微机原理定时计数器概要.pptx

南京理工大学自动化学院南京理工大学自动化学院20112011年年1111月月5.1 5.1 概述概述 定定时控制在微机系控制在微机系统中具有极中具有极为重要的作用。重要的作用。例如，微机控制系例如，微机控制系统中常需要中常需要定定时中断中断、定定时检测、定定时扫描描等；等；实时操作系操作系统和多任和多任务操作系操作系统中要定中要定时进行行进程程调度度。IBM PCIBM PC系列机的系列机的日日时钟计时、DRAMDRAM刷新定刷新定时和和扬声器音声器音调控制控制都采用了定都采用了定时控制技控制技术。在在电力系力系统继电保保护中，要通中，要通过对交流信号交流信号的定的定时采采样计算算电气参数的有效气参数的有效值。1.1.定时功能的实现方法定时功能的实现方法软件延件延时利用微利用微处理器理器执行一个延行一个延时程序段程序段实现不用硬件，但占用不用硬件，但占用CPU时间、定、定时精度不高，随系精度不高，随系统时钟频率改率改变不可不可编程的硬件定程的硬件定时采用分采用分频器、器、单稳电路或路或简易定易定时电路控制定路控制定时时间定定时电路路简单、定、定时时间可以在一定范可以在一定范围改改变可可编程的硬件定程的硬件定时软件硬件相件硬件相结合、用可合、用可编程定程定时器芯片构成一个方便器芯片构成一个方便灵活的定灵活的定时电路路具有多种工作方式、能具有多种工作方式、能够输出多种控制信号出多种控制信号DELAYPROCMOVCX,1000DELAY1:NOPLOOPDELAY1RETDELAYENDP2.2.定时器和计数器定时器和计数器定定时控制控制在微机系在微机系统中具有极中具有极为重要的作用，重要的作用，计数数是是许多多过程控制程控制领域常用的功能域常用的功能它它们都是由数字都是由数字电路中的路中的计数数电路构成路构成定定时器器由数字由数字电路中的路中的计数数电路构成，通路构成，通过记录高高精度晶振脉冲信号的个数，精度晶振脉冲信号的个数，输出准确的出准确的时间间隔。隔。计数数电路如果路如果记录外外设提供的具有一定随机性的脉冲提供的具有一定随机性的脉冲信号信号时，它主要反映脉冲的个数（，它主要反映脉冲的个数（进而而获知外知外设的的某种状某种状态），常又称），常又称为计数器数器例如：例如：脉冲式电能表、自来水表、燃气表的度数计量等脉冲式电能表、自来水表、燃气表的度数计量等接口接口电路：路：微机可以通微机可以通过接口接口电路路接收接收外部外部设备送送 来的信息或将信息来的信息或将信息发送送给外部外部设备。分分类：可以提供使微机正常工作所需要的可以提供使微机正常工作所需要的辅助助 电路路；输入入/输出接口出接口电路包括并行接口、串行接口、路包括并行接口、串行接口、专用接口等，用接口等，提供提供CPUCPU与接口直接与接口直接进行操作的行操作的“通道通道”每个部件或接口内部都包含有一每个部件或接口内部都包含有一组寄存器，寄存器，这些寄存器通常称些寄存器通常称为端口端口，每个端口有一个，每个端口有一个端口地址端口地址。5.1.2 5.1.2 端口的概念端口的概念I/OI/O接口的典型结构接口的典型结构控制总线控制总线CBCB地址总线地址总线ABABI/OI/O接口电路接口电路数据数据控制控制状态状态数据总线数据总线DBDBCPUCPU外设外设控制寄存器控制寄存器状态寄存器状态寄存器数据寄存器数据寄存器端口通常分端口通常分为三三类：用来用来传输数据的称数据的称为数据端口数据端口；用来存放用来存放设备或者部件状或者部件状态的称的称为状状态端口端口；用来存放用来存放CPU发出的命令的称出的命令的称为控制端口控制端口。CPU通通过数据端口完成数据数据端口完成数据传输，因此，数据端，因此，数据端口一般是口一般是可可读可写可写的；的；CPU通通过状状态端口可以端口可以检测外外设和接口部件当前和接口部件当前的状的状态，因此，状，因此，状态端口一般是端口一般是只只读的；的；CPU通通过控制端口控制端口传输命令以便控制接口和命令以便控制接口和设备的的动作，因此，控制端口一般是作，因此，控制端口一般是只写只写的。的。5.2 5.2 可编程定时器可编程定时器/计数器计数器82538253计数计数/定时的功能定时的功能对外部事件发生次数进行计数对外部事件发生次数进行计数计算机系统经常用到定时信号，如计算机系统经常用到定时信号，如DRAMDRAM刷新定时刷新定时 计数和定时本质上是相同的，它们都是对一个计数和定时本质上是相同的，它们都是对一个输入脉冲进行计数，如果输入脉冲的频率一定，那输入脉冲进行计数，如果输入脉冲的频率一定，那么记录脉冲的个数与所需的时间是一一对应的关系。