第9章 計(jì)數(shù)器與定時(shí)器

1、第9章 定時(shí)計(jì)數(shù)控制器 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 u 8253 的引腳和的引腳和 6 種工作方式種工作方式 u 8253 的編程的編程 u 8253 在在IBM PC系列機(jī)上的應(yīng)用系列機(jī)上的應(yīng)用 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器 u定時(shí)控制定時(shí)控制在微機(jī)系統(tǒng)中極為重要在微機(jī)系統(tǒng)中極為重要 u定時(shí)器定時(shí)器由數(shù)字電路中的由數(shù)字電路中的計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)電路構(gòu)成，通構(gòu)成，通 過記錄高精度晶振脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，輸出過記錄高精度晶振脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，輸出 準(zhǔn)確的準(zhǔn)確的時(shí)間間隔時(shí)間間隔 u計(jì)數(shù)電路如果記錄外設(shè)提供的具有一定計(jì)數(shù)電路如果記錄外設(shè)提供的具有一定隨隨 機(jī)性機(jī)性的脈沖信號(hào)時(shí)，它主要反映的脈沖信號(hào)時(shí)，它主要反映脈沖的個(gè)脈沖的個(gè)

2、 數(shù)數(shù)（進(jìn)而獲知外設(shè)的某種狀態(tài)），常又稱（進(jìn)而獲知外設(shè)的某種狀態(tài)），常又稱 為為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 定時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)方法 u用軟件實(shí)現(xiàn)延時(shí)用軟件實(shí)現(xiàn)延時(shí)利用微處理器執(zhí)行一個(gè)利用微處理器執(zhí)行一個(gè) 延時(shí)程序段實(shí)現(xiàn)延時(shí)程序段實(shí)現(xiàn) u用硬件實(shí)現(xiàn)定時(shí)用硬件實(shí)現(xiàn)定時(shí) u采用不可編程器件采用不可編程器件如如分頻器分頻器、單穩(wěn)電路單穩(wěn)電路、 簡易定時(shí)電路簡易定時(shí)電路； u采用可編程器件采用可編程器件采用可編程的采用可編程的定時(shí)定時(shí)/計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) 芯片和軟件硬件結(jié)合芯片和軟件硬件結(jié)合的辦法構(gòu)成靈活的定時(shí)的辦法構(gòu)成靈活的定時(shí) 電路，可在不同的時(shí)間段內(nèi)采用不同的定時(shí)電路，可在不同的時(shí)間段內(nèi)采用不同的定時(shí) 策略。策略。 9.1

3、8253/8254定時(shí)計(jì)數(shù)器 u3個(gè)個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器通道，每個(gè)計(jì)數(shù)通道獨(dú)立的計(jì)數(shù)器通道，每個(gè)計(jì)數(shù)通道16位位， 可進(jìn)行：可進(jìn)行： u定時(shí)定時(shí)對(duì)引腳上輸入的周期性時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)對(duì)引腳上輸入的周期性時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì) 數(shù)數(shù) u計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)對(duì)引腳上輸入的非周期性脈沖信號(hào)進(jìn)行對(duì)引腳上輸入的非周期性脈沖信號(hào)進(jìn)行 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù) u每個(gè)計(jì)數(shù)器有每個(gè)計(jì)數(shù)器有 6 種工作方式種工作方式 u可按二進(jìn)制或十進(jìn)制（可按二進(jìn)制或十進(jìn)制（BCD碼）進(jìn)行計(jì)數(shù)碼）進(jìn)行計(jì)數(shù) u每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速率可高達(dá)每個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速率可高達(dá)2MHz（8254- 2計(jì)數(shù)頻率可達(dá)到計(jì)數(shù)頻率可達(dá)到10MHz ）。）。 一、8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳 D7D0

