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1、2023/10/12,1,微机原理及应用,第九章 计数器与定时电路,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 2,学习目的,通过对本章的学习，您应该能够达到下列要求：了解定时基本概念熟悉可编程计数器/定时器8253的外部特性熟悉可编程计数器/定时器8253工作模式熟悉可编程计数器/定时器8253初始化,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 3,8253的外部特性8253工作模式8253初始化,重 点,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 4,一、定时与计数 定时中断、定时检测、定时扫描，对外部事件计数二.微机中的定时方法软件定时延迟子程序硬件定时用计数器/定时器8253,9.1 定时基本概念
2、,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 5,例:软件定时的例子:编写一个软件定时程序,要求定时20ms.假设:8086的时钟=8MHz,一个时钟周期T=1/8MHz=0.125us延时20ms,执行PUSHF,POPF指令:需要循环次数：N=20000/(12+14+17)*0.125=37209参考程序：MOV CX,37209PUSHF;时钟数:14TPOPF;时钟数:12TLOOP;时钟数:17,9.1 定时基本概念,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 6,8253外部特性与内部编程结构计数器/定时器8253特点 三个通道，可单独使用片内寻址 A1 A0=00、01、10、11 对
3、应：通道0、1、2和控制口地址工作方式：6种,PIT(Programmable Interval Timer),9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 7,9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 8,9.2 可编程计数器8253,连接系统端的主要引线：D7D0CSRDWRA1，A0 用于选择四个编址部件之一,A1 A0 选 择0 0 计数通道00 1 计数通道11 0 计数通道21 1 控制寄存器,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 9,9.2 可编程计数器8253,计数通道的主要引线（每通道均相同）：CLKn 时钟脉冲输入，计数
4、器的计时基准。GATEn 门控信号输入，控制计数器的启停。OUTn 计数器输出信号，不同工作方式下 产生不同波形。（n=02）,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 10,1.外部特性与CPU相连的信号:数据线D7D0,读RD,写WR,片选CS,地址线A0,A1,9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 11,1).数据总线缓冲器 往计数器设置计数初值；从计数器读取计数值；往控制寄存器设置控制字。2).读/写逻辑电路 A1 A0：端口选择 0 0：通道0（0号计数器）0 1：通道1（1号计数器）1 0：通道2（2号计数器）1 1：控制字寄存器,9.2 可编程计数器
5、8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 12,3).控制命令寄存器(8位)4).计数器:三个独立通道:计数器0,计数器1,计数器2每个通道包含:计数初值寄存器(16位)减一寄存器(16位)当前计数初值锁存器(16位),9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 13,思考题：,8253每个计数通道与外设接口有哪些信号线，每个信号的用途是什么？,9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 14,1）门脉冲控制时钟输入；2）用门脉冲来重新启动计数；3）用门脉冲停止计数；4）单一计数；5）循环计数.,计数器/定时器的工作特点,9.2 可编
6、程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 15,3.计数初值计数初值n=时钟频率fc/输出频率fout=定时时间Tout/时钟脉冲周期Tc4.编程命令方式命令字对8253初始化方式命令字的格式,9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 16,SC1 SC0 RW1 RW0 M2 M1 M0 BCD,M2 M1 M0 模式选择 0 0 0 模式0 0 0 1 模式1/1 0 模式2/1 1 模式3 1 0 0 模式4 1 0 1 模式5,0 0-对计数器进行锁存0 1-只读/写低8位字节 1 0-只读/写高8位字节1 1-先读/写低8位字节,再读/写高
7、8位字节.,0 0-选计数器00 1-选计数器11 0-选计数器21 1-无意义,8253控制字格式,9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 17,8253初始化方法:设置控制字；确定计数初值。例:使2号定时器,工作在方式3,计数初值=533h,二进制计数.试写出8253初始化程序段.8253端口地址:40H,41H,42H,43HMOV AL,10110110B;2号定时器,方式3OUT 43H,ALMOV AX,0533H OUT 42H,AL;2号数据口 MOV AL,AHOUT 42H,AL,9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时
8、电路 18,8253的工作模式,方式0计数结束产生中断一次定时或计数,重写初值,启动新一轮的计数 方式1可编程的单脉冲(单稳)触发器 GATE边沿触发,启动新一轮计数方式2分频器(速度波发生器)具有计数初值重装能力方式3方波发生器具有计数初值重装能力 方式4软件触发的选通信号发生器 一次定时,重写初值,启动新一轮的计数 方式5硬件触发的选通信号发生器 GATE边沿触发新一轮计数,9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 19,1.方式0计数结束产生中断(一次定时或计数,重写初值,启动新一轮的计数),微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 20,方式0（计数结束中断）
