可编程计数器定时器

可编程计数器定时器第一页，共四十五页，编辑于2023年，星期五28.1概述一、定时信号获得方法1、软件方法2、硬件方法设计延迟子程序使用计数器/定时器

二、软件定时1、特点（2）延时时间用指令的执行时间拼凑，较麻烦（3）延时子程序执行时，CPU一直占用，降低CPU利用率

（1）节省硬件

2、适用场合：延时时间短，重复次数有限

第二页，共四十五页，编辑于2023年，星期五三、硬件定时2、适用场合：各种场合

2、计数时不占用CPU1、编程简单1、特点8.28253的编程结构和工作原理一、编程结构2、8位的控制寄存器1、3个计数器16位的计数初值寄存器16位的计数执行部件16位的输出锁存器第三页，共四十五页，编辑于2023年，星期五8253的编程结构1、8位的控制寄存器2、16位的CR3、16位的CE：减法计数器4、16位的OL：锁存CE的内容注：CR、CE、OL都为16位寄存器，也可作8位寄存器用备注：一、编程结构:1、8位的控制寄存器2、16位的计数初值寄存器CR3、16位的计数执行部件CE4、16位的输出锁存器OL第四页，共四十五页，编辑于2023年，星期五工作过程：1、初值→

CR→CE，CE减1计数，OL跟随CE变化，减到终值，OUT输出一信号。2、锁存命令到来，OL锁存当前计数，当计数被读走，OL又随CE变化。第五页，共四十五页，编辑于2023年，星期五6二、功能结构功能读取计数值设置控制字设置初值00：计数器001：计数器110：计数器211：控制寄存器第六页，共四十五页，编辑于2023年，星期五A1A0

功能

010000100101010010110010000101001108253输入信号与各功能的对应关系2）A1A0

＝11时，第一次写入的是控制字，

此后写入的是锁存命令。注：1）CPU对控制字寄存器只能写，不能读。对计数器0设初值对计数器1设初值对计数器2设初值设控制字或发锁存命令读计数器0的计数值读计数器1的计数值读计数器2的计数值第七页，共四十五页，编辑于2023年，星期五设置计数通道工作方式CLK:时钟输入GATE:控制计数器工作的信号，在CLK的上升沿被采样。

OUT:输出信号第八页，共四十五页，编辑于2023年，星期五9三、控制寄存器的格式SC1SC0RW1RW0M2M1M0BCD000:模式0001:模式1×10:模式2×11:模式3100:模式4101:模式5模式选择1:BCD计数0:二进制计数计数格式选择读写控制00:锁存计数器01:只读写低字节10:只读写高字节11:先读写低字节

再读写高字节计数器选择00:选计数器001:选计数器1

10:选计数器2

11:无意义第九页，共四十五页，编辑于2023年，星期五108.38253的编程命令一、编程要遵守的规则1、设置初值前必须先写控制字；2、初值设置要符合控制字中的格式规定。3、输出锁存器的值必须先锁定，后读取。1、写入命令2、读出命令二、编程命令：读取计数值设置控制字设置初始值锁存命令：配合读出命令

第十页，共四十五页，编辑于2023年，星期五例1：设8253的端口地址为0120H～0126H，对计数器1编程，使其工作于方式2，计数初值为2000H，计数按二进制格式。编写初始化程序。MOVAL,74HMOVDX,0126HOUTDX,AL;设控制字MOVDX,0122HMOVAL,0OUTDX,AL;先写低8位初值MOVAL,20HOUTDX,AL;再写高8位初值0111×

100SC1SC0RW1RW0M2M1M0BCD第十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期五例2:设8253的端口地址为40H～46H，对计数器0编程，

使其工作于方式3，计数初值为1234H，计数按二

进制格式。编写程序将计数值读到BX寄存器。MOVAL,36H;0011×110BOUT46H,AL;设控制字MOVAL,34HOUT40H,AL;先写低8位初值MOVAL,12HOUT40H,AL;再写高8位初值MOVAL,00H;0000××××HOUT46H,AL;锁存命令INAL,40HMOVBL,AL;先读低8位计数值INAL,40HMOVBH,AL;再读高8位计数值第十二页，共四十五页，编辑于2023年，星期五13一、各种方式遵守的基本规则1、控制字写入计数器时，所有的控制逻辑电路立即复位，