么记录脉冲的个数与所需的时间是一一对应的关系。使用同一个芯片，既能计数、又能定时使用同一个芯片，既能计数、又能定时 定时定时/计数器计数器例如输入脉冲频率为例如输入脉冲频率为2MHz2MHz，那么计数，那么计数2 2 10106 6计时计时1 1秒秒5.2.1 82535.2.1 8253的功能与结构的功能与结构3个独立的个独立的16位位计数器通道数器通道每个每个计数器有数器有6种工作方式种工作方式按二按二进制或十制或十进制（制（BCD码）计数数每个每个计数器的数器的计数速率可高达数速率可高达2MHz所有的所有的输入入输出都与出都与TTL兼容。兼容。82548254是是82538253的改进型的改进型82538253的内部结构的内部结构数据总线数据总线缓冲器缓冲器读写控制读写控制逻辑逻辑控制字控制字寄寄存器存器计数器计数器0 0计数器计数器1 1计数器计数器2 2内内部部数数据据总总线线D7D0CSCSRDRDWRWRA0A0A1A1CLK0CLK0CLK1CLK1CLK2CLK2GATE0GATE0GATE1GATE1GATE2GATE2OUT0OUT0OUT1OUT1OUT2OUT282538253有四个有四个端口地址端口地址时钟输入信号时钟输入信号门控信号门控信号计数器输出信号计数器输出信号82538253的引脚的引脚82538253定时定时/计数器引脚图计数器引脚图D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GNDVCCWRRDCSA1A0CLK2OUT2GATE2CLK1GATE1OUT18253123456789101112242322212019181716151413数数据据引引脚脚计数器计数器0 0计数器计数器1 1计数器计数器2 2通道地址选择通道地址选择读写控制及片选读写控制及片选1.1.计数器计数器预置寄存器预置寄存器GATECLKOUT减减1计数器计数器输出锁存器输出锁存器计数初值存于计数初值存于预置寄存器预置寄存器；在计数过程中，在计数过程中，减减1 1计数器计数器的值不断递减，的值不断递减，而预置寄存器中的预置不变。而预置寄存器中的预置不变。输出锁存器输出锁存器用于写入锁存命令时，用于写入锁存命令时，锁定当前计数值锁定当前计数值2.2.计数器的计数器的3 3个引脚个引脚CLKCLK时钟输入信号入信号在在计数数过程中，此引脚上每程中，此引脚上每输入一个入一个时钟信号信号（下降沿），（下降沿），计数器的数器的计数数值减减1 1，计数工作数工作受到受到门控信号控信号GATEGATE的控制。的控制。GATEGATE门控控输入信号入信号控制控制计数器工作，可分成数器工作，可分成电平控制平控制和和上升沿控上升沿控制制两种两种类型。型。OUTOUT计数器数器输出信号出信号当一次当一次计数数过程程结束（束（计数数值减减为0 0），），OUTOUT引引脚上将脚上将产生一个生一个输出信号。出信号。3.3.与处理器接口与处理器接口D0D7数据数据线A0A1地址地址线CS*片片选信号信号RD*读信号信号WR*写信号写信号CS*A1A0I/O地址地址读操作读操作RD*写操作写操作WR*00000101001140H41H42H43H读计数器读计数器0读计数器读计数器1读计数器读计数器2无操作无操作写计数器写计数器0写计数器写计数器1写计数器写计数器2写控制字写控制字系统机系统机A1A0=00 00 计数器计数器0 001 01 计数器计数器1 110 10 计数器计数器2 211 11 控制字寄存器控制字寄存器5.2.2 82535.2.2 8253的初始化编程的初始化编程8253加加电后的工作方式不确定后的工作方式不确定8253必必须初始化初始化编程，才能正常工作程，才能正常工作写入控制字写入控制字写入写入计数初数初值读取取计数数值D7D6D5D4D3D2D1D01.1.写入方式控制字写入方式控制字计数器计数器读写格式读写格式工作方式工作方式数制数制D7D6D5D4D3D2D1D000计数器计数器001计数器计数器110计数器计数器211非法非法00计数器锁存命令计数器锁存命令01只读写低字节只读写低字节10只读写高字节只读写高字节11先读写低字节先读写低字节后读写高字节后读写高字节000方式方式0001方式方式1x10方式方式2x11方式方式3100方式方式4101方式方式50二进制二进制1十进制十进制控制字写入控制字控制字写入控制字I/O地址（地址（A1A011）2.2.