數(shù)器（計數(shù)通道），其內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全相同.,定時器/計數(shù)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：,8253,CLK,GATE,OUT,12/11/2024,7,可編程定時器8253內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖,12/11/2024,8,可編程定時器8253的控制字格式如圖8-3所示。,8253的控制字D,0,用來定義用戶所使用的計數(shù)值是二進制,數(shù)還是BCD數(shù)。允許使用的二進制數(shù)為0000H,FFFFH，十進,制數(shù)為0000,9999。當初始計數(shù)值為0000時，對應最大計數(shù),值。,8253每個計數(shù)器都有自己的16位計數(shù)值寄存器。,2 8253的控制字,12/11/2024,9,8253控制寄存器的格式,SC,1

6、,SC,0,RW,1,RW,0,M,2,M,1,M,0,BCD,1-計數(shù)值為BCD碼格式,0-計數(shù)值為二進制格式,M2 M1 M0 方式選擇,0 0 0 方式0,0 0 1 方式1,/1 0 方式2,/1 1 方式3,1 0 0 方式4,1 0 1 方式5,0 0-對計數(shù)器進行鎖存,0 1-只讀/寫低8位字節(jié),1 0-只讀/寫高8位字節(jié),1 1-先讀/寫低8位字節(jié),再讀/寫高8位字節(jié).,0 0-選計數(shù)器0,0 1-選計數(shù)器1,1 0-選計數(shù)器2,1 1-無意義,12/11/2024,10,（1）方式控制字：30H00 11 000 0B,例1：,（1）設(shè)置8253的計數(shù)器0為方式0工作，采用二

7、進制計數(shù)，先低后高寫入計數(shù)值。,（2）設(shè)置8253的計數(shù)器1為方式2工作，采用二進制計數(shù)，先低后高寫入計數(shù)值。,（2）方式控制字：74H01 11 010 0B,12/11/2024,11,例,2,：要求讀出并檢查,1,號計數(shù)器的當前計數(shù)值是否是全“,1”,（假定計數(shù)值只有低,8,位），其程序段為,MOV DX,307H,；,命令口,L,：,MOV AL,，,01000000B,；,1,號計數(shù)器的鎖存命令,OUT DX,，,AL,；,寫入命令寄存器,MOV DX,，,305H,；,1,號計數(shù)器數(shù)據(jù)口,IN AL,，,DX,；,讀,1,號計數(shù)器的當前計數(shù)值,CMP AL,，,0FFH,；,比較,

8、JNE L,；,非全“,1”,，再讀,HLT,；,是全“,1”,，暫停,12/11/2024,12,8253內(nèi)部有3個相同的16位計數(shù)器，它們都能以6種方式工,作，具體由方式控制字確定。,（1）方式0,計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷,（2）方式1,可重復觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,（3）方式2,頻率發(fā)生器,（4）方式3,方波發(fā)生器,（5）方式4,軟件觸發(fā)選通信號發(fā)生器,（6）方式5,硬件觸發(fā)選通信號發(fā)生器,3 8253的工作方式,12/11/2024,13,8253具體工作在何種工作方式下，由方式控制字確定。,只有熟悉每種工作方式的特點才能根據(jù)實際應用問題，選擇,正確的工作方式。,每種工作方式的過程類似：,設(shè)定工作

9、方式,設(shè)定計數(shù)初值,硬件啟動,計數(shù)初值進入減1計數(shù)器,每輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)器減1的計數(shù)過程,計數(shù)過程結(jié)束,(309頁例題),12/11/2024,14,（1）方式0 計數(shù)結(jié)束產(chǎn)生中斷,計數(shù)器對CLK輸入信號進行減法計數(shù)，每一個時鐘周期計數(shù)器減1。,當設(shè)定該方式后，計數(shù)器的輸出OUT變低；當計數(shù)減到零計數(shù)結(jié)束時，輸出OUT變高。該輸出信號可以作為中斷請求信號來使用。,門控信號GATE的作用：當GATE為高電平時，允許計數(shù)；若GATE為低電平，則禁止計數(shù)。,在計數(shù)器工作期間，如果重新寫入新的計數(shù)值，計數(shù)器將按新寫入的計數(shù)值重新工作。,12/11/2024,15,方式0 計數(shù)結(jié)束中斷,GATE,

10、OUT,CLK,0,3,1,2,4,4,方式0,WR,設(shè),定,工,作,方,式,設(shè),定,計,數(shù),初,值,計,數(shù),值,送,入,計,數(shù),器,計,數(shù),過,程,計,數(shù),結(jié),束,12/11/2024,16,n=5,CLK,OUT,WR,5,4,3,2,1,0,8253的0方式時序波形,WR,OUT,n=9,9,8,n=4,4,3,2,1,0,n=5,WR,GATE,OUT,5,4,3,2,1,0,4,4,12/11/2024,17,（2）方式1可重復觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,情況一：,（1）寫入計數(shù)初值后，計數(shù)器并不立即開始工作；,（2）門控信號GATE上升沿開始啟動計數(shù)，才開始工作，使輸出OUT變成低電平；,

