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1、1,第八章 可编程计数器/定时器8253及其应用,8-1 概述8-1 8253结构和工作原理8-2 8253应用举例,电气学院学习部资料库,2,8.1 概述,定时.计数 定时 软件定时 不可编程的硬件定时 可编程的硬件定时 一、软件定时1、CPU循环执行一条或一系列指令例：CPU的时钟频率为5MHz,则1个时钟周期为T=s 执行一条指令所需要的时间=0.2s所需时钟周期 编一程序实现延时1ms 时钟周期执行次数 MOV CX,N；41 NEXT:NOP；3NNOP；3NLOOP NEXT；循环时为17，不循环时为5,电气学院学习部资料库,3,T=0.2s 要延时1ms所需要的总的时钟周期数=4
2、+3N+3N+17（N-1）+5=23N-8=5000N=218=ODAH2、缺点：CPU利用率太低二、不可编程的硬件定时1、555芯片+外接电阻、电容2、缺点：定时不能由程序控制，定时精度不高,电气学院学习部资料库,4,三、可编程的硬件定时：8253芯片1、对8253设定计数初值启动工作时间到，自动形成输出信号 向CPU提出中断请求,启动设备工作2、特点：提高了CPU的利用率，定时精度高四、计数：8253芯片计数脉冲信号由外部事件提供。,电气学院学习部资料库,5,8.2 8253的结构和工作原理,一.8253的编程结构 图9-11.数据总线缓冲器 接数据总线低8位，传送信息 控制字 输入 计
3、数初值 计数值 输出2.读/写控制电路CS：片选信号，接I/O端口译码电路74LS138输出RD、WR：读写信号，接CPU的RD、WR。A1、A0：端口选择信号，接8086CPU的A2、A1地址线若为8088CPU,8位数据线，则接系统的A1、A0（实验用电路）00：计数器0 01：1 8253需要4个端口地址 10：2 11：控制器R,电气学院学习部资料库,6,例：8253的基地址为FOH（11110000B）则：计数器0：FOH；计数器1：F2H；计数器2：F4H；控制寄存器：F6H3.计数器02 3个计数器通道完全独立、结构完全相同。包括 4个寄存器R 2个输入信号 CLK，GATE 1
4、个输出信号 OUT 控制字R：8位 计数初值R：16位 计数执行部件：16位，减法计数器 计数输出R：16位，锁存执行部件的值 16位R可分为高8位和低8位，必要时用作8位寄存器 CLK：脉冲输入 时钟脉冲（定时）要求2MHz，高于时须分频。计数脉冲，外部事件引起,电气学院学习部资料库,7,OUT：脉冲输出GATE：门控信号，决定是否允许计数二.工作原理倒计数法：预置一初值，GATE有效，将计数初值装入执行部件，然后开始递减计数。（CLK端每输入一个脉冲，计数值-1，当计数值=0，便从OUT引脚输出一个脉冲信号）定时：CLK输入脉冲频率一定（fCLK）定时时间=1/fCLK 输入脉冲数（计数初
5、值）计数初值=定时时间/TCLK例：若CLK脉冲频率fCLK=1MHz脉冲周期TCLK=1s 若定时时间T=0.5ms 则计数初值n=0.510-3/110-6=5002.计数 CLK输入脉冲的间隔可以不相等,电气学院学习部资料库,8,三、控制字寄存器通道选择 读/写操作位 模式选择（6种工作方式）1:BCD码计数 0:二进制计数3个通道共用1个控制字寄存器，D7、D6决定向哪一个通道写入控制字RL1、RL0：00-计数器锁存 01-只读写低8位 10-只读写高8位 11 先读写低8位，后读写高8位BCD：初值范围为00009999H 0000表示最大值 104=10000二进制：0000FF
6、FFH 216=65536,电气学院学习部资料库,9,四、初始化编程步骤步骤：1、写入控制字 A1A0=11 初始化控制字寄存器，复位OUT，并使计数器清0 2、写入计数初值 A1A0=00，01，10 初值 8位：一条输出指令 16位：两条输出指令 先送低8位初值后送高8位初 值例：选择0#通道，工作方式3，计数初值2354H，BCD计数方式 8253端口地址为40H46H D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 1 1 1 1 1 通道0|先读写低8位，后读写高8位 方式3 BCD计数当D3=0，控制字=37H,电气学院学习部资料库,10,初始化程序：MOV AL，37HO
7、UT 46H，AL；设置控制字MOV AL，54H；写入计数初值，先低后高 OUT 40H，AL MOV AL，23H OUT 40H，AL；读通道0计数结果，并送入CX寄存器 MOV AL，07H；00 00 011 1=07HOUT 46H，AL；设置控制字IN AL，40HMOV CL，ALIN AL，40HMOV CH，AL；将通道0计数结果CX,电气学院学习部资料库,11,五、8253的工作方式（6种）1.写入控制字，同时影响OUT端电平，为起始OUT端电平写入计数初值n，使WR变为低电平，在WR的上升沿时，将 n计数初值R当GATE有效，再在下一个CLK时钟脉冲的下降沿，将n 计数