写入计数值写入计数值选择二二进制制时计数数值范范围：0000HFFFFH0000H是最大是最大值，代表，代表65536选择十十进制（制（BCD码）计数数值范范围：000099990000代表最大代表最大值10000计数值写入计数器各自的计数值写入计数器各自的I/O地址地址3.3.读取计数值读取计数值对8位数据位数据线，读取取16位位计数数值需分两次需分两次计数在不断数在不断进行，行，应该将当前将当前计数数值先行先行锁存，然后存，然后读取：取：向控制字向控制字I/O地址：地址：给8253写入写入锁存命令存命令从从计数器数器I/O地址：地址：读取取锁存的存的计数数值。读取计数值，要注意读写格式和计数数制读取计数值，要注意读写格式和计数数制4.82534.8253的编程命令的编程命令初始化初始化1 1）写入控制字）写入控制字2 2）按控制字要求写入计数初值）按控制字要求写入计数初值例：例：设三个计数器的端口地址为设三个计数器的端口地址为70H70H、71H71H、72H72H，控制端口地址控制端口地址73H73H。计数器。计数器0 0，工作模式，工作模式2 2，仅使用，仅使用低低8 8位，初值为位，初值为100100，计数值使用二进制。，计数值使用二进制。MOV AL,14HMOV AL,14HOUT 73H,ALOUT 73H,ALMOV AL,100MOV AL,100OUT 70H,ALOUT 70H,AL方式控制字：方式控制字：000001010100100 0计数器计数器0 0只读写低字节只读写低字节方式方式2 2二进制二进制5.5.读取通道当前的计数值读取通道当前的计数值82538253任一通道的当前计数值，任一通道的当前计数值，CPUCPU都可用输都可用输入指令读取。入指令读取。82538253的通道计数器是的通道计数器是1616位的，位的，要分两次读至要分两次读至CPUCPU，为避免在，为避免在CPUCPU的两次读出的两次读出过程中出错，在进行读出操作前必须对相应过程中出错，在进行读出操作前必须对相应通道进行锁存，锁存的办法有通道进行锁存，锁存的办法有两种两种：利用利用GATEGATE信号使计数过程暂停。信号使计数过程暂停。向向82538253的控制口写入一个令通道锁存器的控制口写入一个令通道锁存器 锁存的控制字。锁存的控制字。例：例：设三个计数器的端口地址为设三个计数器的端口地址为70H70H、71H71H、72H72H，控制寄存器端口地址，控制寄存器端口地址73H73H。读出计数器。读出计数器0 0的当前计数值，放在的当前计数值，放在BXBX中中MOV MOV AL,0HAL,0HOUT OUT 73H,AL73H,ALIN IN AL,70H AL,70H ；先读低字节；先读低字节MOV MOV BL,ALBL,ALIN IN AL,70H AL,70H ；后读高字节；后读高字节MOV MOV BH,ALBH,AL方式控制字：方式控制字：000000000000000 0计数器计数器0 0锁存锁存方式方式0 0二进制二进制5.2.3 82535.2.3 8253的工作方式的工作方式8253有有6种工作方式，由方式控制字确定种工作方式，由方式控制字确定熟悉每种工作方式的特点才能根据熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用用问题，选择正确的工作方式正确的工作方式每种工作方式的每种工作方式的过程程类似：似：写入方式控制字，写入方式控制字，设定工作方式。定工作方式。A A1 1A A0 0=11=11写入写入预置寄存器，置寄存器，设定定计数初数初值。硬件启硬件启动 方式方式1，5需要硬件启需要硬件启动。计数初数初值进入减入减1计数器。数器。每每输入一个入一个时钟，计数器减数器减1的的计数数过程。程。计数器减至数器减至0，计数数过程程结束。束。方方式式0 0，2-4 2-4 送送入入初初值后计数过程开始值后计数过程开始 在在这种方式下，写入控制字之后，种方式下，写入控制字之后，输出端出端OUTOUT为低低电平平作作为初始初始电平平，并且在，并且在计数数值到到达达0 0之前一直保持低之前一直保持低电平。平。