11、（3）直到計數(shù)器值減到零后，輸出才變高電平。,情況二：,在計數(shù)器工作期間，當GATE又出現(xiàn)一個上升沿時，計數(shù)器,重新裝入,原計數(shù)初值并,重新開始,計數(shù)。,如果工作期間對計數(shù)器寫入新的計數(shù)初值，則要等到當前的,計數(shù)值計滿回零且門控信號再次出現(xiàn)上升沿后，才按新寫入的,計數(shù)初值開始工作。,12/11/2024,18,方式1 可重復觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,設(shè),定,工,作,方,式,設(shè),定,計,數(shù),初,值,硬,件,啟,動,計,數(shù),值,送,入,計,數(shù),器,計,數(shù),過,程,計,數(shù),結(jié),束,GATE,OUT,CLK,0,3,1,2,4,4,方式1,WR,12/11/2024,19,8253的1方式時序波形,n=3,

12、WR,n=2,OUT,3,2,1,0,2,1,0,GATE,n=4,CLK,GATE,WR,OUT,4,3,2,1,0,OUT,4,3,2,1,GATE,4,0,12/11/2024,20,（3）方式2頻率發(fā)生器（分頻器）,裝入初值后開始計數(shù)。減到1時OUT輸出一個負脈沖，寬度為一個時鐘周期，,自動裝入時間常數(shù),重新計數(shù)。,0,3,1,2,4,GATE,OUT,CLK,4,方式2,0,3,1,2,4,0,3,1,2,4,0,3,1,2,4,WR,12/11/2024,21,方式3工作方式與方式2基本相同，也具有自動裝入時間常數(shù)（計數(shù)初值）的功能，不同之處在于：,（1）工作在方式3，引腳OUT輸

13、出的不是一個時鐘周期的負脈沖，而是占空比為1：1或近似1：1的方波；當計數(shù)初值為偶數(shù)時，輸出在前一半的計數(shù)過程中為高電平，在后一半的計數(shù)過程中為低電平。,（2）由于方式3輸出的波形是方波，并且具有自動重裝計數(shù)初值的功能，因此，8253一旦計數(shù)開始，就會在輸出端OUT輸出連續(xù)不斷的方波。,（4）方式3 方波發(fā)生器,12/11/2024,22,n=5,CLK,WR,OUT,2,n=4,2,2,2,8253的3方式時序波形,OUT,WR,3,2,3,2,12/11/2024,23,（5）方式4 軟件觸發(fā)選通信號發(fā)生器,設(shè)置此方式后，OUT變?yōu)楦唠娖?。一旦裝入計數(shù)值，計數(shù)立即開始。計數(shù)到0，OUT輸出

14、寬度為一個時鐘周期的負脈沖。只有GATE為高電平計數(shù)才進行，否則禁止計數(shù)。,（6）方式5 硬件觸發(fā)選通信號發(fā)生器,設(shè)置此方式后，OUT輸出高電平。GATE的上升沿使計數(shù)開始。計數(shù)到0，OUT輸出一個負脈沖。,12/11/2024,24,1）尋址,8253占用4個接口地址，地址由 、A0、A1來確定。,配合RD、WR控制信號，可以實現(xiàn)對8253的各種讀寫操作。,4 8253的尋址及連接,12/11/2024,25,圖 8253與8088系統(tǒng)總線的連接,2）連接,接口地址:FF04H,FF07H,12/11/2024,26,8253無復位引腳，上電后各寄存器的值不定，其工作方,式也是隨機的。,使用

15、前必須對其進行初始化,。,（1）寫入控制字,：用于確定工作方式、指定初值的裝入,順序及計數(shù)數(shù)制。,（2）寫入計數(shù)初值,：按控制字的要求向選定的計數(shù)器寫,入計數(shù)初值。,逐個對計數(shù)器進行初始化。,先寫所有計數(shù)器的方式字，再裝入各計數(shù)器計數(shù)值。,5 8253初始化及其應用,12/11/2024,27,一個計數(shù)器的初始化順序,另一種初始化編程順序,12/11/2024,28,程序段1如下,：,（,假設(shè)端口地址40H、41H、42H、43H）,MOV AL,36H,;計數(shù)器0，雙字節(jié)，方式3，二進制計數(shù),OUT 43H,AL,;寫入控制寄存器,MOV AL,0 ;,計數(shù)初值0000H,OUT 40H,A

16、L,;寫低字節(jié),OUT 40H,AL,;寫高字節(jié),工作在方式3，在OUT,0,輸出端可以獲得對稱方波。,12/11/2024,29,程序段2：,MOV AL,54H,;計數(shù)器1方式2,只寫低字節(jié),2進制計數(shù),OUT 43H,AL,;寫入控制寄存器,MOV AL,18H,;將低字節(jié)計數(shù)值18H寫入計數(shù)器1,OUT 41H,AL,12/11/2024,30,程序段3：對計數(shù)器2的初始化程序,MOV AL,0B6H,;計數(shù)器2，寫雙字節(jié)，,方式3，二進制計數(shù),OUT 43H,AL,;裝入控制寄存器,MOV AX,533H,OUT 42H,AL,;送低字節(jié),MOV AL,AH,OUT 42H,AL,;裝入高字節(jié),12/11/2024,31,本章要求掌握的內(nèi)容：,了解,8253,的工作原理。,了解,8253,的工作方式。,能按要求對,8253,進行初始化。,12/11/2024,32,