单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2006年11月,可编程定时/计数器8253,*,可编程定时/计数器8253,苗付友,2006年11月,1,可编程定时/计数器8253,可编程定时/计数器8253苗付友2006年11月1可编程定时,8253作用,定时,软件定时：让机器执行一段程序，安排循环来实现定时，容易实现，定时时间调整方便，定时精确，占用了CPU资源，降低了CPU的利用率。,硬件定时：可编程定时/计数硬件芯片，定时值、定时范围可以很容易的由软件改变，具有使用灵活、功能较强等特点。,外部事件计数,外部事件计数就是对外部脉冲信号计数。产生脉冲信号的外部原因就是外部事件。,如高速公路入口处一个专用计算机检测系统，它可以自动对进入高速公路的车辆进行计数,2006年11月,2,可编程定时/计数器8253,8253作用定时2006年11月2可编程定时/计数器8253,8253的内部结构,8253内部有3个独立的16位定时计数器通道。,计数器可按照二进制或十进制计数，计数和定时范围可在165535之间改变，,每个通道有6种工作方式，计数频率可高达2MHz以上。,3个计数通道,通道控制寄存器,数据总线缓冲器,读写控制电路,2006年11月,3,可编程定时/计数器8253,8253的内部结构 8253内部有3个独立的16位定时,计数通道,通道0、通道1和通道2,CLK：计数器的脉冲输入端，GATE:计数器的门控信号，OUT:计数器的输出信号，一般与计数溢出有关。,工作原理：,8253计数器工作在减1状态，每输入一个计数脉冲，计数器值减1，当计数器,计数到零时，OUT信,号有效，通知外设计,数器产生溢出,2006年11月,4,可编程定时/计数器8253,计数通道通道0、通道1和通道2 2006年11月4可编程定时,通道的使用,计数器：将要计数的次数预置到该通道计数器中,定时器：从CLK输入一固定频率的时钟脉冲，再根据要求定时的时间计算出定时所需的计数值或称时间常数，并预置到计数器中,计数值定时时间/时钟脉冲周期,2006年11月,5,可编程定时/计数器8253,通道的使用2006年11月5可编程定时/计数器8253,通道控制寄存器,一个通道控制寄存器,CPU通过对控制寄存器的读写，可以分别对三个计数通道的工作方式进行设置,只能写不能读,2006年11月,6,可编程定时/计数器8253,通道控制寄存器 一个通道控制寄存器2006年11月6可编程定,数据总线缓冲器,双向三态的8位数据缓冲器，实现8253和CPU之间的数据接口,读写控制电路,片选信号 CS,A1A0的组合：选择三个通道、一个控制寄存器，共4个端口,读信号 和写信号 由CPU提供，低电平有效。,2006年11月,7,可编程定时/计数器8253,数据总线缓冲器双向三态的8位数据缓冲器，实现8253和CPU,8253的管脚分配,通道管脚,CLKn：通道n的脉冲输入管脚外部事件,或定时脉冲由这三个管脚输入；,OUTn：通道n的输出管脚，当计数值减 到0,在OUT管脚上输出，输出波形取决于,8253通道的工作方式；,GATEn：门控信号输入管脚,8253的管脚包括数据线D,7,D,0,，读写控制线,以及和CPU地址线相连接的片选信号,2006年11月,8,可编程定时/计数器8253,8253的管脚分配 通道管脚 8253的管脚包括数据线D7,8253的编程,控制字,分为4部分，通道选择、计数器读/写方式、工作方式和计数码的选择,。,计数器选择（SC1、SC0）,计数器读/写方式（RLl、RL0）,2006年11月,9,可编程定时/计数器8253,8253的编程控制字 计数器选择（SC1、SC0）计数器读,计数器的锁存操作,8253一旦初始化后，就不需要CPU参与而自动计数。为了读出计数值时不干扰实际计数过程，同时读出的值又是稳定的，就要求对通道计数器中的计数值进行锁存。