在写入在写入计数初数初值到到预置寄存器后的置寄存器后的下一个脉下一个脉冲下降沿冲下降沿,计数初数初值经预置寄存器装入减置寄存器装入减1 1计数数器器,计数器开始数器开始计数数,CLK,CLK引脚上每来一个脉冲引脚上每来一个脉冲,计数器的数器的计数数值减减1 1。当。当计数到达数到达0 0时，输出出端端OUTOUT为高高电平，并且一直保持高平，并且一直保持高电平，除非平，除非写入新的写入新的计数数值。方式方式0 0：计数结束中断：计数结束中断唯一唯一 计数数结束束时，OUTOUT输出一个从低到高的信号，可出一个从低到高的信号，可作作为中断中断请求信号使用，在中断服求信号使用，在中断服务程序中程序中对其写入其写入新的新的计数数值，故方式，故方式0 0又称又称为“计数数结束中断束中断”方式。方式。GATEGATE信号可控制信号可控制计数数过程：程：GATEGATE为高高时，允，允许计数；数；GATEGATE为低低时，暂停停计数。数。当当GATEGATE重新重新为高高电平平时，接着当前的接着当前的计数数值继续计数！数！(只有方式只有方式0 0！）！）。计数期数期间重置重置计数数值，则在在写入新写入新计数数值后重新后重新开始开始计数数过程程。方式方式0 0：计数结束中断：计数结束中断方式方式0 0：计数结束中断：计数结束中断GATEOUTCLK031244方式方式0 0WR设设定定工工作作方方式式设设定定计计数数初初值值控制字控制字计数值计数值计数计数初值初值打入打入减减1 1计数计数器器来一来一脉冲脉冲计数计数减减1 1计计数数过过程程计计数数结结束束 写入控制字之后，写入控制字之后，输出端出端OUTOUT以以高高电平平作作为起始起始电平平，计数初数初值送到初送到初值寄存器后，寄存器后，计数器等待数器等待门控信号触控信号触发，门控信号控信号GATEGATE上上升沿到来升沿到来时，边沿触沿触发器触器触发，在其后，在其后时钟脉冲的下降沿脉冲的下降沿时，计数初数初值送到送到计数数执行部行部件，件，输出端出端OUTOUT变为低低电平平，开始，开始计数并在数并在计数到达数到达0 0以前一直保持低以前一直保持低电平平。计数到数到0 0，OUTOUT输出出变高。高。若再次触若再次触发，计数初数初值重装重装计数数执行部件，行部件，则可再可再产生一个生一个单稳脉冲。脉冲。方式方式1 1：可编程单稳脉冲：可编程单稳脉冲(硬件可重触发单稳硬件可重触发单稳 )GATEOUT 计数数过程中写入新程中写入新计数数值，将不影响当前，将不影响当前计数；但若再次由数；但若再次由GATEGATE触触发启启动，则按新按新值开开始始计数。数。计数数过程程结束前再次触束前再次触发，则重装初重装初值，从从头开始开始计数。数。GATEGATE触触发后后变为低不影响低不影响计数数过程程。方式方式1 1：可编程单稳脉冲：可编程单稳脉冲(硬件可重触发硬件可重触发)方式方式1 1：可编程单稳脉冲：可编程单稳脉冲设设定定工工作作方方式式设设定定计计数数初初值值硬硬件件启启动动计计数数值值送送入入计计数数器器计计数数过过程程计计数数结结束束GATEOUTCLK031244方式方式1 1WR 写入控制字之后，写入控制字之后，输出端出端OUTOUT变为高高电平平作作为初初始状始状态，当，当计数初数初值写入初写入初值寄存器后，下一个寄存器后，下一个时钟脉冲的下降沿脉冲的下降沿时，计数器初数器初值被写到被写到计数数执行部行部件，然后件，然后计数数执行部件作减行部件作减1 1计数。数。计数数过程中程中OUTOUT始始终保持高保持高电平，减到平，减到1 1（不是减到不是减到0 0）时，输出出OUTOUT变为低低电平。平。经过一个一个CLKCLK周期周期OUTOUT恢复恢复为高，初高，初值重装重装计数器且数器且计数器开始重新数器开始重新计数。数。计数数过程中装入新程中装入新值，不影响，不影响现行行计数；但从数；但从下个周期开始按新下个周期开始按新计数数值计数。数。GATEGATE为低低电平，将禁止平，将禁止计数，并使数，并使OUTOUT为高，高，GATEGATE变高高电平，平，计数器重装初数器重装初值，开始，开始计数。数。方式方式2 2：频率发生器（分频器）：频率发生器（分频器）方式方式2 2：频率发生器（分频器）：频率发生器（分频器）03124GATEOUTCLK4方式方式2 2031240312403124WR5.OUT5.OUT变变高高重重装装初初值值开始新的计数开始新的计数2.2.