微机原理8253

null5.4 定时/计数控制器接口技术 5.4.1 定时/计数技术概述5.4 定时/计数控制器接口技术 5.4.1 定时/计数技术概述1) 定时与计数 计数：记录事件产生的次数。 在计算机中，其实质是记录脉冲个数。 计数对象脉冲不一定要求是周期信号。 定时：在预定时间产生的有关信号。 在计算机中，定时是通过累计计时单元获得， 即定时的本质就是计数， 且定时所计脉冲是标准的周期脉冲。5.4.1 定时/计数技术概述(续1)5.4.1 定时/计数技术概述(续1)2) 定时方法 两种：软件定时、硬件定时 (1) 软件定时 通过CPU执行一段延时程序(根据预定时间要求设定指令数量及类型)达到定时目的。延时程序执行完毕，通常用OUT指令输出一个控制信号。 特点：简单、灵活，不需额外硬件。 缺点：CPU效率低、延时时间计算麻烦、延时精度低、延时时间不准确(多任务时)。 5.4.1 定时/计数技术概述(续2)5.4.1 定时/计数技术概述(续2)2) 定时方法 两种：软件定时、硬件定时 (2) 硬件定时 不可编程硬件定时：AS：555、393 可编程硬件定时：AS：8253 特点：灵活、定时精度高、不占用CPU时间。 在计算机中应用广泛。 在全自动家用电器中也有用。 5.4.2 可编程计数/定时器芯片82535.4.2 可编程计数/定时器芯片82531) 8253的基本特性 (1) 有3个独立的16位计数器 (2) 可按二进制或十进制(BCD)计数 二进制：0000H~FFFFH 十进制(BCD)：0000H~9999H (3) 有6种工作方式(计数方式) (4) 计数时钟频率CLK：0~2MHz 教材2MHz 2) 8253的内部结构 0：as sleep or die >2MHz：too fast 眼花缭乱5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续1)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续1)2) 8253的内部结构 see图5.4.1 (下页) (1) 数据总线缓冲器 (2) 读写控制逻辑 接收 RD#、WR#、CS#、A1、A0控制 (3) 控制字寄存器 A1A0=11，用于规定计数器工作方式 (4) 计数器0、1、2 16bit减1计数器，可预置计数初值。 计数输入CLK：计数器对CLK脉冲减1计数，减到0时结束。CLK为周期脉冲时即可为定时。 输出端OUT：减1计数到0时输出脉冲或连续波 图5.4.1 8253内部结构图5.4.1 8253内部结构5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续2)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续2)3) 8253芯片的引脚及其功能 常规：D7~D0 CS#、A1、A0 RD#、WR# 计数：CLK：脉冲输入 计数器对CLK的脉冲 进行计数。 GATE：门控 1：允许计数 0：禁止、中止计数 OUT：信号输出 计数到0/定时时间到 图5.4.2 8253引脚5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续3)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续3)3) 8253芯片的引脚及其功能 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 5.5.1 8253端口地址编码 CS# A1 A0 端口选择 0 0 0 计数器0 0 0 1 计数器1 0 1 0 计数器2 0 1 1 控制寄存器 1 x x 未选中   5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续4)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续4)4) 8253的控制字及初始化编程 (1) 8253的控制字 名义1个实3个   D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 计数器选择 读/写格式 工作方式选择 数制选择   00选择计数器0 0: 二进制 01选择计数器1 1: BCD 10选择计数器2 000方式0 11非法选择 001方式1 00计数器锁存命令 x10方式2 01只读/写低字节 x11方式3 10只读/写高字节 100方式4 11先写低字节，后写高字节 101方式5图5.4.3 8253控制字带帽5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续5)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续5)4) 8253的控制字及初始化编程 (2) 8253的初始化编程 a. 3个计数器有各自的控制字，必须分别写入， 但写入的地址是同一个(A1A0=11)，由D7D6区分。 b. 对同一通道：先写控制字，再写计数初值。 对3个通道的写入顺序无要求。如可先计2后计0。 c. 计数初值的必须按控制字规定的方式写。 