微机原理(第五章 定时计数器)

1、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 定时控制在微机系统中具有极为重要的作用。定时控制在微机系统中具有极为重要的作用。例如，微机控制系统中常需要例如，微机控制系统中常需要定时中断定时中断、定定时检测时检测、定时扫描定时扫描等；实时操作系统和多任等；实时操作系统和多任务操作系统中要定时进行务操作系统中要定时进行进程调度进程调度。 IBM PCIBM PC系列机的系列机的日时钟计时日时钟计时、DRAMDRAM刷新定时刷新定时和和扬声器音调控制扬声器音调控制都采用了定时控制技术。都采用了定时控制技术。 在电力系统继电保护中，要通过对交流

2、信号在电力系统继电保护中，要通过对交流信号的定时采样计算电气参数的有效值。的定时采样计算电气参数的有效值。1.1.定时功能的实现方法定时功能的实现方法 软件延时软件延时 利用微处理器执行一个延时程序段实现利用微处理器执行一个延时程序段实现 不用硬件，但占用不用硬件，但占用CPU时间、定时精度不高，随系时间、定时精度不高，随系统时钟频率改变统时钟频率改变 不可编程的硬件定时不可编程的硬件定时 采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间采用分频器、单稳电路或简易定时电路控制定时时间 定时电路简单、定时时间可以在一定范围改变定时电路简单、定时时间可以在一定范围改变 可编程的硬件定时可编程的硬件定

3、时 软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便软件硬件相结合、用可编程定时器芯片构成一个方便灵活的定时电路灵活的定时电路 具有多种工作方式、能够输出多种控制信号具有多种工作方式、能够输出多种控制信号DELAY PROC MOV CX,1000DELAY1:NOP LOOP DELAY1 RETDELAY ENDP 2.2.定时器和计数器定时器和计数器 定时控制定时控制在微机系统中具有极为重要的作用，在微机系统中具有极为重要的作用，计数计数是许多过程控制领域常用的功能是许多过程控制领域常用的功能 它们都是由数字电路中的计数电路构成它们都是由数字电路中的计数电路构成 定时器定时器由数字电路中的

4、计数电路构成，通过记录高由数字电路中的计数电路构成，通过记录高精度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间隔。精度晶振脉冲信号的个数，输出准确的时间间隔。 计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性的脉冲计数电路如果记录外设提供的具有一定随机性的脉冲信号时，它主要反映脉冲的个数（进而获知外设的信号时，它主要反映脉冲的个数（进而获知外设的某种状态），常又称为某种状态），常又称为计数器计数器例如：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电路：接口电路：微机可以通过接口电路微机可以通过接口电路接收接收外部设备送外部设备送 来的信息或将信息来的信息或将信

5、息发送发送给外部设备。给外部设备。分类：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辅助 电路电路；输入输入/ /输出接口输出接口电路包括并行接口、串行接口、电路包括并行接口、串行接口、 专用接口等，专用接口等，提供提供CPUCPU与接口直接进行操作的与接口直接进行操作的“通道通道”每个部件或接口内部都包含有一组寄存器，每个部件或接口内部都包含有一组寄存器，这些寄存器通常称为这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

6、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为端口通常分为三类三类：用来传输数据的称为用来传输数据的称为数据端口数据端口；用来存放设备或者部件状态的称为用来存放设备或者部件状态的称为状态端口状态端口；用来存放用来存放CPU发出的命令的称为发出的命令的称为控制端口控制端口。 CPU通过数据端口完成数据传输，因此，数据端通过数据端口完成数据传输，因此，数据端口一般是口一般是可读可写可读可写的；的； CPU通过状态端口可以检测外设和接口部件当前通过状态端口可以检测外设

7、和接口部件当前的状态，因此，状态端口一般是的状态，因此，状态端口一般是只读只读的；的； CPU通过控制端口传输命令以便控制接口和设备通过控制端口传输命令以便控制接口和设备的动作，因此，控制端口一般是的动作，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

8、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5.2.15.2.1 8253 8253的功能与结构的功能与结构 3个独立的个独立的16位计数器通道位计数器通道 每个计数器有每个计数器有6种工作方式种工作方式 按二进制或十进制（按二进制或十进制（BCD码）计数码）计数 每个计数器的