9、计数过程中，GATE端应保持高电平。每写入一次初值计数一个周期，然后停止计数。OUT端输出是一个约(N+1)TCLK宽度的负脉冲。计数过程中可随时修改初值重新开始计数。,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 21,例:使1号定时器,工作在方式0,计数初值=0FF5h,二进制计数.试写出8253初始化程序段.8253端口地址:40H,41H,42H,43HMOV AL,01110000B;0号定时器,方30OUT 43H,ALMOV AX,0FF5H OUT 41H,AL;1号数据口 MOV AL,AHOUT 41H,AL,9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路
10、22,高,2.方式1_单脉冲触发器(GATE边沿触发,启动新一轮计数),微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 23,方式1（单稳态触发器）门控信号GATE端的跳变触发计数，可重复触发。若下一次GATE上升沿提前到达，则OUT端负脉冲拉宽为两次计数过程之和。计数过程中写入新初值不影响本次计数。,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 24,3.方式2-分频器(具有计数初值重装能力),微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 25,方式2（频率发生器）GATE为计数的控制信号：GATE变低计数停止，再变高时的下一个CLK下降沿，从初值开始重新计数。每个计数周期结束时（减到1时），OUT端输出一个T
11、CLK宽度的负脉冲。计数过程自动重复进行。计数过程中修改初值不影响本轮计数过程。,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 26,4.方式3-方波发生器(具有计数初值重装能力),微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 27,方式3（方波发生器）OUT输出方波，前半周期为高，后半周期为低。计数过程中修改初值不影响本半轮计数过程。其余的与方式2 类似。,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 28,例:使0号定时器,工作在方式3,计数初值N=1000,二进制计数.试写出8253初始化程序段.8253端口地址:40H,41H,42H,43HMOV AL,10110110B;2号定时器,方式3OUT 4
12、3H,ALMOV AX,1000 OUT 40H,AL;0号数据口 MOV AL,AHOUT 40H,AL,9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 29,4.方式4-软件触发的选通信号发生器,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 30,方式4（软件触发选通）计数过程中，GATE端应保持高电平。每写入一次初值，计数一个周期，然后停止计数。每个计数周期结束时（减到0时），OUT端输出一个TCLK宽度的负脉冲。计数过程中修改初值不影响本轮计数过程。,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 31,5.方式5-硬件触发的选通信号发生器,微机原理及应用第9章 计数器与定时电
13、路 32,方式5（硬件触发选通）写入初值时，GATE端应保持低电平。GATE每出现一次正脉冲，计数一个周期，然后停止计数。每个计数周期结束时（减到0时），OUT端输出一个TCLK宽度的负脉冲。计数过程中修改初值不影响本轮计数过程。,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 33,思考题：,8253有几种工作方式？什么是软件触发？什么是硬件触发？可重装初值的工作方式是哪些？,9.2 可编程计数器8253,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 34,8253初始化方法控制字计数初值:已知:CLK 的频率fc与定时的时间t:计数初值:n=fclk t 例：设8253:fc=1MHZ，最大计数初值：N
14、=65536 一个定时器最大定时时间：Tmax=N/fc=65536/106=0.065536s,9.3 8253应用举例,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 35,例：设定时器0、定时器1工作于方式2，外部提供一个时钟,频率f=2MHZ。要求定时器1每5ms产生一个脉冲，定时器0每5s产生一个脉冲。1).一个定时器的最大定时时间：65536/（2*106）=0.032768 s=32.768ms2).将定时器1的CLK1接2MHZ时钟，计数初值：3).将定时器1的OUT1端接到定时器0的CLK0端,定时器0的计数初值:,9.3 8253应用举例,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 3
15、6,两个定时器串连使用,9.3 8253应用举例,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 37,8253初始化程序:MOV AL,00110100B;0号定时器,方式2OUT 43H,ALMOV AX,1000OUT 40H,ALMOV AL,AHOUT 40H,AL MOV AL,01110100B;1号定时器,方式2OUT 43H,ALMOV AX,10000OUT 41H,ALMOV AL,AHOUT 41H,AL,9.3 8253应用举例,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 38,时钟原理,9.3 8253应用举例,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 39,思考题：如何读出当前计数值？,微机原理及应用第9章 计数器与定时电路 40,在计数过程中读计数值先锁存当前计数值，再用两条输入指令将16位计数值读出。,