4、計(jì)數(shù)器0 控制字 寄存器 計(jì)數(shù)器1 計(jì)數(shù)器2 內(nèi) 部 數(shù) 據(jù) 總 線 數(shù)據(jù)總線 緩沖器 讀寫控制 邏輯 RD WR A 0 A 1 CS CLK 0 GATE 0 OUT 0 CLK 1 GATE 1 OUT 1 CLK 2 GATE 2 OUT 2 引腳 uD7D0：8位、雙向、三態(tài)數(shù)據(jù)線，直接和系統(tǒng)位、雙向、三態(tài)數(shù)據(jù)線，直接和系統(tǒng) 數(shù)據(jù)總線相連。讀數(shù)據(jù)總線相連。讀/寫寫16位數(shù)據(jù)則分兩次進(jìn)行。位數(shù)據(jù)則分兩次進(jìn)行。 uCS：片選信號(hào)，低電平有效片選信號(hào)，低電平有效。 uRD，WR：讀信號(hào)，寫信號(hào)，低電平時(shí)有效。讀信號(hào)，寫信號(hào)，低電平時(shí)有效。 u A1，A0：8253端口選擇線。端口選擇線。0

5、010分別選擇分別選擇 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器02，11選擇控制端口。選擇控制端口。 uCLK0CLK2：分別是計(jì)數(shù)器分別是計(jì)數(shù)器02計(jì)數(shù)脈沖輸入計(jì)數(shù)脈沖輸入 端，決定計(jì)數(shù)的速率。端，決定計(jì)數(shù)的速率。 uGATE0GATE2：分別是計(jì)數(shù)器分別是計(jì)數(shù)器02門控輸入端，門控輸入端， 作為對(duì)計(jì)數(shù)允許作為對(duì)計(jì)數(shù)允許/禁止的控制禁止的控制 。 u OUT0OUT2：分別是計(jì)數(shù)器分別是計(jì)數(shù)器02的輸出端，的輸出端， 反映計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)反映計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài) 。 8253/8254的I/O地址 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0

6、0 1 1 0 功功 能能 對(duì)計(jì)數(shù)器對(duì)計(jì)數(shù)器0 0設(shè)置計(jì)數(shù)初值設(shè)置計(jì)數(shù)初值 -CS -RD A1 A0-WR 對(duì)計(jì)數(shù)器對(duì)計(jì)數(shù)器1 1設(shè)置計(jì)數(shù)初值設(shè)置計(jì)數(shù)初值 對(duì)計(jì)數(shù)器對(duì)計(jì)數(shù)器2 2設(shè)置計(jì)數(shù)初值設(shè)置計(jì)數(shù)初值 設(shè)置控制字設(shè)置控制字 從計(jì)數(shù)器從計(jì)數(shù)器0 0讀出計(jì)數(shù)值讀出計(jì)數(shù)值 從計(jì)數(shù)器從計(jì)數(shù)器1 1讀出計(jì)數(shù)值讀出計(jì)數(shù)值 從計(jì)數(shù)器從計(jì)數(shù)器2 2讀出計(jì)數(shù)值讀出計(jì)數(shù)值 計(jì)數(shù)器（通道）內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 預(yù)置寄存器預(yù)置寄存器 GATE CLK OUT減減1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 輸出鎖存器輸出鎖存器 計(jì)數(shù)器工作描述 u預(yù)置寄存器預(yù)置寄存器用于存放計(jì)數(shù)初值，注意：用于存放計(jì)數(shù)初值，注意： u可采用二進(jìn)制或十進(jìn)制（可采用二進(jìn)

7、制或十進(jìn)制（BCD碼）碼） u計(jì)數(shù)初值為計(jì)數(shù)初值為0時(shí)，計(jì)數(shù)值最大（時(shí)，計(jì)數(shù)值最大（65536/10000） u計(jì)數(shù)初值為計(jì)數(shù)初值為1時(shí)，計(jì)數(shù)值最?。〞r(shí)，計(jì)數(shù)值最?。?/1） u減法計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)器CLK引腳每收到一個(gè)脈沖，引腳每收到一個(gè)脈沖， 減法計(jì)數(shù)器將減減法計(jì)數(shù)器將減1。注意，預(yù)置寄存器中的預(yù)。注意，預(yù)置寄存器中的預(yù) 置值不會(huì)改變。置值不會(huì)改變。 u輸出鎖存器輸出鎖存器用于鎖定當(dāng)前的計(jì)數(shù)值，這用于鎖定當(dāng)前的計(jì)數(shù)值，這 樣樣CPU在讀取時(shí)，該值將不再變化在讀取時(shí)，該值將不再變化 計(jì)數(shù)器的3個(gè)引腳 uCLK（時(shí)鐘）時(shí)鐘）輸入，在計(jì)數(shù)過程中，此引腳輸入，在計(jì)數(shù)過程中，此引腳 上每輸入上每輸入1