9、计数速率可高达每个计数器的计数速率可高达2MHz 所有的输入输出都与所有的输入输出都与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

10、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数据引脚数据引脚计数器计数器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

11、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时钟输入信号时钟输入信号在计数过程中，此引脚上每输入一个时钟信号在计数过程中，此引脚上每输入一个时钟信号（下降沿），计数器的计数值减（下降沿），计数器的计数值减1 1，计数工作，计数工作受到门控信号受到门控信号GATEGATE的控制。的控制。 GATEGATE门控输入信

12、号门控输入信号控制计数器工作，可分成控制计数器工作，可分成电平控制电平控制和和上升沿控上升沿控制制两种类型。两种类型。 OUTOUT计数器输出信号计数器输出信号当一次计数过程结束（计数值减为当一次计数过程结束（计数值减为0 0），），OUTOUT引引脚上将产生一个输出信号。脚上将产生一个输出信号。3.3.与处理器接口与处理器接口 D0 D7 数据线数据线 A0 A1 地址线地址线 CS* 片选信号片选信号 RD* 读信号读信号 WR* 写信号写信号CS* A1 A0I/O地址地址读操作读操作RD*写操作写操作WR*0 0 00 0 10 1 00 1 140H41H42H43H读计数器读计数器

13、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加电后的工作方式不确定加电后的工作方式不确定 8253必须初始化编程，才能正常工作必须初始化编程，才能正常工作 写入控制字写入控制字 写入计数初值写入计数初值 读取计数值读取计数值D7D6D5D4D3D2D1D01.1.写入方式控制字写入方式控制字计数器计数

14、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 计数器锁存命计数器锁存命令令 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 选择二进制时选择二进制时 计数值范围：计数值范围：0000HFFF

15、FH 0000H是最大值，代表是最大值，代表65536 选择十进制（选择十进制（BCD码）码） 计数值范围：计数值范围：00009999 0000代表最大值代表最大值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 对对8位数据线，读取位数据线，读取16位计数值需分两次位计数值需分两次 计数在不断进行，应该将当前计数值先行计数在不断进行，应该将当前计数值先行锁存，然后读取：锁存，然后读取： 向控制字向控制字I/O地址：给地址：给8253写入锁存命令写入锁存命令 从计数器从计数器I/O地址：读取锁存的计数值地址：读取锁存的计数值。 读取计数值，要注

16、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

17、 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

18、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 M

19、OV 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实际应熟悉每种工作方式的特点才能根据实际应用问题，选择正确的工作方式用问题，选择正确的工作方式 每种工作方式的过程类似：每种工作方式的过程类似：写入方式控制字，写入方式控制字， 设定工作方

20、式。设定工作方式。A A1 1A A0 0=11=11写入预置寄存器，设定计数初值。写入预置寄存器，设定计数初值。 硬件启动硬件启动 方式方式1，5需要硬件启动需要硬件启动 。 计数初值进入减计数初值进入减1计数器。计数器。 每输入一个时钟，计数器减每输入一个时钟，计数器减1的计数过程。的计数过程。计数器减至计数器减至0，计数过程结束。，计数过程结束。方式方式0 0，2-4 2-4 送入初送入初值后计数过程开始值后计数过程开始 在这种方式下，写入控制字之后，在这种方式下，写入控制字之后，输出端输出端OUTOUT为为低电平低电平作为初始电平作为初始电平，并且在计数值到，并且在计数值到达达0 0之

21、前一直保持低电平。之前一直保持低电平。在写入计数初值到预置寄存器后的在写入计数初值到预置寄存器后的下一个下一个脉冲下降沿脉冲下降沿, ,计数初值经预置寄存器装入减计数初值经预置寄存器装入减1 1计计数器数器, ,计数器开始计数计数器开始计数,CLK,CLK引脚上每来一个脉引脚上每来一个脉冲冲, ,计数器的计数值减计数器的计数值减1 1 。当计数到达。当计数到达0 0时，输时，输出端出端OUTOUT为高电平，并且一直保持高电平，除为高电平，并且一直保持高电平，除非写入新的计数值。非写入新的计数值。 方式方式0 0：计数结束中断：计数结束中断唯一唯一 计数结束时，计数结束时，OUTOUT输出一个从