写入计数初值写入计数初值4.4.计计数数到到1 1 OUTOUT变变低低一一个个CLKCLK1.1.写入方式控制字写入方式控制字3.3.减减1 1计数过程计数过程 写入控制字之后，写入控制字之后，输出端出端OUTOUT出出现高高电平平作作为起始起始电平平。计数初数初值送到初送到初值寄存器后，寄存器后，下一个下一个时钟脉冲到来脉冲到来时，计数数执行部件行部件获得初得初始始计数数值，并开始作减，并开始作减1 1计数。当数。当计数数计到一到一半半时，输出出变为低低电平，平，计数器数器继续作减作减1 1计数，数，计数到数到终值时，输出出变为高高电平，从而完平，从而完成一个周期。之后，成一个周期。之后，马上自上自动进入下一个周期。入下一个周期。由此不断由此不断进行下去，行下去，产生周期生周期为N N个个时钟脉冲脉冲宽度的度的输出。出。方式方式3 3：方波发生器：方波发生器(分频器分频器)若若计数数值为奇数，奇数，则前一半多一个前一半多一个时钟脉脉冲的冲的时间(N/2+1)(N/2+1)输出出为高，随后高，随后(N/2-1)(N/2-1)输出出为低。低。计数数过程中程中GATEGATE应保持高保持高电平。平。GATEGATE变低低停止停止计数，数，GATEGATE由低由低变高后重装初高后重装初值并开始并开始计数。数。将将频频率率为为f f的的时时钟钟脉脉冲冲信信号号变变成成频频率率为为f/Nf/N的时钟脉冲信号的时钟脉冲信号方式方式3 3：方波发生器：方波发生器03124GATEOUTCLK4方式方式3 3031240312403124WR写入方式控制字后输出写入方式控制字后输出OUTOUT变高作为初始态变高作为初始态写入计数初值后下一个脉冲的下写入计数初值后下一个脉冲的下降沿计数初值打入减一计数器降沿计数初值打入减一计数器开始记数过程开始记数过程 当当计计数数计计到到一一半半时时，输输出出变变为为低低电电平平，计计数数器继续作减器继续作减1 1计数计数n计计数数到到终终值值时时，输输出出变变为为高高电电平平，从从而而完完成成一一个个周周期期并并直直接接装装入入计计数初值进入下一个周期数初值进入下一个周期 写入控制字之后，写入控制字之后，输出端出端OUTOUT变为高高电平平作作为初初始始电平，平，计数初数初值送到初送到初值寄存器，再寄存器，再经过一个一个时钟周期，周期，计数数执行部件行部件获得得计数初数初值，并开始，并开始计数。数。当当计数器减到数器减到0 0的的时候，候，输出端出端OUTOUT变为低低电平，此低平，此低电平持平持续一个一个时钟周期，然后又自周期，然后又自动变为高高电平并一直平并一直维持高持高电平。平。一般将此一般将此负脉冲作脉冲作为选通信号通信号。当。当计数数值N N被送到被送到计数初数初值寄存器后，在下一个寄存器后，在下一个时钟周期，周期，计数初数初值被送到被送到计数数执行部件，之后，行部件，之后，计数数执行部件行部件作减作减1 1计数，又数，又经过N N个个时钟周期后，才周期后，才输出一个出一个负脉脉冲作冲作为选通脉冲。通脉冲。这种方式种方式计数是一次性的。只有在数是一次性的。只有在输入新的入新的计数数值后，才能开始新的后，才能开始新的计数。数。方式方式4 4：软件触发选通信号：软件触发选通信号方式方式4 4：软件触发选通信号：软件触发选通信号GATEOUTCLK031244方式方式4 4223331 0WR写入方式控制字后输出写入方式控制字后输出OUTOUT变高作为初始态变高作为初始态写入计数初值后下一写入计数初值后下一个脉冲的下降沿个脉冲的下降沿开始记数过程开始记数过程 当当计计数数器器减减到到0 0时时输输出出一一个个时时钟钟周周期期的的低低电平作为选通信号电平作为选通信号GATEGATE低电平停止计数低电平停止计数GATEGATE上上升升沿沿后后重重装装初初值值并开始新的计数过程并开始新的计数过程重新重新写入计数初值后开写入计数初值后开始下一次计数过程始下一次计数过程计计数数初初值值打打入入减减一一计计数数器器 写入控制字之后，写入控制字之后，输出端出端OUTOUT出出现高高电平平作作为起始起始电平。写入平。写入计数数值之后，之后，必必须有有门控信号控信号GATEGATE的上升沿到来，才在下一个的上升沿到来，才在下一个时钟周期将周期将计数初数初值送送到到计数数执行部件。行部件。此后，此后，计数数执行部件作减行部件作减1 1计数，数，计数到达数到达0 0的的时候，候，输出端出出端出现一个一个宽度度为1 1个个时钟周期的周期的负脉冲，然后又自脉冲，然后又自动变为高高电平，并将持平，并将持续不不变。