8、個(gè)時(shí)鐘信號(hào)（下降沿），計(jì)數(shù)器的計(jì)個(gè)時(shí)鐘信號(hào)（下降沿），計(jì)數(shù)器的計(jì) 數(shù)值將減數(shù)值將減1 uGATE（門控）門控）輸入，控制計(jì)數(shù)器工作：輸入，控制計(jì)數(shù)器工作： u開啟開啟/關(guān)閉計(jì)數(shù)關(guān)閉計(jì)數(shù)高電平時(shí)允許計(jì)數(shù)通道工作高電平時(shí)允許計(jì)數(shù)通道工作 u觸發(fā)觸發(fā)/重觸發(fā)重觸發(fā)上升沿產(chǎn)生觸發(fā)或重觸發(fā)上升沿產(chǎn)生觸發(fā)或重觸發(fā) uOUT（計(jì)數(shù)器輸出）計(jì)數(shù)器輸出）輸出，根據(jù)設(shè)置工作方輸出，根據(jù)設(shè)置工作方 式的不同，式的不同， OUT引腳可輸出單個(gè)或連續(xù)的波形信引腳可輸出單個(gè)或連續(xù)的波形信 號(hào)。一般是在計(jì)數(shù)過程結(jié)束時(shí)（計(jì)數(shù)值歸號(hào)。一般是在計(jì)數(shù)過程結(jié)束時(shí)（計(jì)數(shù)值歸0），）， OUT引腳信號(hào)發(fā)生變化。引腳信號(hào)發(fā)生變化。 二、

9、8253/8254的工作方式 u方式方式0 計(jì)數(shù)結(jié)束中斷計(jì)數(shù)結(jié)束中斷 u方式方式1 可編程單穩(wěn)可編程單穩(wěn) u方式方式2 連續(xù)負(fù)脈沖發(fā)生器連續(xù)負(fù)脈沖發(fā)生器 u方式方式3 連續(xù)方波發(fā)生器連續(xù)方波發(fā)生器 u方式方式4 軟件觸發(fā)選通軟件觸發(fā)選通 u方式方式5 硬件觸發(fā)選通硬件觸發(fā)選通 1、方式0： 計(jì)數(shù)結(jié)束中斷 GATE OUT CLK 03124 寫入寫入4寫入方式寫入方式0 -WR GATE：開關(guān)作用開關(guān)作用 方式0 計(jì)數(shù)結(jié)束中斷 u在這種方式下，當(dāng)控制字在這種方式下，當(dāng)控制字CW（Control Word）寫入控制字寄存器，則使）寫入控制字寄存器，則使OUT輸輸 出端變低，此時(shí)計(jì)數(shù)器沒有賦予初值

10、，也出端變低，此時(shí)計(jì)數(shù)器沒有賦予初值，也 沒開始計(jì)數(shù)。沒開始計(jì)數(shù)。 u要開始計(jì)數(shù)，要開始計(jì)數(shù)，GATE信號(hào)必須為高電平，信號(hào)必須為高電平， 并在寫入計(jì)數(shù)初值后，通道開始計(jì)數(shù)，在并在寫入計(jì)數(shù)初值后，通道開始計(jì)數(shù)，在 計(jì)數(shù)過程中計(jì)數(shù)過程中 OUT線一直維持為低，直到線一直維持為低，直到 計(jì)數(shù)到計(jì)數(shù)到“0”時(shí)。時(shí)。OUT輸出變高。輸出變高。 2、方式1： 可編程單穩(wěn)脈沖 GATE OUT CLK 03124 寫入寫入4寫入方式寫入方式1 -WR GATE：觸發(fā)作用觸發(fā)作用 方式1 可編程單穩(wěn)脈沖 u在這種方式下，當(dāng)在這種方式下，當(dāng)CPU寫控制字之后（的上升寫控制字之后（的上升 沿），輸出將保持為高（

