微机原理课件第8.2章

8.2可编程定时/计数器8253掌握:引线功能及计数启动方法6种工作方式及其输出波形8253的使用:芯片与系统的连接芯片的初始化编程1如何实现定时？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是一种硬件定时/计数器芯片2一、外部引线及内部结构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2MHzTTL电平兼容单电源+5V供电38253的内部结构数据总线缓冲器

读／写控制电路

通道控制寄存器计数通道

4外部引线DBD7-D08253A1A0WRRDCS通道2通道1通道0CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2A2A1WRRD片选信号5外部引线及内部结构连接系统端的主要引线：D7～D0CSRDWRA1，A0

用于选择四个编址部件之一A1A0选择00计数通道001计数通道110计数通道211控制寄存器6外部引线及内部结构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=0～2）78.2.28253的工作方式一、方式0（软件启动，不自动重复计数）①控制字写入后OUT即变为低电平；②计数初值写入后在下一个CLK下降沿才送入计数器，当计数器为0时，输出OUT变为高电平；③当GATE变为低电平时计数停止，再变为高电平时计数继续进行；④若想再次OUT输出，必须重写计数值。8910二、方式1（硬件启动，可重复触发）主要特点：写入CW后OUT变为高电平，然后写入计数初值，当GATE上升沿触发后，OUT变为低电平并开始计数，归零时OUT变为高电平；门控信号GATE端的跳变触发计数，可重复触发；若下一次GATE上升沿提前到达，则OUT端负脉冲拉宽为两次计数过程之和；计数过程中写入新初值不影响本次计数

111213三、方式2（分频器）

主要特点：软、硬件启动，自动重复计数。装入初值后OUT端变高电平，计数过程中OUT端为高电平，计数到１时OUT输出负脉冲，并连续重复此过程(周期性负脉冲)。14四、方式3（方波发生器）主要特点：方式3的OUT输出是周期性的方波。（若计数值n是偶数，则输出OUT是对称方波；若计数值n是奇数，则输出OUT在(n+1)/2计数期间保持为高电平，而在(n-1)/2计数期间保持为低电平。）15五、方式4（软件触发选通）主要特点：*计数过程中，GATE端应保持高电平。*每写入一次初值，计数一个周期，然后停止计数。*方式4的OUT输出是一次性负脉冲。*若想再次OUT输出，须再次写入计数值。16六、方式5（硬件触发选通）主要特点：*方式5的OUT输出是一次性负脉冲。*若想再次OUT输出，只须再次启动GATE脉冲。178253工作方式小结：写入CW后，方式0输出即变低，其余5种方式输出均变高。方式0：用来实现定时或对外部事件进行计数。方式1：用来产生单脉冲。方式2：产生序列负脉冲，每个负脉冲的宽度与CLK的周期相同方式3：产生连续的方波。方式2和方式3都实现对CLK的n分频方式4和方式5的波形相同，都是计数器归0后的1个负脉冲，宽度为1个CLK。方式2、4、5的输出波形是相同的，都是宽度为一个CLK周期的负脉冲。但方式2是连续的，方式4是由软件（设置初值）触发启动，而方式5由硬件（门控脉冲）触发启动。方式1、5触发计数方式相同，但输出波形不同。方式1为输出n个CLK脉冲周期的负脉冲(计数过程中输出为低)，而方式5输出的是宽度为1个CLK脉冲周期的负脉冲（计数过程输出为高）188253的控制字M2M1M0：计数器工作方式选择

000方式0001方式1x10方式2x11方式3100方式4101方式5BCD：计数器进制选择

016位二进制计数器

1BCD码计数器SC1SC0：计数器通道选择

00通道001通道110通道211非法RL1RL0：计数器读写选择

00计数器锁存

01只读写低8位

10只读写高8位

11先读写低8位,再读写高8位用于确定各计数器的工作方式。每个计数器都必须初始化一次。CPU通过OUT指令把控制字写入控制寄存器。19五、8253的应用与系统的连接设置工作方式置计数初值编程20与系统的连接示意图CLKGATEOUTD0~D7WRRDA1A0CSDBWRRDA2A1译码器高位地址A15-A38253共三组8253占用4个接口地址：