8、执行部件，开始减1计数（计数器随着时钟脉冲的输入而递减计数）1.方式0 计数结束中断方式 OUT输出端波形 从写入计数初值到开始减1之间，有一个时钟脉冲的延迟。详见后,电气学院学习部资料库,12,8253CLK,WR,8253OUT,nTCLK,写入控制字,写入计数初值,计数结束,4,3,2,1,0,电气学院学习部资料库,13,方式1 可编程单稳态输出 可重触发 GATE触发,方式2 比率发生器 相当n分频 计数初值=定时时间/TCLK=fCLK/fOUT,电气学院学习部资料库,14,方式3 方波发生器,方式4 软件触发选通 写入计数初值后开始计数 负脉冲 方式5 硬件触发选通 GATE上升沿
9、触发计数 负脉冲 初始OUT、GATE、是否重装初值汇总表,电气学院学习部资料库,15,电气学院学习部资料库,16,8-3 应用举例,先根据需要设计硬件电路，然后用OUT指令初始化82531.定时功能例 需计算初值例1：P315 要求：基地址为310H，fCLK=1MHz与8086连接：D7D0：接8086 CPU的D7D0RD、WR：接CPU的RD、WR A1、A0：接8086的A2、A1 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 1 1 0 0 0 1 0 0(偶地址!）CS：接74LS138的译码输出Y4 基址：310HCLK0、CLK1、CLK2：接 fCLK=1MH
10、z(TCLK=1s)的时钟脉冲,电气学院学习部资料库,17,通道0：方式3 GATE0+5V 若要OUT输出 2kHz的方波，则n0=?no*Tclk=T 256 控制字：0 0 1 1 0 1 1 1 B=37H通道1：方式1 GATE1上升沿 若要OUT：480s的脉冲，求n1=?256 控制字：0 1 1 1 0 0 1 1 B=73H通道2：方式5 GATE2上升沿 n2=26控制字：1 0 0 1 1 0 1 1 B=9BH,电气学院学习部资料库,18,MOV DX,316H；送通道0控制字MOV AL,00110111BOUT DX,ALMOV DX,310H；送通道0计数初值MO
11、V AL,00HOUT DX,ALMOV AL,05HOUT DX,ALMOV DX,316H；送通道1控制字MOV AL,01110011BOUT DX,ALMOV DX,312H；送通道1计数初值MOV AL,80HOUT DX,ALMOV AL,04HOUT DX,AL,电气学院学习部资料库,19,例2 控制LED点亮或熄灭。点亮10秒后再让它熄灭10秒，并重复上述过程。设8253各端口地址为81H，83H，85H，87H，则8253的D0D7系统DB的D8D15 fclk=2MHZ据题意 TOUT=20s fout=1/20计数初值N=210620=410765536 级联取N1=50
12、00，N2=8000,A7A0,控制字 00110101（35H，通道0）若二进制计数N1=1388HN2=1F40H控制字 01110111（77H，通道1）,电气学院学习部资料库,20,2.计数功能例 不需计算初值例2：用8253监视一个生产流水线，每通过50个工件，扬声器响5秒钟，频率2000周，端口地址为40H、42H、44H、46H硬件连接,电气学院学习部资料库,21,没有工件通过：Ua5V(H)有工件通过：Ua=0(L)通道0：方式2 比率发生器 计数方式，每通过50个工件申请一次中断通道1：方式3 方波发生器 通道GATE1由8255A的PA0控制，当GATE1为高电平，输出方波
13、，扬声器响。在中断服务程序中控制GATE高电平的时间，软件延时控制字设置 通道0：0 0 0 1 0 1 0 1 n0=50 通道1：0 1 1 1 0 1 1 1 n1=2M/2000=1000256主程序：MOV AL，00010101BOUT 46H，AL；送控制字MOV AL，50HOUT 40H，AL；送通道0初值 MOV AL，01110111B；送控制字 OUT 46H，AL,电气学院学习部资料库,22,STI；开中断LOP：HLT；等待中断，及中断返回时JMP LOP；断点中断服务程序：MOV AL，01H；GATE1=1 启动计数 OUT 80H，AL；设8255A的PA通道
14、地址为 80H，将PA0置1 MOV AL，00H；送初值,BCD计数，后缀 OUT 42H，AL；仍须加H MOV AL，10H OUT 42H，ALCALL DLEAY5S；调用延时为5秒的子程序MOV AL，00H；GATE1=0 停止计数，扬声器不OUT 80H，AL；响IRET,电气学院学习部资料库,23,3.读计数值读现行计数值两个方法：在读数前用外部硬件切断计数脉冲信号，或使门控信号变为低电平，迫使8253停止计数。问题：干扰了实际的计数过程先用计数器锁存命令锁存现行计数值，然后将其读出。程序：MOV AL,0100 0000B;低四位对锁存命令无影响，置0 OUT 46H,AL IN AL,40H MOV AH,AL IN AL,40H XCHG AH,AL;计数值存于AX中,电气学院学习部资料库,24,谢谢大家！,作业：8-4,电气学院学习部资料库,