如16bit：先低8bit、后高8bit (同一地址) 计数初值的最大值：0000H 跑道起点 计数值可改写。即计数过程中可重写入。 d. 关于5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续6)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续6)5) 8253的工作方式 (6种) 王书两“4.”，此在前 (1) 方式0：计数结束产生中断 (由低电平变为高电平) a. 写CW后：OUT=0，直到计数到0 b. 写N后：下1个CLK脉冲下降沿开始计数 c. 计数过程中，可重写N，重写N后，同b. d. GATE的作用：GATE=1计数、=0暂停计数 e. 计数到0：OUT=1，直到再写CW或N f. 输出波形：如图5.4.4 图5.4.4 8253方式0波形图——计数结束产生中断CLKWR#OUT43210n=4WR#OUTGATE m=5543210图5.4.4 8253方式0波形图——计数结束产生中断CWCW继续5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续7)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续7)5) 8253的工作方式 (6种)(续1) (1) 方式1：可编程的单拍负脉冲 a. 写CW后：OUT=1 b. 写N后：等待GATE脉冲上升沿 c. GATE上升沿启动计数过程：且OUT=0 GATE上升沿后下1个CLK脉冲下降沿开始计数 d. 计数过程中，GATE可重启动计数，即重从N起计 e. 计数到0：OUT=1 f. 输出波形：如图5.4.5 图5.4.5 8253方式1波形图——可编程单拍负脉中图5.4.5 8253方式1波形图——可编程单拍负脉中WR#GATE43210OUT34210 CLKGATEOUT234n=4重启动计数CW5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续8)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续8)5) 8253的工作方式 (6种)(续2) (1) 方式2：分频脉冲发生器 a. 写CW后：OUT=1 b. 写N后：下1个CLK脉冲下降沿开始计数 c. 计数过程中，GATE可停止计数(=0)、继续计数(=1) d. 计数到1：OUT=0， e. 经1个CLK后，OUT=1，并自动重新从N开始计数 f. 输出波形：如图5.4.6 图5.4.6 8253方式2波形图——分频脉冲发生器图5.4.6 8253方式2波形图——分频脉冲发生器自动 重计数WR#4321 0(4)OUTGATE CLK 0(4)321321n=4CW高电平宽度=(N-1) CLK 低电平宽度=1 CLK5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续9)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续9)5) 8253的工作方式 (6种)(续3) (1) 方式3：分频方波发生器 a. 写CW后：OUT=1 b. 写N后：下1个CLK脉冲下降沿开始计数 c. 计数过程中，GATE可停止计数(=0)、继续计数(=1) d. 计数到一半：OUT=0，并继续计数 e. 计数到1：OUT=1，并自动重新从N开始计数 f. 输出波形：如图5.4.7 偶数N：高电平宽度 = 低电平宽度 = (N/2) CLK 奇数N：高电平宽度 = [(N+1)/2] CLK 低电平宽度 = [(N-1)/2] CLK 即高电平宽度比低电平宽度多1个CLK图5.4.7 8253方式3波形图——方波发生器图5.4.7 8253方式3波形图——方波发生器偶数N：高电平宽度 = 低电平宽度 = (N/2) CLK 奇数N：高电平宽度 = [(N+1)/2] CLK 低电平宽度 = [(N-1)/2] CLK 即高电平宽度比低电平宽度多1个CLK422 1 0(4)OUT n=4GATE 0(4)210331 CLKOUT n=5321543210(5)430(5)4321WR#nCW5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续10)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续10)5) 8253的工作方式 (6种)(续4) (1) 方式4：软件触发选通脉冲发生器 a. 写CW后：OUT=1 b. 写N后：下1个CLK脉冲下降沿开始计数 c. 计数到0：OUT=0， 经1个CLK后，OUT=1，并结束 e. GATE的作用：GATE=1：允许计数， GATE=0：停止计数 f. 输出波形：如图5.4.8 图5.4.8 8253方式4波形图——软件触发脉冲图5.4.8 8253方式4波形图——软件触发脉冲 CLKOUT01234WR#n=4CW5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续11)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续11)5) 8253的工作方式 (6种)(续5) (1) 方式5：硬件触发选通脉冲发生器 a. 