,硬件锁存暂停计数 GATE,暂停计数,软件控制命令锁存,每一个通道都有一个输出锁存器(16位)，平时它的值随通道计数器的值变化，当向通道写入锁存的控制命令时，它把计数器的现行值锁存而计数器的计数过程照样进行。这样，CPU读取的是锁存器中的值。当重新写入一个命令字或CPU读取计数值后，计数通道会自动解除锁存状态。,锁存控制字：,00,00,XXXXB,先读取低8位，后读取高8位,（不锁存）：10,00H,0F,00H,2006年11月,10,可编程定时/计数器8253,计数器的锁存操作 先读取低8位，后读取高8位（不锁存）,工作方式选择（M2、M1、M0）,BCD计数制：写入初值范围为0000到9999，而0000是最大值，代表10000,二进制计数制：写入初值范围为0000到FFFFH，其中0000为最大值，代表65536。,控制字的D5D4为00，表示的是锁存命令。这时控制字中的低4位无效,2006年11月,11,可编程定时/计数器8253,工作方式选择（M2、M1、M0）BCD计数制：写,8253的工作方式,方式0计数结束中断方式,方式1可编程序的单独负脉冲,方式2速率发生器,方式3方波发生器,方式4软件触发方式,方式5硬件触发方式,2006年11月,12,可编程定时/计数器8253,8253的工作方式 方式0计数结束中断方式 2006年1,方式0计数结束中断方式,方式0的作用,用户可以在设定时间上产生中断信号,工作方式0特点：,门控信号GATE必须为1，计数器才能计数；,计数时通道输出端OUT一直为0；,通道计数器计数到0后，OUT由0到1，同时计数器停止工作。,OUT输出的从低到高的正跳变或高电平可作为中断请求信号INTR，向CPU发出中断请求。,在计数过程中，GATE信号为低电平时，停止计数，一旦GATE变高，则继续计数,2006年11月,13,可编程定时/计数器8253,方式0计数结束中断方式方式0的作用2006年11月13可,INT,8086,MOV AL,10011010B；置8255A方式控制字,OUT 8255控制口，AL,MOV AL,00H；8255A置位/复位控制字,使PC00,OUT 8255控制口，AL,MOV AL,00110000B ；置8253通道0方式控制字30H,OUT 8253控制口，AL,MOV AL，40H；置8253通道0时间常数,OUT 通道0端口，AL ;,第一次写初始计数值的,低8位,，,MOV AL，38H ;,第二次写,高8位,。3840H=14400秒=4小时,OUT 通道0端口，AL,中断程序中有关程序段如下：,MOV AL,00000001B；8255置位/复位控制字，使PC01,OUT 8255控制口，AL,家庭厨房系统,2006年11月,14,可编程定时/计数器8253,INT8086家庭厨房系统2006年11月14可编程定时,方式1可编程序的单独负脉冲,单稳电路,在输入的激励下产生固定宽度脉冲的电路，当输入端输入一个不低于规定的最小宽度的脉冲后，单稳电路就输出一个用户事先设定宽度的脉冲。,8253的方式1就是一个可编程单稳电路,方式1工作过程,门控信号GATE是触发信号，,上升沿有效,。即开始计数是由GATE的上升沿触发的；,触发后，通道计数器开始计数，输出端OUT由高变低；,计数器计数到0，OUT再由低变高。,PWNT,clk,PW：输出的负脉冲宽度；N：初始计数值，T,clk,：CLK端的脉冲周期,2006年11月,15,可编程定时/计数器8253,方式1可编程序的单独负脉冲单稳电路2006年11月15可,车辆统计,不同车辆间隔T3不能太小；（PW）,同一车辆的不同车厢间距离不能太大；(PW）2006年11月,方式2速率发生器,方式2是一个可编程的分频电路，它把输入信号CLK分频后以脉冲的形式由OUT输出，而分频系数就是用户事先对通道计数器写入的初始计数值,工作方式,（OUT初始为高电平）,GATE门为1，计数器才能工作，对CLK,端上的脉冲进行计数；,当计数器“减”计数到1时，输出端由,高变低，再经过一个CLK周期，即计,数器计数到0时，输出端OUT又跳变,为高。