22、低到高的信号，可输出一个从低到高的信号，可作为中断请求信号使用，在中断服务程序中对其写入作为中断请求信号使用，在中断服务程序中对其写入新的计数值，故方式新的计数值，故方式0 0又称为又称为“计数结束中断计数结束中断”方式。方式。 GATEGATE信号可控制计数过程：信号可控制计数过程：GATEGATE为高时，允许计为高时，允许计数；数；GATEGATE为低时，暂停计数。为低时，暂停计数。当当GATEGATE重新为高电平时，重新为高电平时，接着当前的计数值继续计数！接着当前的计数值继续计数！( (只有方式只有方式0 0！）！）。 计数期间重置计数值，则在计数期间重置计数值，则在写入新计数值后重新

23、写入新计数值后重新开始计数过程开始计数过程。 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GATEOUTCLK 031244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，输出端输出端OUTOUT以以高电平高电平作为起始电平作为起始电平，计数初值送到初值寄存器后，计数初值送到初值寄存器后，计数器等待门控信号触发，门控信号计数器等待门控信号触发，门控信号GATEGATE上

24、上升沿到来时，边沿触发器触发，在其后时钟升沿到来时，边沿触发器触发，在其后时钟脉冲的下降沿时，脉冲的下降沿时，计数初值送到计数执行部计数初值送到计数执行部件，件，输出端输出端OUTOUT变为低电平变为低电平，开始计数并在，开始计数并在计数到达计数到达0 0以前一直保持低电平以前一直保持低电平。计数到计数到0 0，OUTOUT输出变高。输出变高。若再次触发，计数初值重装若再次触发，计数初值重装计数执行部件，则可再产生一个单稳脉冲。计数执行部件，则可再产生一个单稳脉冲。 方式方式1 1：可编程单稳脉冲：可编程单稳脉冲( ( 硬件可重触发硬件可重触发单稳单稳 ) )GATEOUT 计数过程中写入新计

25、数值，将不影响当前计数过程中写入新计数值，将不影响当前计数；但若再次由计数；但若再次由GATEGATE触发启动，则按新值开触发启动，则按新值开始计数。始计数。 计数过程结束前再次触发，则重装初值，计数过程结束前再次触发，则重装初值，从头开始计数。从头开始计数。GATEGATE触发后变为低不影响计数触发后变为低不影响计数过程过程。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GATEOUT

26、CLK 031244方式方式1 1WR 写入控制字之后，输出端写入控制字之后，输出端OUTOUT变为变为高电平高电平作为初作为初始状态，当计数初值写入初值寄存器后，下一个时始状态，当计数初值写入初值寄存器后，下一个时钟脉冲的下降沿时，计数器初值被写到计数执行部钟脉冲的下降沿时，计数器初值被写到计数执行部件，然后计数执行部件作减件，然后计数执行部件作减1 1计数。计数。计数过程中计数过程中OUTOUT始终保持高电平，减到始终保持高电平，减到1 1（不是减到不是减到0 0）时，输出）时，输出OUTOUT变为低电平。变为低电平。经过一个经过一个CLKCLK周期周期OUTOUT恢复为高，初值恢复为高，

27、初值重装计数器且计数器开始重新计数。重装计数器且计数器开始重新计数。 计数过程中装入新值，不影响现行计数；但从计数过程中装入新值，不影响现行计数；但从下个周期开始按新计数值计数。下个周期开始按新计数值计数。 GATEGATE为低电平，将禁止计数，并使为低电平，将禁止计数，并使OUTOUT为高，为高，GATEGATE变高电平，变高电平，计数器重装初值，开始计数。计数器重装初值，开始计数。 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）03124GATEOUTCLK 4方式方式2 2031240312403124WR5.OUT5

28、.OUT变高重装初值变高重装初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.计数到计数到1 OUT1 OUT变低一变低一个个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，输出端输出端OUTOUT出现出现高电平高电平作为起始电平作为起始电平。计数初值送到初值寄存器后，。计数初值送到初值寄存器后，下一个时钟脉冲到来时，计数执行部件获得下一个时钟脉冲到来时，计数执行部件获得初始计数值，并开始作减初始计数值，并开始作减1 1计数。当计数计到计数。当计数计到一半时，输出变为低电平，计数器继续作减一半时，输出变为低电