11、若原為低，則由低變沿），輸出將保持為高（若原為低，則由低變 高）。當(dāng)高）。當(dāng)CPU寫完計(jì)數(shù)值后，計(jì)數(shù)器并不開始寫完計(jì)數(shù)值后，計(jì)數(shù)器并不開始 計(jì)數(shù)，直到外部門控脈沖計(jì)數(shù)，直到外部門控脈沖GATE啟動(dòng)之后的下一啟動(dòng)之后的下一 個(gè)輸入個(gè)輸入CLK脈沖的下降沿開始計(jì)數(shù)，輸出脈沖的下降沿開始計(jì)數(shù)，輸出OUT 變低。因整個(gè)計(jì)數(shù)過程中，變低。因整個(gè)計(jì)數(shù)過程中，OUT都維持為低，都維持為低， 直到計(jì)數(shù)到直到計(jì)數(shù)到0，輸出變?yōu)楦?，因此，輸出為一個(gè)，輸出變?yōu)楦?，因此，輸出為一個(gè) 單拍脈沖。若外部再次觸發(fā)啟動(dòng)，則可以再產(chǎn)單拍脈沖。若外部再次觸發(fā)啟動(dòng)，則可以再產(chǎn) 生一個(gè)單拍脈沖。生一個(gè)單拍脈沖。 3、方式2： 頻率發(fā)

12、生器（分頻器） 03124 GATE OUT CLK 寫寫 入入 4 寫入寫入 方式方式2 03124 03124 03124 -WR GATE：開關(guān)作用開關(guān)作用 方式2 頻率發(fā)生器（分頻器） u在這種方式下，當(dāng)在這種方式下，當(dāng)CPU輸出控制字后，輸輸出控制字后，輸 出將為高。在寫入計(jì)數(shù)值后，計(jì)數(shù)器將立出將為高。在寫入計(jì)數(shù)值后，計(jì)數(shù)器將立 即自動(dòng)對(duì)輸入時(shí)鐘即自動(dòng)對(duì)輸入時(shí)鐘CLK計(jì)數(shù)。在計(jì)數(shù)過程計(jì)數(shù)。在計(jì)數(shù)過程 中輸出始終保持為高，直至計(jì)數(shù)器減到中輸出始終保持為高，直至計(jì)數(shù)器減到1 時(shí)，輸出將變低，經(jīng)過一個(gè)時(shí)，輸出將變低，經(jīng)過一個(gè)CLK周期，輸周期，輸 出恢復(fù)為高，且計(jì)數(shù)器開始重新計(jì)數(shù)。出恢復(fù)為

13、高，且計(jì)數(shù)器開始重新計(jì)數(shù)。 4、方式3 ： 方波發(fā)生器 03124 GATE OUT CLK 寫入寫入 4 寫入寫入 方式方式3 03124 03124 03124 -WR GATE：開關(guān)作用開關(guān)作用 初值初值N為為偶數(shù)偶數(shù)：N/2脈沖數(shù)輸出高脈沖數(shù)輸出高， N/2脈沖數(shù)輸出低脈沖數(shù)輸出低 初值初值N為為奇數(shù)奇數(shù)：(N+1)/2脈沖數(shù)輸出高，脈沖數(shù)輸出高， (N-1)/2脈沖數(shù)輸出低脈沖數(shù)輸出低 方式4 軟件觸發(fā)選通信號(hào) GATE OUT CLK 03124 寫入寫入 4 寫入寫入 方式方式4 23 寫入寫入 3 1 0 -WR GATE：開關(guān)作用開關(guān)作用 5、方式4： 軟件觸發(fā)選通信號(hào) u在

14、這種方式下，當(dāng)寫入控制字后，輸出為在這種方式下，當(dāng)寫入控制字后，輸出為 高（原為高則保持為高，原為低則變?yōu)楦撸ㄔ瓰楦邉t保持為高，原為低則變?yōu)?高）。當(dāng)寫入計(jì)數(shù)值后立即開始計(jì)數(shù)（相高）。當(dāng)寫入計(jì)數(shù)值后立即開始計(jì)數(shù)（相 當(dāng)于軟件啟動(dòng)），當(dāng)計(jì)數(shù)到當(dāng)于軟件啟動(dòng)），當(dāng)計(jì)數(shù)到0后，輸出變后，輸出變 低，經(jīng)過一個(gè)輸入時(shí)鐘周期，輸出又變高，低，經(jīng)過一個(gè)輸入時(shí)鐘周期，輸出又變高， 計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。這種方式計(jì)數(shù)也是一次計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。這種方式計(jì)數(shù)也是一次 性的，只有在輸入新的計(jì)數(shù)值后，才能開性的，只有在輸入新的計(jì)數(shù)值后，才能開 始新的計(jì)數(shù)始新的計(jì)數(shù) 方式5 硬件觸發(fā)選通信號(hào) GATE OUT CLK 03124