计数器0

计数器1

计数器2

控制寄存器(决定8253的基地址)21初始化程序流程写控制字写计数值低8位写计数值高8位*非必须写入顺序：

可按计数器分别写入控制字和初值。

也可先写所有计数器控制字，再写入它们的初值228253应用举例采用8253作定时/计数器，其接口地址为0120H~0126H。输入8253的时钟频率为2MHz。计数器0:每10ms输出1个CLK脉冲宽的负脉冲.计数器1:产生10KHz的连续方波信号计数器2:启动计数5ms后OUT输出高电平。画线路连接图，并编写初始化程序。

238253应用举例（续）确定计数初值：CNT0：10ms/0.5us=20000CNT1：2MHz/10KHz=200CNT2：5ms/0.5us=10000确定控制字：

CNT0：方式2，16位计数值00110100CNT1：方式3，低8位计数值01010110CNT2：方式0，16位计数值10110000248253应用举例（续）CLK0GATE0OUT1D0~D7WRRDA1A0CSDBWRRDA2A1译码器8253CLK2GATE1GATE2+5VCLK12MHzOUT0OUT2？线路连接图：258253应用举例初始化程序CNT0：MOVDX,0126HMOVAL,34HOUTDX,ALMOVDX,0120HMOVAX,20000OUTDX,ALMOVAL,AHOUTDX,ALCNT1：……CNT2：……26*如何读出当前计数值第1种方法——在计数过程中读计数值先锁存当前计数值，再用两条输入指令将16位计数值读出。第2种方法——停止计数器再读用GATE信号使计数器停止，再规定RL1和RL0的读写格式，然后读出。27*扩展定时/计数范围

当定时长度不够时，可把2个或3个计数通道串联起来使用，甚至可把多个8253串联起来使用。例如：CLK频率为1MHz，要求在OUT1端产生频率1Hz的脉冲。这时可将计数器0、1串联，工作方式都均为方式3，计数初值均为1000。连接方法见下页。28扩展定时/计数范围8253OUT1GATE1CLK1OUT0GATE0CLK0+5V+5V1MHz1KHz1Hz298253应用举例例：现有一个高精密晶体振荡电路，输出信号是脉冲波，频率为1MHz。要求利用8253做一个秒信号发生器，其输出接一发光二极管，以0.5秒点亮，0.5秒熄灭的方式闪烁指示。设8253的通道地址为80H～86H（偶地址）30解：1、时间常数计算这个例子要求用8253作一个分频电路，而且其输出应该是方波，否则发光二极管不可能等间隔闪烁指示。频率为1MHz信号的周期为1微妙，而1Hz信号的周期为1秒，所以分频系数N可按下式进行计算：31

由于8253一个通道最大的计数值是65536，所以对于N＝1000000这样的大数，一个通道是不可能完成上述分频要求的。由于

即取两个计数器，采用级联方式。

2、电路32

3、工作方式选择由于通道1要输出方波信号推动发光二极管，所以通道1应选工作方式3。对于通道0，只要能起分频作用就行，对输出波形不做要求，所以方式2和方式3都可以选用。

这样对于通道0，我们取工作方式2，二进制计数；对于通道1，我们取工作方式3，二进制计数（当然也可选BCD计数）33

4、程序

MOVAL,00110100B ；通道0控制字

OUT86H,AL MOVAX,1000 ；通道0初始计数值

OUT80H,AL MOVAL,AH OUT80H,AL MOVAL,01110110B ；通道1控制字

OUT86H,ALMOVAL,0E0H ；通道1初始计数值，OUT82H,AL;03E8H=1000BCD MOVAL,03H OUT82H,AL34例：计件系统。计件系统的功能就是记录脉冲的个数。

一个脉冲代表一个事件，比如交通道路检测系统中通过检测点的车辆，工业控制系统中流水线上已加工好的工件。要求在计件过程中，PC机可以显示当前计数器的内容，当完成10000个工件记录后，系统发出1KHz信号推动喇叭发音通知用户。35解：1、电路。需要两个通道，一个作为计数，选用通道0。另一个产生1KHz信号，选用通道1。工作原理如下，传感器电路把物理事件转换为脉冲信号输入到通道0计数，当记录10000个事件后，通道0计数器溢出，GATE端输出高电平，这时通道1开始工作，产生1KHz信号推动喇叭发音。36

2、工作方式选择对于通道1，由于要产生1KHz信号，故选用工作方式3。对于通道0，要求初始计数值写入计数通道后，计数器就可以工作，则通道0的启动方式应是软件启动。另外由于要求计