29、平，计数器继续作减1 1计数，计数到终值时，输出变为高电平，从计数，计数到终值时，输出变为高电平，从而完成一个周期。之后，马上自动进入下一而完成一个周期。之后，马上自动进入下一个周期。由此不断进行下去，产生周期为个周期。由此不断进行下去，产生周期为N N个个时钟脉冲宽度的输出。时钟脉冲宽度的输出。 方式方式3 3：方波发生器：方波发生器( (分频器分频器) ) 若计数值为奇数，则前一半多一个时钟脉若计数值为奇数，则前一半多一个时钟脉冲的时间冲的时间(N/2+1)(N/2+1)输出为高，随后输出为高，随后(N/2-1)(N/2-1)输出输出为低。为低。 计数过程中计数过程中GATEGATE应保持

30、高电平。应保持高电平。GATEGATE变低变低停止计数，停止计数，GATEGATE由低变高后重装初值并开始计由低变高后重装初值并开始计数。数。 将频率为将频率为f f的时钟脉冲信号变成频率为的时钟脉冲信号变成频率为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03124GATEOUTCLK 4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 当计数计到一

31、半时，当计数计到一半时，输出变为低电平，计数输出变为低电平，计数器继续作减器继续作减1 1计数计数n计数到终值时，输出计数到终值时，输出变为高电平，从而完成变为高电平，从而完成一个周期并直接装入计一个周期并直接装入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，输出端写入控制字之后，输出端OUTOUT变为变为高电平高电平作为初作为初始电平，计数初值送到初值寄存器，再经过一个时钟始电平，计数初值送到初值寄存器，再经过一个时钟周期，计数执行部件获得计数初值，并开始计数。周期，计数执行部件获得计数初值，并开始计数。当当计数器减到计数器减到0 0的时候，输出端的时候，输出端OUTOUT变为

32、低电平，此低电变为低电平，此低电平持续一个时钟周期，然后又自动变为高电平并一直平持续一个时钟周期，然后又自动变为高电平并一直维持高电平。维持高电平。一般将此负脉冲作为一般将此负脉冲作为选通信号选通信号。当计数。当计数值值N N被送到计数初值寄存器后，在下一个时钟周期，被送到计数初值寄存器后，在下一个时钟周期，计数初值被送到计数执行部件，之后，计数执行部件计数初值被送到计数执行部件，之后，计数执行部件作减作减1 1计数，又经过计数，又经过N N个时钟周期后，才输出一个负脉个时钟周期后，才输出一个负脉冲作为选通脉冲。这种方式计数是一次性的。只有在冲作为选通脉冲。这种方式计数是一次性的。只有在输入新

33、的计数值后，才能开始新的计数。输入新的计数值后，才能开始新的计数。 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 当计数器减到当计数器减到0 0时时输出一个时钟周期的低输出一个时钟周期的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上升沿后重装初值上升沿后重装初

34、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数计数初值打入减一计数初值打入减一计数器器 写入控制字之后，输出端写入控制字之后，输出端OUTOUT出现出现高电平高电平作为作为起始电平。写入计数值之后，起始电平。写入计数值之后，必须有门控信号必须有门控信号GATEGATE的上升沿到来，才在下一个时钟周期将计数初值送的上升沿到来，才在下一个时钟周期将计数初值送到计数执行部件。到计数执行部件。此后，计数执行部件作减此后，计数执行部件作减1 1计数，计数，计数到达计数到达0 0的时候，输出端出现一个宽度为的时候，输出端出现一个宽度为1

35、1个时钟个时钟周期的负脉冲，然后又自动变为高电平，并将持续周期的负脉冲，然后又自动变为高电平，并将持续不变。此输出负脉冲可以用作选通脉冲，它是通过不变。此输出负脉冲可以用作选通脉冲，它是通过硬件电路产生的门控信号上升沿触发后得到的，所硬件电路产生的门控信号上升沿触发后得到的，所以叫硬件触发的选通脉冲。以叫硬件触发的选通脉冲。 计数过程中重新装入新值，将不影响当前计数。计数过程中重新装入新值，将不影响当前计数。GATEGATE又有触发信号，从头开始计数。又有触发信号，从头开始计数。 GATEGATE触发后触发后变为低不影响计数过程。变为低不影响计数过程。方式方式5 5：硬件触发选通信号：硬件触发

