微机原理课件第9-10讲－8253.ppt
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第4章 中断控制器、计数器/定时器,实现定时的方式： 软件定时 不可编程的硬件定时 可编程的硬件定时4.4 可编程定时器/计数器芯片8253/8254,4.4.1 计数器/定时器的工作原理,2. 控制寄存器存放CPU送来的控制字，控制8253的工作方式有3个，只占用一个地址，不能读三个独立的计数/定时通道计数器0，1，2 每个计数器的结构为： （1）16位计数初值寄存器（CR） （2）16位的计数执行部件（CE） （3）16位输出锁存器（OL）,4.4.2 8253的结构与功能,8253的引脚,8253：02MHz 8254-2：010MHz,A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 功能 基本地址 0 0 0 1 0 0 0 计数器0 40H 0 0 0 1 0 0 1 计数器1 41H 0 0 0 1 0 1 0 计数器2 42H 0 0 0 1 0 1 1 控制寄存器 43H （其他） 芯片禁止,在IBM-PC机中，8253的地址为,8253内部结构框图,计数器内部结构框图,8253端口地址及内部操作,4.4.3 8253的编程,控制命令字,1)写操作 (1)对每个计数器，必须先写控制字，后写计数初值 (2)计数初值必须符合控制字(D5D4两位)决定的格式 2)读操作 (1)先停止计数再读计数器（CE） (2)先锁存再读,8253的读/写操作,8253的初始化编程,（1）控制字（2）计数初值,例：设8253芯片的端口地址为388H38BH。
现要求计数器0工作在方式3，计数初值为2354，十进制计数；计数器1工作在方式2，计数初值为18H，二进制计数试根据上述要求编写初始化及读取计数器0当前计数值的程序计数器0工作在方式3，计数初值为2354，十进制计数；,计数器0 outportb(0 x38b,0 x37); /控制字00110111B outportb(0 x388,0 x54); /初值低8位 outportb(0 x388,0 x23); /初值低8位,计数器1工作在方式2，计数初值为18H，二进制计数,计数器1 outportb(0 x38b,0 x54); /控制字01010100B outportb(0 x389,0 x18); /初值低8位,读取计数器0当前计数值的程序,outportb(0 x38b,0 x00); /控制字0 data_l=inportb(0 x388); /初值低8位 data_h=inportb(0 x388); /初值高8位,4.4.4 8253的工作方式 8253有6种工作方式，不论用哪种工作方式，都遵守下面几条基本规则： 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进入规定的初始状态（高电平或者低电平）。
初始值写入以后，要经过一个周期，计数器才开始计数 通常，在时钟脉冲CLK的上升沿时，门控信号GATE被采样以检测是何种触发方式 在时钟脉冲的下降沿，计数器作减1计数0是计数器所能容纳的最大初始值计数结束中断),1.方式0,说明：初值装入后，要经过1个CLK的周期（1个上升沿和1个下降沿）后，计数器才开始计数，所以，输出OUT要经过N+1个时钟周期后才有输出； 输出OUT的有效电平为高电平，并可同时触发中断请求； 门控GATE的作用:高电平时计数，低电平或下降沿时停止计数； CW为写入控制字，N=4表示写入初值1.方式0,方式0时GATE信号的作用,(单稳态触发器),2.方式1,说明：方式字和初值装入后，在门控GATE的上升沿触发下，经过1个CLK的上升沿和1个下降沿后，计数器开始从初值减1计数，同时使OUT=0；当计数结束（归0）时，OUT=1，使输出产生1个宽度为TW=NTCLK的负脉冲单稳态触发器 在GATE的上升沿触发下，输出可再次产生1个宽度为TW负脉冲可重触发频率发生器),3.方式2,(频率发生器),3.方式2,说明：方式字装入后，OUT=1为初始状态 初值装入后，经过1个CLK的周期，计数器开始从初值减1计数，计到1（不是0）时，使输出OUT=0并保持1个CLK周期，然后OUT=1，开始下一个新的计数周期，使输出为CLK的时钟1/N分频信号，占空比q=（N-1）/N。