输出端OUT进入初始状态。2、初值写入CR后，要经过一个时钟脉冲的上升沿和下降

沿，初值送入CE，CE从下一个时钟开始进行计数。3、在CLK的上升沿对GATE进行采样。4、在CLK的下降沿计数器进行计数。8.48253的工作方式第十三页，共四十五页，编辑于2023年，星期五14二、8253工作方式1、方式0－计数结束产生中断特点：1）计数过程①OUT起始电平：低电平。②如GATE=1，计数到0，OUT变高，一直保持到新的计数值写入。③OUT在初值写入后经过N＋1个时钟变为高电平。第十四页，共四十五页，编辑于2023年，星期五3）门控信号的影响①GATE＝1时，CE获得初值后开始计数；软启动：通过写入初值控制计数器的启动。2）启动计数方式②计数过程中GATE变低，计数暂停，OUT的状态不变，GATE变高后继续计数。第十五页，共四十五页，编辑于2023年，星期五4）GATE＝1时，写入新的初值对计数过程的影响8位计数初值：写入新的计数初值后，计数器将按新初值重新开始计数；16位计数初值：写入第一个字节后，计数器停止，写入第二个字节后，计数器按新初值开始计数。第十六页，共四十五页，编辑于2023年，星期五5）GATE＝0时，写入新的初值对计数过程的影响①初值→CR，下一时钟周期初值从CR→CE，不计数；②GATE变高，开始计数。再经过N个时钟OUT变为高电平。③GATE信号可作为启动定时的同步信号。第十七页，共四十五页，编辑于2023年，星期五6）应用主要用于事件计数，OUT输出可作为中断请求信号。例：用8253A监视一个生产流水线，统计流水线上经过的工件数量。工件从光源与光敏电阻之间通过时，在晶体管的发射极上会产生一个脉冲，此脉冲作为8253A计数通道0的计数脉冲。注：入射光强，光敏电阻阻值减小，入射光弱，光敏电阻阻值增大第十八页，共四十五页，编辑于2023年，星期五设8253A的地址为40H～46H。计数器0的初值为0000H。主程序：MOVAL,30H;00110000BOUT46H,AL;设控制字

MOVAL,00HOUT40H,ALMOVAL,00HOUT40H,AL;设初值读数子程序：ROUNT:MOVAL,0;0000××××BOUT46H,AL;锁存命令

INAL,40HMOVBL,ALINAL,40H;读计数值

MOVBH,ALNEGBX第十九页，共四十五页，编辑于2023年，星期五202、方式1－可重复触发的单稳态触发器特点：1）计数过程①OUT起始电平：高电平。③GATE上升沿到来，下一时钟脉冲OUT变低，开始计数。④计数过程中，OUT维持低电平，计到0，OUT变高。⑤OUT输出宽度为N个CLK周期的单拍负脉冲。若再输出一单拍负脉冲，须再次用GATE上升沿触发。②初值写入后，经一时钟周期送CE。（不计数）第二十页，共四十五页，编辑于2023年，星期五3）门控信号的影响计数过程中，又有GATE上升沿触发，则OUT仍为低，计数器重新计数，计到0，OUT变高。硬件启动：GATE上升沿触发计数。2）启动计数方式第二十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期五4）写入新的初值对计数过程的影响计数过程中写入新初值，计数过程不受影响，要等GATE再次触发后，才按新的初值重新开始计数。第二十二页，共四十五页，编辑于2023年，星期五233、方式2－分频器特点：1）计数过程①

OUT起始电平：高电平。③计数到1，OUT变低，经过一个CLK周期，OUT恢复为高;若GATE仍为高，计数器又开始重新计数。④如初值为N，则N个时钟周期为一个输出周期，N-1个正脉冲，1个负脉冲。②写入初值后，如GATE=1，计数器开始计数；⑤时钟周期与输出周期的关系：N×TCLK=TOUT第二十三页，共四十五页，编辑于2023年，星期五2）门控信号的影响①GATE=1：计数器为N分频器；GATE=0：计数停止。②在计数期间GATE变低，则OUT=1不变。GATE恢复为高电平后下一个时钟从初值重新开始计数。③硬件同步：通过硬件给出门控信号使计数器同步。第二十四页，共四十五页，编辑于2023年，星期五3）写入新的初值对计数过程的影响

①GATE=1，写入新初值不影响当前的计数过程，但计数结束后，下一个计数周期按新的初值计数。

②写入新初值后，遇到GATE的上升沿，则结束当前计数过程，从下一个时钟开始按新初值计数，初值减为1前OUT一直维持高电平。③软件同步：通过写入初值使计数器同步。第二十五页，共四十五页，编辑于2023年，星期五264、方式3－方波发生器特点：1）计数过程该方式工作过程同方式2，只是输出脉宽不同。N为偶数：输出高低电平均为N/2个CLK周期的方波；N为奇数：输出高电平宽度为（N+1）/2个CLK周期，

低电平宽度为（N-1）/2个CLK周期矩形波。时钟周期与输出周期的关系：N×TCLK=TOUT第二十六页，共四十五页，编辑于2023年，星期五27例：用8253控制扬声器的发音频率。GATE2CLK2OUT2＋5V2MHZ滤波82538253的地址为40H～46H，要求8253的定时器2输出1KHZ的方波控制扬声器的发音频率，编写8253的初始化程序，要求按二进制格式计数。第二十七页，共四十五页，编辑于2023年，星期五分析：由题意知8253的定时器2工作于方式3。

FCLK=2MHZ，Fout=1KHZ。求初值N：因为N×TCLK=

TOUT所以N=TOUT/TCLK=FCLK/FOUT

=2MHZ/1KHZ=2000=7D0H初始化程序：MOVAL,0B6H;1011×110BOUT46H,AL;设控制字MOVAX,2000OUT44H,ALMOVAL,AHOUT44H,AL;设初值第二十八页，共四十五页，编辑于2023年，星期五295、方式4－软件触发的选通信号特点：1）计数过程①