所以方式2输出周期性负脉冲信,号，其宽度固定为一个CLK周期；,当计数器的值减为0时，自动重新装入,计数初值，实现循环计数,方式2计数初值重载,2006年11月,17,可编程定时/计数器8253,方式2速率发生器方式2是一个可编程的分频电路，它把输入信,在计数过程中，如果GATE信号为低电平，则停止计数，待GATE信号变为高电平后，从初始值开始重新计数。,方式2定时波形图,2006年11月,18,可编程定时/计数器8253,在计数过程中，如果GATE信号为低电平，则停止计数，待GAT,方式3方波发生器,工作方式：,当控制字写入控制寄存器后，输出端OUT变高。,当计数初值写入通道，且GATE为高电平时计数器开始计数，OUT保持高电平。,若计数初值n为偶数，则当计数值减到n2时，输出端OUT变为低电平。然后此 低电平一直保持到计数值减为0，OUT再次变为高电平。,当计数值减到0时计数器重新装入计数值，实现循环计数。,当计数值N为偶数时，输出端OUT输出重复周期为NCLK，占空比为1：1的方波。,当计数初值N为奇数，输出重复周期为NCLK，但占空比为(N+1)/2(N-1)/2，因而输出是近似方波。,2006年11月,19,可编程定时/计数器8253,方式3方波发生器工作方式：2006年11月19可编程定时,若在计数期间写入一个新的计数值，并不立即影响现行计数过程，等到计数值减到0后，重新装入新的计数值，开始以新的速率输出方波。,图7.35 方式3定时波形图,2006年11月,20,可编程定时/计数器8253,若在计数期间写入一个新的计数值，并不立即影响现行计数过程，等,8253的通道0，实时中断。,用于产生固定频率的时钟节拍，故设定工作在方式3，初值为0，所以从OUT0管脚的输出方波频率为1.19MHz/2,16,=18.2Hz，通道0的控制字为36H；,8253的通道l，动态RAM刷新。,用于固定频率的刷新信号，故设定工作在方式2，计数值为12H18，速率输出频率为1.19M/1866.1kHz，即定时时间为15.13s，通道1的控制字为54H；,8253的通道2，用于产生频率信号。,故取工作在方式3，计数值为6A4H1190，方波输出频率为1.19MHz/11901kHz。此信号频率决定扬声器的音调，通道2的控制字为0B6H,。,PC/XT机中8253电路连接图,2006年11月,21,可编程定时/计数器8253,8253的通道0，实时中断。用于产生固定频率的时钟节拍，,方式4软件触发方式,软件触发方式:CPU通过指令触发一个选通信号给外部设备，选通信号在触发后设定时间点上发出。,选通信号作用:,锁存器STB,打印机STB,CPU通过触发8253的某个通道，定时启动一个事件或工作过程，或CPU启动某个事件的命令延迟了设定时间后才执行。,方式4中，当写入控制字后，输出端OUT变为高电平。当计数初值写入通道后，CPU就完成了对通道的触发。当计数器计数到0时，通道的OUT端就输出负脉冲。,2006年11月,22,可编程定时/计数器8253,方式4软件触发方式 软件触发方式:CPU通过指令触发一个,方式4工作过程,门控信号GATE为高电平，计数器开始减1计数，OUT维持高电平；,当计数器减到0，输出端OUT变低，再经过一个CLK输入时钟周期，OUT输出又变高。,所以输出端OUT在计数器溢出时产生一个宽度为1个CLK周期的负脉冲。而这个负脉冲就可以做为外设的选通信号。,若在计数过程中，GATE信号变低，则停止计数；到GATE信号变高，重新开始从初值减1计数。,2006年11月,23,可编程定时/计数器8253,方式4工作过程 若在计数过程中，GATE信号变低，则停止计数,方式4下的家庭厨房系统,早晨启动你的计算机，在8点钟执行对82