此。此输出出负脉冲可以用作脉冲可以用作选通脉冲，它是通通脉冲，它是通过硬件硬件电路路产生的生的门控信号上升沿触控信号上升沿触发后得到的，所后得到的，所以叫硬件触以叫硬件触发的的选通脉冲。通脉冲。计数数过程中重新装入新程中重新装入新值，将不影响当前，将不影响当前计数。数。GATEGATE又有触又有触发信号，从信号，从头开始开始计数。数。GATEGATE触触发后后变为低不影响低不影响计数数过程。程。方式方式5 5：硬件触发选通信号：硬件触发选通信号方式方式5 5：硬件触发选通信号：硬件触发选通信号GATEOUTCLK031244方式方式5 52233311 0WRGATEGATE变变低低不不影影响计数过程响计数过程GATEGATE上上升升沿沿后后重装计数初值重装计数初值写入方式控制字后输出写入方式控制字后输出OUTOUT变高作为初始态变高作为初始态写入计数初值后写入计数初值后GATAGATA上升沿上升沿后下一个脉冲的下降沿计后下一个脉冲的下降沿计数初值打入减一计数器数初值打入减一计数器开始记数过程开始记数过程 当当计计数数器器减减到到0 0时时输输出出一一个个时时钟钟周周期期的的低低电平作为选通信号电平作为选通信号各种工作方式的输出波形各种工作方式的输出波形方式方式 0 0方式方式 1 1方式方式 2 2方式方式 3 3方式方式 4 4方式方式 5 50N0N0N0/N110NN/2 N/2 0/N0N0 1N0 1N0 1讨论：讨论：计数开始的时刻计数开始的时刻定时结束中断方式可编程单稳频率发生器方波发生器软件触发选通硬件触发选通方方式式0 0，2 2，3 3，4 4计计数数初初值值送送到到初初值值寄寄存存器器，再再经经过过一一个个时时钟钟周周期期，计计数数执执行行部部件件获获得得计计数数初初值值，并并开开始始计计数数,GATE,GATE电电平高低影响计数过程平高低影响计数过程方方式式1 1，5 5：写写入入计计数数值值之之后后，必必须须有有门门控控信信号号GATEGATE的的上上升升沿沿到到来来，才才在在下下一一个个时时钟钟周周期期将将计计数数初初值值送送到到计计数数执执行行部部件件，GATEGATE电电平平高高低低不不影影响响计计数数过程过程写写入入控控制制字字之之后后，输输出出端端OUTOUT出出现现高高电电平平作作为为起起始电平（除方式始电平（除方式0 0）方式方式0 0为低电平为低电平各种工作方式的输出波形各种工作方式的输出波形方式方式 0方式方式 1方式方式 2方式方式 3方式方式 4方式方式 50N0N0N0/N110NN/2 N/2 0/N0N0 1N0 1N0 1定时结束中断方式定时结束中断方式可编程单稳可编程单稳频率发生器频率发生器方波发生器方波发生器软件触发选通软件触发选通硬件触发选通硬件触发选通GATEGATE对计数的影响对计数的影响1 1）GATEGATE为低或变为低为低或变为低方式方式0,2,3,40,2,3,4禁止计数。禁止计数。方式方式1,5 1,5 不影响计数过程不影响计数过程方式方式2 2，3 OUT3 OUT变高。变高。2 2）GATEGATE上升沿上升沿方式方式0 0继续原来的计数过程继续原来的计数过程方式方式1-51-5重装初值开始计数重装初值开始计数3 3）GATEGATE为高电平为高电平方式方式0,2,3,40,2,3,4允许计数允许计数对方式对方式1,51,5计数过程不受计数过程不受GATEGATE高低电平的影响。高低电平的影响。工作方式决定以下内容：工作方式决定以下内容：1 1）门控信号的影响）门控信号的影响高电平允许，当高电平允许，当GATE=0GATE=0，即使出现，即使出现CLKCLK，也不计数，也不计数方式方式0 0，2 2，3 3，4 4上升沿允许（上升沿触发）上升沿允许（上升沿触发）方式方式1 1，5 52 2）OUTOUT信号的状态信号的状态写入控制字后，写入控制字后，OUTOUT的状态的状态计数过程中，计数过程中，OUTOUT的状态的状态计数终了，计数终了，OUTOUT的状态的状态(方式方式0 0、1 1、4 4、5 5计数到计数到0 0）3 3）计数操作可否重复）计数操作可否重复不可重复不可重复方式方式0 0，4 4自动重复自动重复方式方式2 2，3 3条件重复条件重复方式方式1 1，5 5解：解：n+1=T/Tn+1=T/TCLKCLK=10/0.5=20=10/0.5=20 