36、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变低不影变低不影响计数过程响计数过程GATEGATE上升沿后上升沿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 当计数器减到当计数器减到0 0时时输出一个时钟周期的低输出一个时钟周期的低电平作为选通信号电平作为选通信号各种工作方式的

37、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式方式0 0，2 2，3 3，4 4计数初计数初值送到初值寄存器，再值送到初值寄存器，再经过一个时钟周期，计经过一个时钟周期，计数执行部件获得计数初数执行部件获得计数初值，并开始计数值，并开始计数,GATE,GATE电电平高低影响计数过程平高低影响计数过程方式方式1 1，5 5 ：写入计

38、数值：写入计数值之后，必须有门控信号之后，必须有门控信号GATEGATE的上升沿到来，才在的上升沿到来，才在下一个时钟周期将计数初下一个时钟周期将计数初值送到计数执行部件，值送到计数执行部件，GATEGATE电平高低不影响计数电平高低不影响计数过程过程写入控制字之后，输出写入控制字之后，输出端端OUTOUT出现高电平作为起出现高电平作为起始电平（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

39、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

40、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

41、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：0000

42、01011001000 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( (设时钟频率设时钟频率2MHz,82532MHz,8253端口地址为端口地址为50H-53H50H-53H) )。5.2.4 82535.2.4 8253的应用的应用例例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

43、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输出波形题目要求的输出波形 经分析选择经分析选择方式方式0。计数初值为计数初值为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M

44、OV 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

45、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)=1000OUT0G

46、ATE0CLK0OUT1GATE1CLK1+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，作输出一个脉冲，作为计数器为计数器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

47、 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 某系统中某系统中82538253芯片的计数器芯片的计数器0-20-2和控制字和控制字端口地址分别是端口地址分别是 FFF0H-FFF3HFFF0H-FFF3H。定义。定义计数计数器器0 0工作在工作在方式方式2 2，CLK0 CLK0 5MHz5MHz，要求输出，要

48、求输出 OUT0OUT01KHz1KHz频率波。定义通道频率波。定义通道1 1工作在方式工作在方式4 4，用，用OUT0OUT0作计数脉冲，计数值为作计数脉冲，计数值为10001000，计，计数器计到数器计到0 0，向，向CPUCPU发中断请求信号。编写发中断请求信号。编写82538253两个计数器通道的初始化程序及画出两个计数器通道的初始化程序及画出两个计数器通道的连接图。两个计数器通道的连接图。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计数器0 0的计数值：的计数值：5M/1K5M/1K500050001388H 1388H 方式控制字：

49、方式控制字：000010100100101 125H25H、2DH2DH、35H35H、3DH 3DH （十进制计数）（十进制计数） 000011110100100 034H34H、3CH3CH （二进制计数）（二进制计数）计数器计数器1 1的计数值：的计数值：10001000方式控制字：方式控制字：010110101001001 169H69H、79H79H （十进制计数）（十进制计数） 010111111001000 078H78H （二进制计数）（二进制计数）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 3d

50、h X=12dh 3dh X=1MOV DX,0FFF3HMOV DX,0FFF3H MOV AL,25HMOV AL,25H ; ;通道通道0 0，只写高字节，方式，只写高字节，方式2 2，十进制，十进制OUT DX,ALOUT DX,ALMOV DX, 0FFF0HMOV DX, 0FFF0HMOV AL,50H MOV AL,50H ；计数初值；计数初值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, 0

51、FFF1HMOV DX, 0FFF1HMOV AL,10H MOV AL,10H ；计数初值；计数初值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） 完全随机的完全随机的, ,但必须设置好一个通道后设置但必须设置好一个通道后设置另另 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

52、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在设计延时程序时在设计延时程序时, ,使用读日时钟或读实时钟或读使用读日时钟或读实时钟或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 3 3要实现定时报时中断要实现定时报时中断1CH1CH的功能的功能, ,应用程序要作的应用程序要作的工工作是：作是： （A

53、 A） 修改中断修改中断1CH1CH向量指向新的中断向量指向新的中断08H08H程序程序 （B B） 修改中断修改中断1CH1CH向量指向新的中断向量指向新的中断1CH1CH程序程序 （C C） 修改中断修改中断08H08H向量指向新的中断向量指向新的中断08H08H程序程序 （D D） 修改中断修改中断08H08H向量指向新的中断向量指向新的中断1CH1CH程序程序 4 4对定时器发声编程与对对定时器发声编程与对82558255端口端口B B发声编程相比较发声编程相比较, ,其优点主要表现在：其优点主要表现在： （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

