计数器和定时器电路中山大学新华学院

1、定时定时/计数器可以实现定时与计数两个功能计数器可以实现定时与计数两个功能，可用于：，可用于： 系统时钟系统时钟 DRAM刷新定时刷新定时 定时采样定时采样 实时控制实时控制 脉冲的计数脉冲的计数 。软件方法：用一段程序实现延时 利用程序循环延迟指定的时间 缺点：CPU占用率？延时精度？兼容？硬件方法：定时/计数器电路 利用脉冲计数在设定的时间输出定时信号8253概貌 3个16位的定时/计数器（通道） 24引脚双列直插式 最高计数频率2MHz TTL电平兼容 单电源+5V供电(1) 3个个独立的独立的16位位计数器通道计数器通道 (2) 每个通道都可以通过编程设定为每个通道都可以通过编程设定为

2、6种种工工作方式之一作方式之一 (3) 可设定为按可设定为按二进制二进制计数或计数或二二十进制十进制计数计数 8253的内部结构和引脚信号的内部结构和引脚信号连接系统端的主要引线：连接系统端的主要引线：D7D0CSRDWRA1，A0 用于选择四个编址部件之一计数通道的主要引线（每通道均相同）：计数通道的主要引线（每通道均相同）：CLKn 时钟脉冲输入，计数器的计时基准。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） 1. 设置设置8253的工作方式的工作方式 2. 设置计数初值到初值寄存器设置计数初值到初值寄存器 3. 第一

3、个第一个CLK信号使初值寄存器的内容置入信号使初值寄存器的内容置入 计数寄存器计数寄存器 4. 以后每来一个以后每来一个CLK信号，计数寄存器减信号，计数寄存器减1 5. 减到减到0时，时，OUT端输出一特殊波形的信号端输出一特殊波形的信号注：以上计数过程中还受到注：以上计数过程中还受到GATE信号的控制信号的控制控制字寄存器控制字寄存器 (A1A0 = 1 1 )SC1 SC0 RL1 RL0 M2 M1 M0 BCD8253控制字控制字1 BCD码计数码计数0 2进制计数进制计数000 方式方式 0001 方式方式 1 10 方式方式 2 11 方式方式 3100 方式方式 4101 方式

4、方式 5方式选择方式选择00 计数器计数器001 计数器计数器1 110 计数器计数器2 21 1 无效无效 计数器选择计数器选择:读写操作读写操作 00 计数器锁存，供计数器锁存，供CPU读读01只读只读/写计数器低字节写计数器低字节10只读只读/写计数器高字节写计数器高字节11先读先读/写计数器低字节，写计数器低字节， 后读后读/写高字节写高字节若要用通道1，工作在方式2，按二十进制计数，计数值为1005H，端口地址为04H07H，则初始化编程为：MOV AL,75HOUT 07H,ALMOV AL,05HOUT 05H,ALMOV AL,10HOUT 05H,AL读取通道0的16位计数值

5、：MOV AL,00HOUT 07H,ALIN AL,04HMOV CL,ALIN AL,04HMOV CH,AL工作方式工作方式 8253的工作方式的工作方式 1、方式、方式0（1）计数器只计数计数器只计数一遍一遍（2）输出信号输出信号OUT会在会在N+1个个CLK脉冲后变高脉冲后变高 （3）GATE变低电平变低电平可以停止计数过程可以停止计数过程 （4）改变计数改变计数立即有效立即有效 2、方式、方式1方式方式1特点：特点：（1）计数到计数到0后，如果有外部触发，就可以后，如果有外部触发，就可以按原来的计数初值工作按原来的计数初值工作 （2）计数过程中计数过程中GATE信号可以用作重新触信

6、号可以用作重新触发，计数器重新计数发，计数器重新计数 （3）改变计数初值改变计数初值并不是立即有效并不是立即有效 3、方式、方式2方式方式2特点：特点：（1）不用重新设置计数值，计数器可以不用重新设置计数值，计数器可以连续连续工作工作 （2）以以GATE信号停止计数。在信号停止计数。在GATE变成变成高电平高电平后的下一个后的下一个CLK脉冲，计数器恢复脉冲，计数器恢复原来的初值，重新计数原来的初值，重新计数 （3）改变计数值改变计数值不是立即有效不是立即有效 4、方式、方式3方式方式3特点：特点：（1）GATE信号由低变高可以使计数过程信号由低变高可以使计数过程重新开始重新开始 （2）改变计