n=19=13Hn=19=13HMOV AL,18HMOV AL,18HOUT OUT 53H53H,AL,ALMOV AL,13HMOV AL,13HOUT OUT 50H50H,AL ,AL ；写入计数初值，只写低字节；写入计数初值，只写低字节方式控制字：方式控制字：000001011001000 0计数器计数器0只读写低字节方式方式4 4二进制二进制例：例：计数器计数器0 0工作方式工作方式4 4，初始化计数器，初始化计数器，使使装入计数器装入计数器1010 s s后产生选通信号后产生选通信号(设时钟频设时钟频率率2MHz,82532MHz,8253端口地址为端口地址为50H-53H50H-53H)。5.2.4 82535.2.4 8253的的应用用例例5 5 在以在以8088CPU8088CPU为核心的系统中，扩展一片为核心的系统中，扩展一片82538253芯芯片，要求通道片，要求通道0 0对外部脉冲进行计数，计满对外部脉冲进行计数，计满400400个脉冲个脉冲后向后向CPUCPU发出一个中断请求，完成软硬件设计。发出一个中断请求，完成软硬件设计。分析：分析：首先完成硬件设计。首先完成硬件设计。82538253与系统总线的连接如下：与系统总线的连接如下：I/OI/O端口地址端口地址00H-03H00H-03H计数到向计数到向CPUCPU提出中断请求提出中断请求题目要求的目要求的输出波形出波形经分析分析选择方式方式0。计数初数初值为400确定控制字：确定控制字：00110000B初始化程序：初始化程序：MOV MOV ALAL，30H30HOUT OUT 03H03H，AL AL ；控制字写入控制口；控制字写入控制口MOV MOV AXAX，400 400 ；二进制形式的数据；二进制形式的数据OUT OUT 00H00H，AL AL ；先写低；先写低8 8位，写入通道位，写入通道0 0MOV MOV ALAL，AHAHOUT OUT 00H00H，AL AL ；后写高；后写高8 8位，写入通道位，写入通道0 01.1.以以2MHz2MHz输入输入82538253，实现每，实现每5 5秒定时中断秒定时中断（设（设82538253端口地址端口地址4040H-43HH-43H）分析：分析：82538253最大初值最大初值6553665536，CLK=2MHzCLK=2MHz可实现可实现 最大时间间隔为：最大时间间隔为：6553665536(2(2 10106 6)=32.769ms)=32.769ms所以需要两个计数器串联，一个计数器的输所以需要两个计数器串联，一个计数器的输出作为另一个计数器的输入出作为另一个计数器的输入计数器计数器1 1：方式方式2 2，OUT1OUT1每每5ms5ms输出一个脉冲输出一个脉冲 初值初值(2(2 10106 6)/(1/0.005)=10000)/(1/0.005)=10000计数器计数器0 0：方式方式2 2，OUT0OUT0每每5s5s输出一个脉冲输出一个脉冲 初值初值(1/0.005)/(1/5)=10001/0.005)/(1/5)=1000OUT0GATE0CLK0OUT1GATE1CLK1+5V+5V+5V+5V2MHz2MHz每每5 5秒产生秒产生一个脉冲一个脉冲每每5ms5ms输出一个脉冲，作为输出一个脉冲，作为计数器计数器0 0的脉冲输入的脉冲输入MOV MOV AL,74HAL,74HOUT OUT 43H43H,AL,AL；通道；通道1 1方式控制字方式控制字MOV MOV AX,1000AX,1000OUT OUT 41H41H,AL,AL；通道；通道1 1计数初值计数初值MOV MOV AL,AHAL,AHOUT OUT 41H41H,AL,ALMOV MOV AL,74H AL,74H MOV MOV AL,34HAL,34HOUT OUT 43H43H,AL,AL;通道通道0 0方式控制字方式控制字MOV MOV AX,1000AX,1000；通道；通道0 0计数初值计数初值OUT OUT 40H40H,AL,ALMOV MOV AL,AHAL,AHOUT OUT 40H40H,AL,AL 某系某系统中中82538253芯片的芯片的计数器数器0-20-2和控制字和控制字端口地址分端口地址分别是是 FFF0H-FFF3HFFF0H-FFF3H。定。