第8章常用接口芯片(定时计数器)

1、2022-5-1计数器计数器/定时器定时器Intel 82538253的内部结构的内部结构8253的引脚的引脚8253的工作方式的工作方式8253的初始化的初始化8253的应用的应用2022-5-2 8253的内部结构2022-5-31、数据总线缓冲器、数据总线缓冲器: 8位双向三态缓冲器。位双向三态缓冲器。 通过编写程序向通过编写程序向8253写入确定写入确定8253工作方式的命令；工作方式的命令； 向计数寄存器装入计数初值；读出当前计数值。向计数寄存器装入计数初值；读出当前计数值。2、读、读/写控制逻辑写控制逻辑: 8253内部操作的控制部分。内部操作的控制部分。 按照按照CPU发来的读写

2、信号及地址信号产生相应的控制信发来的读写信号及地址信号产生相应的控制信 号，来选择读号，来选择读/写操作的端口、控制数据的传送方向，以写操作的端口、控制数据的传送方向，以及对控制寄存器的写入。及对控制寄存器的写入。3、控制字寄存器、控制字寄存器: 控制字寄存器是控制字寄存器是8位的，只能写不能读。位的，只能写不能读。 在初始化编程时，在初始化编程时，CPU写入方式控制字到控制字寄存器写入方式控制字到控制字寄存器 中，用以选择计数通道及其相应的工作方式。中，用以选择计数通道及其相应的工作方式。 2022-5-44、计数器、计数器0、计数器、计数器1、计数器、计数器2 内部结构相同、功能相同；有各

3、自独立的端口内部结构相同、功能相同；有各自独立的端口地址；有地址；有6种不同的工作方式。种不同的工作方式。 每个计数通道都由计数初值寄存器、减每个计数通道都由计数初值寄存器、减1计数计数器和计数值锁存器这三个组成。器和计数值锁存器这三个组成。 计数初值提前写入到计数通道。计数初值提前写入到计数通道。 时钟脉冲从时钟脉冲从 CLK端输入。每输入一个时钟脉冲，端输入。每输入一个时钟脉冲，减减1计数器减计数器减1；当减；当减1计数器为计数器为0时，计数结束。时，计数结束。2022-5-5 计数器内部结构计数器内部结构计数值锁存器（16位）锁存器读出当前值减1计数器（16位）&OUTCLKGATE计数

4、初值寄存器（16位）装入/读出初值2022-5-6 计数初值寄存器计数初值寄存器（16位）：用于存放计数初值，其长度为16位，故最大计数值为65536。此寄存器的初值同减1计数器的初值在初始化时同时装入的。 减减1计数器计数器（16位）：用于进行减1操作，每来一个时钟脉冲，就作减1运算，直至将计数初值减为0为止。 计数值锁存器计数值锁存器（16位）：锁存减减1 计数器计数器的内容，以供读出和查询。2022-5-7 8253的引脚的引脚8253D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GND1234567891011122423222120191817 16 15 14 13Vc

5、cWRRDCSA1A0CLK2GATE2OUT2CLK1GATE1OUT12022-5-8面向面向CPU的信号线的信号线： （1）数据总D0D7线，为三态输入/输出线，用于将8253与系统数据总线相连。 （2）片选线 CS* （3）读信号 RD*，有效时表示对8253进行读操作。 （4）写信号 WR*，有效时表示对外253进行写操作。 （5）地址线 A1A0 ，用于选择8253片内的寄存器。占用四个连续的端口地址，分别对应于三个计数初值寄存器端口和一个控制寄存器端口。 A1A0 =00计数器0 A1A0 =01计数器1 A1A0 =10计数器2 A1A0 =11控制寄存器2022-5-9面向面

6、向I/O设备的信号线设备的信号线： （6）计数器时钟信号CLK：为计数器提供时钟信号。 （7）计数器门选控制信号GATE：用来禁止、开始计数器的计数过程。 （8）计数器输出信号OUT：当计数值减为0时，计数器输出信号OUT，表示计数或定时已到。2022-5-10初始化： 设定工作方式 设定计数初值启动计数器： 计数值送入减1计数器。计数器工作： 计数过程 计数结束8253工作方式工作方式 方式方式0GATEOUTCLK 031244WR方式方式02022-5-11初始化： 设定工作方式 设定计数初值启动计数器： 硬件启动 (GATE的上升沿) 计数值送入减1计数器计数器工作： 计数过程 计数结