7、数初值并改变计数初值并不影响不影响现行的计数过现行的计数过程程 5、方式、方式4方式方式4特点：特点：（1）如果设置计数初值为如果设置计数初值为N，则输出信号，则输出信号OUT会在会在N+1个个CLK脉冲后输出一个脉冲后输出一个负脉负脉冲冲。 （2）改变计数值为改变计数值为立即有效立即有效 6、方式、方式5方式方式5特点：特点：（1）若设置计数值为若设置计数值为N，则经过，则经过N+1个个CLK脉冲后脉冲后OUT引脚输出一个负脉冲引脚输出一个负脉冲（2）GATE信号重新触发，可以令计数器重信号重新触发，可以令计数器重新计数新计数 （3）改变计数初值改变计数初值并不是立即有效并不是立即有效 编程

8、控制计算机扬声器发声：编程控制计算机扬声器发声：（1）通过）通过PB1对扬声器控制对扬声器控制PB00使得使得8253计数器计数器2的的OUT2输出输出为高电平。然后通过编程使得为高电平。然后通过编程使得PB1不断进不断进行反相操作，高低电平分别持续相同的时行反相操作，高低电平分别持续相同的时间，使得输出一定频率的间，使得输出一定频率的方波方波，驱动扬声，驱动扬声器发声器发声 （2）通过）通过8253计数器计数器2对扬声器控制对扬声器控制8255PB0端口输出为高电平，使能端口输出为高电平，使能8253计数器计数器2；PB1端口也为高电平，打开端口也为高电平，打开与门与门。计数器。计数器2工作

9、在工作在方式方式3，通过预置合适的，通过预置合适的计数初值，使得计数器计数初值，使得计数器2输出一定频率的输出一定频率的方方波波 一、计算机钢琴程序1、设计要求： 利用8253定时器的作用，通过控制计算机内部的扬声器，当键盘输入为数字键18的时候，依次发出18八个音调。当键盘输入为CTRL+C时推出“钢琴”状态2、设计思路各音符的频率值键入字符键入字符12345678音符12345678频率值5245886606987848809881048要使计算机成为可以弹奏的钢琴，需要使用系统调用的要使计算机成为可以弹奏的钢琴，需要使用系统调用的01H01H功能功能以接收键入字符，可以通过建立一张键入字

10、符与频率值相关的表，以接收键入字符，可以通过建立一张键入字符与频率值相关的表，在程序中通过查表的方法将键入字符转化成频率值在程序中通过查表的方法将键入字符转化成频率值键入字符值转化为查表偏移量键入字符值转化为查表偏移量常数常数120000H作为被除数作为被除数查表所得频率值作为除数查表所得频率值作为除数相除得到计数初值相除得到计数初值初始化初始化8253计数器计数器2设置设置8255PB1=PB0=1延时延时关闭与门，切断脉冲信号源关闭与门，切断脉冲信号源接收键入字符接收键入字符是是CTRL+C键？键？结束结束NYDATA SEGMENTTABLE DW 524,588,660,784,880

11、,988,1048DATA ENDSSTACK SEGMENTSTA DB 20 DUP (?)TOP EQU LENGTH STASTACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS：DATA,SS：STACK,ES：DATASTART：MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AX,STACKMOV SS,AXMOV AX,TOPMOV SP,AXSING：MOV AH,01HINT 21H ；接收键入字符CMP AL,03H ；是CTRL+C键？JZ DONE ；是则结束SUB AL,31HSHL AL,01 ；转化为查表偏移量（每一表项占两字节）MOV

12、BL,ALMOV AX,0000HMOV DX,12HMOV BH,00DIV WORD PTR TABLE+BX ；相除求得频率值MOV BX,AXMOV AL,10110110BOUT 43H,AL ；设置8253计数器控制字MOV AX,BXOUT 42H,ALMOV AL,AHOUT 42H,ALIN AL,61HOR AL,03HOUT 61H,AL ；打开与门CALL DELAY ；软件延时IN AL,61HAND AL,0FCHOUT 61H,ALJMP SINGDONE：MOV AX,4C00H ；结束INT 21HDELAY PROC NEARPUSH CXPUSH AXMOV AX,03HLOOP1：MOV CX,0FFFFHLOOP2：DEC CXJNZ LOOP2DEC AXJNZ LOOP1POP AXPOP C