OUT起始电平：高电平②

写入初值后，如果GATE=1，计数到0时，OUT输出一个时钟周期的低电平，然后自动恢复成高电平。③软件触发：每进行一次计数过程须重装初值。④软件触发选通方式：OUT低电平持续时间为一个脉冲周期，常用此负脉冲作为选通信号。第二十九页，共四十五页，编辑于2023年，星期五2）门控信号的影响GATE=1：允许计数；GATE=0：计数停止。①GATE=0停止计数，GATE=1重新从初值开始计数。②

GATE电平变化不影响OUT的电平，只有计数到0，

才使OUT产生电平的变化。第三十页，共四十五页，编辑于2023年，星期五3）写入新的初值对计数过程的影响

GATE=1，计数过程中写入新的初值，则立刻终止当前计数过程，在下一个时钟下降沿按新初值开始计数。第三十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期五326、方式5－硬件触发的选通信号特点：1）计数过程①

OUT起始电平：高电平②

写入初值后，计数器并不计数。③

GATE上升沿到来后，下一时钟周期，初值移入CE，开始计数，减到0，OUT变低，持续一个时钟周期变高，并一直保持，直至下一个GATE上升沿到来。④

硬件触发：计数初值可自动重装，但不计数，计数过程的进行靠GATE触发。第三十二页，共四十五页，编辑于2023年，星期五2）门控信号的影响

①计数过程中，GATE有上升沿，立即终止当前计数，下一个时钟周期从初值开始计数。

②计数结束，GATE有上升沿，下一时钟周期，从初值开始计数，不用重写初值。第三十三页，共四十五页，编辑于2023年，星期五3）写入新的初值对计数过程的影响①计数过程中写入新初值，如无GATE触发，不影响当前计数。计数到0后，有GATE触发，按新初值计数。②计数过程中写入新初值后，有GATE触发，则立即按新的计数初值重新开始计数。第三十四页，共四十五页，编辑于2023年，星期五351、时钟周期与输出周期的区别时钟周期：CLK周期。输出周期：OUT输出波形的周期。三、注意问题2、从输出端看，8253的工作方式计数器方式：方式0、4；定时器方式：方式1、2、3、5。第三十五页，共四十五页，编辑于2023年，星期五36例1、用8253监视一个生产流水线，每通过100个工件。蜂鸣器响6s，频率为1000HZ。8253计数器0工作于方式2，采用二进制格式计数，计数初值为100，8253的地址为40H～46H。8255的地址为80H～86H，A口工作于方式0输出。8.58253的应用举例第三十六页，共四十五页，编辑于2023年，星期五工件从光源与光敏电阻之间通过时，在晶体管的发射极上会产生一个脉冲，此脉冲作为8253计数器0的计数脉冲，当通道0计数满100后，由OUT0输出负脉冲，经反相后作为8259A的一个中断请求信号，在中断服务程序中，启动8253计数器1工作，由OUT1连续输出1000HZ的方波，持续6s后停止输出。第三十七页，共四十五页，编辑于2023年，星期五分析：1）8253计数器0工作于方式2，采用二进制格式计数，计数初值为100，则方式控制字为0001×100B。计数器1工作于方式3，CLK1接2MHZ时钟，要求产生1000HZ的方波，则计数初值应为2MHZ/1KHZ=2000，则方式控制字为0111×110B。2）8255A的A口工作于方式0，输出。第三十八页，共四十五页，编辑于2023年，星期五39主程序

MOVAL，80H；1000××××B

OUT86H，AL；8255初始化

MOVAL，14H；0001×100B

OUT46H，AL；通道0初始化

MOVAL，100

OUT40H，AL；设计数初值

STI；开中断

LOP:JMPLOP

；等待中断

第三十九页，共四十五页，编辑于2023年，星期五40中断服务程序MOVAL，01H；通道1的GATE1置1，启动计数

OUT80H，ALMOVAL，76H；0111×110BOUT46H，AL；通道1初始化MOVAX,2000OUT42H，AL；计数初值低8位MOVAL，AHOUT42H，AL

；计数初值高8位CALLDL6s；调延时6s子程序MOVAL，00H；通道1的GATE1置0，停止计数

OUT80H，AL第四十页，共四十五页，编辑于2023年，星期五41例2、8253作为定时器的例子

第四十一页，共四十五页，编辑于2023年，星期五系统的初始化程序段：MOV AL，14H；00010100BOUT 76H，AL ；将计数器0设置为模式2MOV AL，LCNTOUT 70H，AL ；对计数器0设置计数初始值L(二进制)MOV AL，73H；01110011BOUT 76H，AL ；将计数器1设置为模式1MOV AX，MCNT

OUT 72H，ALMOV AL，AHOUT 72H，AL；对计数器1设置初始值MMOV AL，96H；1001×110BOUT 76H，A