15、寫入寫入 4 寫入寫入 方式方式5 2233 寫入寫入 3 11 0 -WR GATE：觸發(fā)作用觸發(fā)作用 重重觸發(fā)：觸發(fā)：裝計(jì)數(shù)值裝計(jì)數(shù)值觸發(fā)觸發(fā) 6、方式5： 硬件觸發(fā)選通信號(hào) u在這種方式下，設(shè)置了控制字后，輸出為在這種方式下，設(shè)置了控制字后，輸出為 高。在設(shè)置了計(jì)數(shù)值后，計(jì)數(shù)器并不立即高。在設(shè)置了計(jì)數(shù)值后，計(jì)數(shù)器并不立即 開始計(jì)數(shù)，而是由門控脈沖的上升沿觸發(fā)開始計(jì)數(shù)，而是由門控脈沖的上升沿觸發(fā) 啟動(dòng)。當(dāng)計(jì)數(shù)到啟動(dòng)。當(dāng)計(jì)數(shù)到0時(shí)，輸出變低，經(jīng)過一時(shí)，輸出變低，經(jīng)過一 個(gè)個(gè)CLK脈沖，輸出恢復(fù)為高，停止計(jì)數(shù)。脈沖，輸出恢復(fù)為高，停止計(jì)數(shù)。 要等到下次門控脈沖的觸發(fā)才能再計(jì)數(shù)要等到下次門控脈沖

16、的觸發(fā)才能再計(jì)數(shù) 各種工作方式的輸出波形 方式方式 0 方式方式 1 方式方式 2 方式方式 3 方式方式 4 方式方式 5 0 N0N0 N0/N110 NN/2 N/2 0/N0 N0 1 N0 1N0 1 6種工作方式共同點(diǎn) u寫入計(jì)數(shù)初值之后，并不馬上開始計(jì)數(shù)，只有寫入計(jì)數(shù)初值之后，并不馬上開始計(jì)數(shù)，只有 檢測到檢測到GATE信號(hào)有效，經(jīng)過一個(gè)信號(hào)有效，經(jīng)過一個(gè)CLK周期，周期， 把計(jì)數(shù)初值送到減把計(jì)數(shù)初值送到減1計(jì)數(shù)寄存器，才開始作減計(jì)數(shù)寄存器，才開始作減1 操作。操作。 uOUT端隨著工作方式的不同和當(dāng)前計(jì)數(shù)狀態(tài)的端隨著工作方式的不同和當(dāng)前計(jì)數(shù)狀態(tài)的 不同，一定有電平輸出變化，而且

17、輸出變化均不同，一定有電平輸出變化，而且輸出變化均 發(fā)生在發(fā)生在CLK的下降沿。的下降沿。OUT的輸出波形在寫控的輸出波形在寫控 制字之前為未定態(tài)，在寫了控制字之后到計(jì)數(shù)制字之前為未定態(tài)，在寫了控制字之后到計(jì)數(shù) 之前為計(jì)數(shù)初態(tài)，再之后有計(jì)數(shù)態(tài)、暫停態(tài)、之前為計(jì)數(shù)初態(tài)，再之后有計(jì)數(shù)態(tài)、暫停態(tài)、 結(jié)束態(tài)等。結(jié)束態(tài)等。 u對(duì)于給定的工作方式，門控信號(hào)對(duì)于給定的工作方式，門控信號(hào)GATE的觸發(fā)條的觸發(fā)條 件是有具體規(guī)定的，或電平觸發(fā)，或邊沿觸發(fā)，件是有具體規(guī)定的，或電平觸發(fā)，或邊沿觸發(fā)， 或兩者均可或兩者均可 門控信號(hào)GATE的性能 方式方式低電平或下降沿低電平或下降沿上升沿上升沿高電平高電平 0 禁