定义计数数器器0 0工作在工作在方式方式2 2，CLK0 CLK0 5MHz5MHz，要求，要求输出出 OUT0OUT01KHz1KHz频率波。定率波。定义通道通道1 1工作在方式工作在方式4 4，用，用OUT0OUT0作作计数脉冲，数脉冲，计数数值为10001000，计数器数器计到到0 0，向，向CPUCPU发中断中断请求信号。求信号。编写写82538253两个两个计数器通道的初始化程序及画出数器通道的初始化程序及画出两个两个计数器通道的数器通道的连接接图。方式方式2 2：频率发生器：频率发生器方式方式4 4：软件触发选通信号：软件触发选通信号计数器数器0 0的的计数数值：5M/1K5M/1K500050001388H 1388H 方式控制字：方式控制字：000010100100101 125H25H、2DH2DH、35H35H、3DH 3DH （十（十进制制计数）数）000011110100100 034H34H、3CH3CH （二（二进制制计数）数）计数器数器1 1的的计数数值：10001000方式控制字：方式控制字：010110101001001 169H69H、79H79H （十（十进制制计数）数）010111111001000 078H78H （二（二进制制计数）数）先读写低字节先读写低字节后读写高字节后读写高字节计数器计数器0 0只读写高字节只读写高字节方式方式2 2十进制十进制X2dh 3dh X=12dh 3dh X=1MOV DX,0FFF3HMOV DX,0FFF3H MOV AL,25HMOV AL,25H ;通道通道0 0，只写高字，只写高字节，方式，方式2 2，十，十进制制OUT DX,ALOUT DX,ALMOV DX,0FFF0HMOV DX,0FFF0HMOV AL,50H MOV AL,50H ；计数初数初值50005000OUT DX,ALOUT DX,ALMOV DX,0FFF3HMOV DX,0FFF3HMOV AL,69H MOV AL,69H ；通道；通道1 1，方式，方式4 4OUT DX,ALOUT DX,ALMOV DX,0FFF1HMOV DX,0FFF1HMOV AL,10H MOV AL,10H；计数初数初值10001000OUT DX,ALOUT DX,AL OUT0 8253 CLK1 OUT1 CLK0 INTR GATE0GATE1+5V5MHz 1 1对对82538253定时器定时器3 3个通道的编程次序是：个通道的编程次序是：（A A）完完全全随随机机的的,但但必必须须设设置置好好一一个个通通道道后后设设置置另另 一个通道一个通道 （B B）完全固定的完全固定的,从通道从通道0 0开始到通道开始到通道2 2 （C C）完全随机的完全随机的,但必须先写入初始化方式字但必须先写入初始化方式字 （D D）完全随机的完全随机的,但必须先预置计数初值但必须先预置计数初值 2 2在在设设计计延延时时程程序序时时,使使用用读读日日时时钟钟或或读读实实时时钟钟或或读读时间功能时间功能,而不采用指令循环编程而不采用指令循环编程,其主要原因是其主要原因是 （A A）延时精度高）延时精度高 （B B）延时范围大）延时范围大 （C C）程序通用性强）程序通用性强 （D D）程序代码短）程序代码短定时计数控制接口复习题定时计数控制接口复习题8.8.对对定定时时器器发发声声编编程程与与对对82558255端端口口B B发发声声编编程程相相比比较较,其其优优点主要表现在：点主要表现在：（A A）音调频率范围大）音调频率范围大 （B B）编程方便）编程方便（C C）程序通用性好）程序通用性好 （D D）声音持续时间长）声音持续时间长 9.9.要要使使82538253的的计计数数器器1 1工工作作在在方方式式0 0，仅仅用用8 8位位二二进进制制计计数数，计数初值为计数初值为128128，则其方式控制字为：，则其方式控制字为：（A A）10110100B 10110100B （B B）01010000B01010000B（C C）01010001B 01010001B （D D）00100011B00100011B 10.10.要要对对82538253的的计计数数器器2 2设设置置工工作作方方式式，在在写写入入方方式式控控制制字字时除应使时除应使82538253的片选的片选CSCS有效外，还应使引脚有效外，还应使引脚A1A0A1A0满足：满足：（A A）A1A0=10 A1A0=10 （B B）A1A0=01A