54、）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5. 82535. 8253计数器工作期间，计数器工作期间，CPUCPU重新对定时器编程是重新对定时器编程是（A A）任何情况下都禁止）任何情况下都禁止 （B B）任何情况下都允许，且影响当前计数）任何情况下都允许，且影响当前计数 （C C）任何情况下都允许，且不影响当前计数）任何情况下都允许，且不影响当前计数 （D D）任何情况下都允许，但影响程度随方式而变）任何情况下都允许，但影响程度随方式而变6. PC6. PC机上电自检时机上电自检时, ,首先要检查定时器首先要检查定时器82538253通道通道1 1的正确性的正确性

55、, ,然后再检查通道然后再检查通道0 0的正确性的正确性, ,其原因是其原因是_（A A）确保）确保RAMRAM工作正常工作正常 （B B）通道）通道1 1优先级高优先级高（C C）启动成功日时钟再计时（）启动成功日时钟再计时（D D）人为的）人为的 7. 7. 在设计延时程序时在设计延时程序时, ,使用读日时钟或读实时钟或读时使用读日时钟或读实时钟或读时间功能间功能, ,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DDC8. 8.

56、 对定时器发声编程与对对定时器发声编程与对82558255端口端口B B发声编程相比较发声编程相比较, ,其优其优点主要表现在：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. 要使要使82538253的计数器的计数器1 1工作在方式工作在方式0 0，仅用，仅用8 8位二进制计数，位二进制计数，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）

57、01010001B 01010001B （D D）00100011B00100011B 10. 10.要对要对82538253的计数器的计数器2 2设置工作方式，在写入方式控制字设置工作方式，在写入方式控制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=01A1A0=01（C C）A1A0=11 A1A0=11 （D D）A1A0=00A1A0=00CBC 11. 11. 当当82538253工作在方式工作在方式0 0，在初始化编程时，一旦写，在初始化编程时，一旦

58、写入控制字后，入控制字后，-。 （A A）输出信号端）输出信号端OUTOUT变为高电平。变为高电平。 （B B）输出信号端）输出信号端OUTOUT变为低电平。变为低电平。 （C C）输出信号端）输出信号端OUTOUT保持原来的电位值。保持原来的电位值。 （D D）立即开始计数。）立即开始计数。 12.12.当当82538253工作在方式工作在方式0 0，控制信号，控制信号GATEGATE变为低电平后，变为低电平后，对计数器的影响是对计数器的影响是-。 （A A）结束本次计数循环，等待下一次计数的开始。）结束本次计数循环，等待下一次计数的开始。 （B B）暂时停止现行计数工作。）暂时停止现行计数

59、工作。 （C C）不影响本次计数，即计数工作不受该信号影响。）不影响本次计数，即计数工作不受该信号影响。 （D D）终止本次计数工作，立即开始新的计数循环。）终止本次计数工作，立即开始新的计数循环。BB 13. 13. 某一测控系统要用一脉冲信号产生一单稳信号，如某一测控系统要用一脉冲信号产生一单稳信号，如果用果用82538253来实现此功能，则来实现此功能，则8253 8253 应工作在应工作在-。（A A）方式）方式0 0 （B B）方式）方式1 1 （C C）方式）方式2 2 （D D）方式）方式3 3 （E E）方式）方式4 4 （F F）方式）方式5 5 14. 14.某一测控系统要

60、使用一连续的方波信号，如果用某一测控系统要使用一连续的方波信号，如果用82538253来实现此功能，则来实现此功能，则8253 8253 应工作在应工作在-。（A A）方式）方式0 0 （B B）方式）方式1 1 （C C）方式）方式2 2 （D D）方式）方式3 3 （E E）方式）方式4 4 （F F）方式）方式5 5 15. 15. 当当82538253工作在工作在-下时，需要由外部脉冲下时，需要由外部脉冲触发开始计数。触发开始计数。（A A）方式）方式0 0 （B B）方式）方式1 1 （C C）方式）方式2 2 （D D）方式）方式3 3 （E E）方式）方式4 4 （F F）方式）