门控GATE的作用：高电平时计数，低电平停止计数；用GATE的上升沿可以触发分频重新开始称为硬同步；而在GATE=1时，用装初值的方法启动分频开始称为软同步,4.方式3 (方波发生器),说明：特点与方式2类似，主要区别：输出方波，其占空比q为 当N为偶数时，q=0.5； 当N为奇数时，q=（N+1）/2N软件触发选通),5.方式4,说明：初值装入后，经过1个CLK的周期，计数器开始从初值减1计数，计数结束（归0）时，使输出OUT产生一个宽度为1个CLK周期的负脉冲选通信号 （用指令）重新装入初值后，经过N+1个CLK周期，又可使OUT产生一个选通信号（用软件）可重触发 门控GATE的作用：高电平时计数，低电平时停止计数；,(硬件触发选通),6.方式5,说明：初值装入后，在GATE的上升沿的触发下，经过1个CLK的周期，计数器开始从初值减1计数，计数结束（归0）时，使输出OUT产生一个宽度为1个CLK周期的负脉冲选通信号 用GATE的上升沿可重新触发，使OUT产生一个选通信号（用硬件）可重触发总结：,方式2、4、5的输出波形是相同的，都是宽度为一个CLK周期的负脉冲方式2是连续工作， 方式4由软件（设置计数值）触发启动 方式5由门控脉冲触发启动,写入计数值后才能开始计数 方式0、2、3、4在写入计数值后，计数过程就开始了 方式1、5需要外部触发启动，才开始计数,6种方式中只有方式2、3是连续计数，其他4种方式都是一次计数，要继续工作需要重新启动，方式0、4由写入计数值（软件）启动，方式1、5要由外部信号（硬件）启动。
4) 6种方式中选通信号GATE的功能见P277表8.28254与8253的区别 8254是8253的改进型，它们的引脚定义与排列、硬件组成等基本上是相同的其区别主要表现在： 允许最高计数脉冲(CLK)的频率不同 8253:2MHz，8254:10MHz 8254每个计数器内部都有一个状态寄存器和状态锁存器，而8253没有 8254有一个读回命令字，用于读出当前减1计数器CE的内容和状态寄存器的内容，而8253没有4.4.5 8253应用举例,4.4.5 8253应用举例,红外光电对管,4.4.5 8253应用举例,计数器1工作于方式3方波方式，产生2000Hz喇叭音调，方式控制字为：01110111B（77H），即方式3，先低后高，BCD数制； 初值（分频比）=（1.4106）/2000=700(H)分析： 计数器0工作于方式2分频方式，每隔50个CLK0产生一个中断INT；方式控制字为：00010101B（15H），即方式2，只装低8位，BCD数制，初值为50（H）主程序段：outport(0 x43,0 x15); /置计数器0方式 outport(0 x40,0 x50); /装初值 outport(0 x63,0)；/关8255的PC0 outport(0 x43,0 x77)；/置计数器1方式 outport(0 x41,0)；/装初值 outport(0 x41,7)； disable();/关中断 mode=getvect(0 x0a);/取IRQ2中断向量 setvect(ox0a,intpp); temp=inport(0 x21);/取8259屏蔽寄存器数据 outport(0 x21,temp ,（说明：在装入8253计数器的初值时，不管是二进制数制还是BCD数制，初值后均要加“H”。
中断服务程序： Void interrupt intpp() outport(0 x63,1)；/开8255的PC0 DLY5S()；/调5S延迟子程序 outport(0 x63,0) ；/关8255的PC0 ,2. 计数器1向DMAC系统提供定时中断，刷新动态RAM：工作于方式2（分频），CLK1=1193181.6Hz，BCD数制，初值=18，OUT1输出频率为1193181.6/18=66287KHz（周期为150857s）的矩形波向DMAC提供定时中断8253在IBM-PC机中的应用 1. 计数器0向系统提供定时中断：工作于方式3（方波），CLK0=1193181.6Hz，二进制数制，初值=0（即65536），OUT0输出频率为1193181.6/65536=182Hz（周期为55ms）的方波控制8259A的IRQ0（日时钟）的中断，即每隔55ms产生一次中断3. 计数器2提供喇叭的音调：工作于方式3（方波），CLK2=1193181.6Hz，BCD数制，初值=533，OUT2输出频率为1193181.6/533=900Hz的方波作为喇叭的声源练习：用8253设计洗衣机定时程序，设输入频率为2MHz，要求能产生3分、6分和12分的定时，定时到产生中断，试画出8253的连接示意图并编写相应的初始化程序及程序段。
分析：计数器0工作于方式3，初值N=0（10000）（H） 计数器1工作于方式3，N=200（H） 计数器2工作于方式0，初值由3分、6分、12分除1S（减1）得出,outport(0 x43,0 x37) ；/计数器0 outport(0 x40,0)； outport(0 x40,0); outport(0 x43,0 x77); /计数器1 outport(0 x41,0)； outport(0 x41,2);,3分定时：N=180/1=180 outport(0 x43,0 xb1) outport(0 x42,0 x80)； outport(0 x42,1);,6分定时：N=360/1=360 outport(0 x43,0 xb1) outport(0 x42,0 x60)； outport(0 x42,3);,。