写CW后：OUT=1 b. 写N后：等待GATE的上升沿 c. 计数启动：GATE上升沿 GATE上升沿后下1个CLK脉冲下降沿开始计数 d. 计数到0：OUT=0， 经1个CLK后，OUT=1，并结束 e. GATE的作用：GATE=1：允许计数， GATE=0：停止计数 f. 输出波形：如图5.4.9 图5.4.9 8253方式5波形图——硬件触发脉冲图5.4.9 8253方式5波形图——硬件触发脉冲 CLKOUT01234WR#n=4CWGATE5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续12)5.4.2 可编程计数/定时器芯片8253(续12)6) 8253输出波形总汇图5.4.10 8253波形图总汇方式5 GATE启动，选通脉冲01234方式4 N启动，选通脉冲0123443210方式1 GATE启动，单拍脉冲4321 0(4)方式2 N启动，分频 0(4)321321422 1 0(4)方式3 N启动，方波 0(4)0331321方式0 N启动，中断432105.4.3 8253的应用举例5.4.3 8253的应用举例1) 8253定时功能的应用 (0) 定时：可用方式0、方式1、方式4、方式5， 一般用方式0 但8253的输入CLK必须是周期脉冲 (2) 例1(王书P.198例) 题：将8253的计数器1作为5ms定时器，设输入时钟频率为200KHz，试编写8253的初始化程序。 基本思路： 定方式、 算初值、 算地址、 编程5.4.3 8253的应用举例(续1)5.4.3 8253的应用举例(续1)思路及步骤： a. 确定工作方式 定时器：一般用方式0——计数结束产生中断 b. 计算计数初值N，确定计数进制及写入方式 CLK：200KHz→T：1/200K=5us 定时：5ms →N=5ms/5us=1000=3E8H 因N﹤9999H，可用二进制或BCD计数 因N﹥FFH(8bit)，写入方式选“先低8bit后高8bit” →CW.D5D4=11 BCD计数：低8bit：00，高8bit：10 二进制计数：低8bit：E8H，高8bit：3H5.4.3 8253的应用举例(续2)5.4.3 8253的应用举例(续2)思路及步骤： c. 确定控制字CW 根据a.、b. →CW = 01 11 000 1 B = 71H (BCD) 或CW = 01 11 000 0B=70H (二进制) d. 确定地址 基本：A1A0=00：计0， A1A0=01：计1 A1A0=10：计2， A1A0=11：CW 高位：决定于CS#来源 本题给定：计1地址：3F82H，控制字地址：3F86H e. 编程 i. 写控制字CW ii. 写入计数初值：先低8bit后高8bit 5.4.3 8253的应用举例(续3)5.4.3 8253的应用举例(续3)思路及步骤： f. 初始化程序示例1 (王书P.198、BCD计数) MOV AL，71H ;CW 注：NOV MOV DX，3F86H ;控制字地址 注：3F68 OUT DX，AL ;CW→CWR MOV DX，3F82H ;计1地址 MOV AL，00 ;N低8bit OUT DX，AL ;写N低8bit MOV AL，10 ;N高8bit OUT DX，AL ;写N高8bit5.4.3 8253的应用举例(续4)5.4.3 8253的应用举例(续4)思路及步骤： g. 初始化程序示例2 (二进制计数) MOV AL，70H ;CW=70H MOV DX，3F86H ;控制字地址 OUT DX，AL ;CW→CWR MOV DX，3F82H ;计1地址 MOV AL，0E8H ;N低8bit OUT DX，AL ;写N低8bit MOV AL，3H ;N高8bit OUT DX，AL ;写N高8bit5.4.3 8253的应用举例(续5)5.4.3 8253的应用举例(续5)2) 8253计数功能的应用 (0) 计数与定时： 计数：对8253的输入CLK无特别要求 定时：8253的输入CLK必须是周期脉冲 (2) 例1(王书P.200例) 题：某8086系统中有一片8253芯片，利用8253的计数通道2对外部事件计数，计满360次经8259的IR1向CPU发出中断信号，硬件电路如王书P.201所示。计数器2口地址为05DH，控制口地址为05FH。试编写8253的初始化程序。 基本思路(同前述)： 定方式、 算初值、算地址、编程假定也应尽量与实际相符5.4.3 8253的应用举例(续6)5.4.3 8253的应用举例(续6)2) 8253计数功能的应用 (2) 例1(王书P.200例) 初始化程序： MOV AL，0B0H ;CW=B0H OUT 5FH，AL ;CW→CWR MOV AL，68H ;N低8bit,N=360=168H OUT 5DH，AL ;写N低8bit,地址在FFH内 MOV AL，1H ;N高8bit OUT 5DH，AL ;写N高8bit 5.4.4 可编程计数/定时器8253概要5.4.4 可编程计数/定时器8253概要1) 计数与定时 2) 8253的基本功能与结构 三个计数/定时器 六种工作方式：六种输出波形 3) 8253的初始化编程 基本思路：定方式、 算初值、算地址、编程 End 8253, may to first page (photo)