7、束GATEOUTCLK 03124 4方式方式1WR8253工作方式工作方式 方式方式12022-5-128253工作方式工作方式 方式方式203124GATEOUTCLK 4方式方式2031240312403124WR2022-5-138253工作方式工作方式 方式方式303124GATEOUTCLK 4方式方式3031240312403124WR2022-5-140方式、1方式：计数结束后输出高电平计数初值计数初值 = 定时时间定时时间 / 输入脉冲周期输入脉冲周期 2方式、3方式：重复计数，输出周期脉冲计数初值计数初值 = fCLK / fOUT = 输入脉冲频率输入脉冲频率/输出脉冲频

8、率输出脉冲频率2022-5-15 8253的初始化的初始化 设置控制字：选择计数通道，确定其工作方式。 设置计数初值：写入到对应的计数通道中，确定计数定时时间。 8253的工作方式控制字2022-5-16例， 选择2号计数器，工作在3方式，计数初值为533H，采用二进制计数。计数器的端口地址为：304H 307H。其初始化程序如下。mov dx,307h ;设置方式控制字设置方式控制字mov al,10 11 011 0Bout dx,al mov dx,306h ;设置计数初值设置计数初值mov ax,533h ;计数初值为计数初值为533Hout dx,al ;先送低字节先送低字节mov

9、al,ahout dx,al ;后送高字节后送高字节2022-5-17应用实例应用实例1 对时钟脉冲进行分频对时钟脉冲进行分频 对实验平台提供的时钟脉冲信号（1MHZ）进行分频，产生1HZ时钟脉冲信号。 将1HZ时钟脉冲信号输出到一个发光二极管上（发光二极管的点亮、熄灭交替进行）。 画出硬件线路图，写出初始化程序。在实验平台上调试，演示。 问题1：应该采用哪一种工作方式？ 问题2：首先确定计数初值。若计数初值超出了计数器的表示范围（16位二进制数），该如何处理？ 计数初值= 1MHZ/ 1HZ =106 = 103 1031）硬件连接2022-5-18XD0：XD7XA1XA2IOY0*IOW

10、*IOR*CLK系系 统统 总总 线线D0：D7A0A1CS*WR*RD*CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1+5V+5V接发光二极管或示波器Intel 8253/8254通道0，通道1：工作方式3IOY0* 0600H063FH2022-5-19CODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: MOV DX, 0603H MOV AL, 36H ; 计数器0工作方式控制字 OUT DX, AL MOV DX, 0600H MOV AX, 1000 ; 计数器0计数初值 OUT DX, AL MOV AL, AH MOV DX, AL MOV DX, 0603

11、H MOV AL, 76H ; 计数器1工作方式控制字 OUT DX, AL MOV DX, 0601H MOV AX, 1000 ; 计数器1计数初值 OUT DX, AL MOV AL, AH MOV DX, AL AA: JMP AACODE ENDS END START2022-5-208253应用实例应用实例2：控制扬声器发声，作为报警或：控制扬声器发声，作为报警或 伴音信号。伴音信号。1 要求 利用8253的计数器2发出600HZ的报警音。按任意键，开始发声；按ESC键，停止发声。8253的输入时钟CLK的频率为1.19318MHz。2 实验资源 1）MFID实验平台上的 J（82

12、53）、I（8255） 、 R（音乐发生器）和模块电源四个电路模块 。 2 ）8255的4个端口地址为300H303H。其中A口为300H，B口为301H，C口为302H，命令口为303H。 3）8253的四个端口地址为304H307H。其通道0为304H,通道1为305H,通道2为306H,命令口为307H2022-5-213 分析 1）计数器2采用工作方式3， 计数初值： C=1.19318X106HZ / 600HZ = 1983 2）扬声器的开/关控制： 将8255A引脚PC6连接至GATE2，利用PC6 控制计数器2 ； 将PC0和OUT2连接至与门，利用PC0控制扬声器。&滤波功放

13、1.19MHzPC0PC6GATE2OUT2CLK282538255A2022-5-22 硬件设计2022-5-23 软件设计关闭扬声器返回结束打开扬声器发出600HZ的报警音按下ESC键？YYN开始关闭扬声器按下任意键？N8253初始化(并装入初值)8255A初始化2022-5-24 mov al,10110110B ;8253初始化 mov dx,307h out dx,al mov ax, 1983 mov dx,306h ;向8253装入计数初值 out dx,al ;先装低字节 mov al,ah out dx,al ;再装高字节 mov al,00001100B ;关闭8253的T2计数器（8255的PC6=0） mov dx,303h out dx,al mov al,00000000B ;关闭喇叭（8255的PC0=0） mov dx,303h out dx,al2022-5-25L1: mov ah, 0bh ;检测是否有任意键按下？ int 21h cmp al, 0FFH jz L1 mov dx,303h ;打开喇叭（8255的PC0=1） mov al,00000001B out dx,al mov al,00001101B ;打开8253的T2（PC6=1）