18、止計(jì)數(shù)禁止計(jì)數(shù) 允許計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù) 1 開始計(jì)數(shù)，開始計(jì)數(shù)， 2 禁止計(jì)數(shù)，禁止計(jì)數(shù)， 輸出變?yōu)榈碗娖捷敵鲎優(yōu)榈碗娖?允許計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù) 3 輸出變?yōu)楦唠娖捷敵鲎優(yōu)楦唠娖?重新設(shè)置初值，重新設(shè)置初值， 允許計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù) 4 禁止計(jì)數(shù)，禁止計(jì)數(shù)， 開始計(jì)數(shù)開始計(jì)數(shù) 允許計(jì)數(shù)允許計(jì)數(shù) 5 輸出變?yōu)楦唠娖捷敵鲎優(yōu)楦唠娖?開始計(jì)數(shù)開始計(jì)數(shù) 6種工作方式不同點(diǎn)(1) u方式方式0 0和方式和方式4 4都是由軟件觸發(fā)都是由軟件觸發(fā)( (寫入計(jì)數(shù)初值寫入計(jì)數(shù)初值) ) 啟動(dòng)計(jì)數(shù)，無自動(dòng)重裝入計(jì)數(shù)初值能力，除非啟動(dòng)計(jì)數(shù)，無自動(dòng)重裝入計(jì)數(shù)初值能力，除非 再寫初值。門控信號(hào)再寫初值。門控信號(hào)GATEGATE高電平時(shí)，

19、減高電平時(shí)，減1 1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 減減1 1；低電平時(shí)，減；低電平時(shí)，減1 1計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。它們的計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。它們的 區(qū)別是：方式區(qū)別是：方式0 0在計(jì)數(shù)過程中在計(jì)數(shù)過程中OUTOUT輸出為低電平，輸出為低電平， 計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)變?yōu)楦唠娖?，并一直保持；方式?jì)數(shù)結(jié)束時(shí)變?yōu)楦唠娖?，并一直保持；方? 4在在 計(jì)數(shù)過程中計(jì)數(shù)過程中OUTOUT輸出為高電平，計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)輸出輸出為高電平，計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)輸出 一個(gè)寬度為一個(gè)一個(gè)寬度為一個(gè)TCLKTCLK的負(fù)脈沖，以后又保持高的負(fù)脈沖，以后又保持高 電平。電平。 6種工作方式不同點(diǎn)(2) u方式方式1和方式和方式5均是硬件觸發(fā)均是硬件觸發(fā)(GATE上升沿上升沿

20、)啟動(dòng)啟動(dòng) 計(jì)數(shù)。寫入初值之后，在門控信號(hào)計(jì)數(shù)。寫入初值之后，在門控信號(hào)GATE的上升的上升 沿觸發(fā)下，初值寫入減沿觸發(fā)下，初值寫入減1計(jì)數(shù)寄存器，開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)寄存器，開始計(jì)數(shù)， 并且并且GATE只在上升沿起作用。它們的區(qū)別是：只在上升沿起作用。它們的區(qū)別是： 方式方式1在計(jì)數(shù)過程中在計(jì)數(shù)過程中OUT輸出一個(gè)寬度為計(jì)數(shù)初輸出一個(gè)寬度為計(jì)數(shù)初 值乘以值乘以TCLK的單相負(fù)脈沖；方式的單相負(fù)脈沖；方式5是在計(jì)數(shù)結(jié)是在計(jì)數(shù)結(jié) 束后束后OUT輸出一個(gè)寬度為一個(gè)輸出一個(gè)寬度為一個(gè)TCLK的負(fù)脈沖。的負(fù)脈沖。 6種工作方式不同點(diǎn)(3) u方式方式2和方式和方式3的共同點(diǎn)是具有自動(dòng)重裝入計(jì)數(shù)的共同點(diǎn)是具有

21、自動(dòng)重裝入計(jì)數(shù) 初值的能力，都是頻率發(fā)生器初值的能力，都是頻率發(fā)生器(分頻器分頻器)。它們的。它們的 區(qū)別是：方式區(qū)別是：方式2輸出占空比為輸出占空比為(n-1):1的矩形波信的矩形波信 號(hào)，而方式號(hào)，而方式3輸出方波（或近似方波）信號(hào)。輸出方波（或近似方波）信號(hào)。 9.2 8253/8254的編程 u8253加電后的工作方式不確定，必須經(jīng)初始加電后的工作方式不確定，必須經(jīng)初始 化編程后，才能正常工作化編程后，才能正常工作 u初始化編程：初始化編程： u先寫入控制字先寫入控制字 u再寫入計(jì)數(shù)初值再寫入計(jì)數(shù)初值 u工作后，可隨時(shí)讀取計(jì)數(shù)值：工作后，可隨時(shí)讀取計(jì)數(shù)值： u一般先將計(jì)數(shù)值一般先將計(jì)數(shù)

22、值鎖存在鎖存在通道內(nèi)的鎖存器中通道內(nèi)的鎖存器中 u然后可分兩次讀取然后可分兩次讀取16位的計(jì)數(shù)值位的計(jì)數(shù)值 u8254 新增的讀回命令新增的讀回命令 1 寫入方式控制字 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器讀寫格式讀寫格式工作方式工作方式數(shù)制數(shù)制 D7D6D5D4D3D2D1D0 控制字寫入控制字控制字寫入控制字I/O地址（地址（A1A011） 00 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0 01 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器1 10 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器2 11 非法非法 00 計(jì)數(shù)器鎖存命令計(jì)數(shù)器鎖存命令 01 只讀寫低字節(jié)只讀寫低字節(jié) 10 只讀寫高字節(jié)只讀寫高字節(jié) 11 先讀寫低字節(jié)先讀寫低字節(jié) 后讀寫高字節(jié)后讀寫高字節(jié) 000 方式方式0 001 方式方式

23、1 010 方式方式2 011 方式方式3 100 方式方式4 101 方式方式5 0 二進(jìn)制二進(jìn)制 1 十進(jìn)制十進(jìn)制 2 寫入計(jì)數(shù)初值 u選擇二進(jìn)制時(shí)選擇二進(jìn)制時(shí) u計(jì)數(shù)范圍：計(jì)數(shù)范圍：1H10000H u初值寫入初值寫入0時(shí)計(jì)數(shù)最大（時(shí)計(jì)數(shù)最大（65536/10000H） u選擇十進(jìn)制（選擇十進(jìn)制（BCD碼）時(shí)碼）時(shí) u計(jì)數(shù)范圍：計(jì)數(shù)范圍：110000 u初值寫入初值寫入0時(shí)計(jì)數(shù)最大（時(shí)計(jì)數(shù)最大（10000） 計(jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)器各自的計(jì)數(shù)值寫入計(jì)數(shù)器各自的 I/O地址地址 3 讀取計(jì)數(shù)值 u對(duì)對(duì)8位數(shù)據(jù)線，讀取位數(shù)據(jù)線，讀取16位的計(jì)數(shù)值，需要分兩次位的計(jì)數(shù)值，需要分兩次 進(jìn)行進(jìn)行 u由于計(jì)

24、數(shù)在不斷進(jìn)行，故應(yīng)將當(dāng)前計(jì)數(shù)值先行由于計(jì)數(shù)在不斷進(jìn)行，故應(yīng)將當(dāng)前計(jì)數(shù)值先行 鎖存，然后再讀?。烘i存，然后再讀取： u向控制字向控制字I/O地址寫入鎖存命令地址寫入鎖存命令 u從計(jì)數(shù)器從計(jì)數(shù)器I/O地址讀取被鎖存的計(jì)數(shù)值地址讀取被鎖存的計(jì)數(shù)值 u3 種讀取方式：種讀取方式： u只讀低只讀低8位位 u只讀高只讀高8位位 u先低后高先低后高 讀取計(jì)數(shù)值時(shí)要注意格式和數(shù)制讀取計(jì)數(shù)值時(shí)要注意格式和數(shù)制 例1: 8253的初始化 例：要求計(jì)數(shù)器例：要求計(jì)數(shù)器0 0工作于方式工作于方式3 3，輸出方波的重復(fù)頻率為，輸出方波的重復(fù)頻率為2KHz2KHz， 計(jì)數(shù)脈沖輸入為計(jì)數(shù)脈沖輸入為2.5MHz2.5MHz，

25、采用，采用BCDBCD碼計(jì)數(shù)，試寫出初始碼計(jì)數(shù)，試寫出初始 化程序段化程序段。 l計(jì)算計(jì)數(shù)初值：計(jì)算計(jì)數(shù)初值： lTC= 2.5MHz/ 2KHz=1250 l方式字為：方式字為：0011 0111B=37H l（計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)器0，寫，寫16位，方式位，方式3， BCD計(jì)數(shù)）計(jì)數(shù)） l設(shè)端口地址為：設(shè)端口地址為：80H、81H、 82H、83H。 ；寫入方式控制字 MOV AL，37H OUT 83H，AL ；寫入計(jì)數(shù)初始值低8位 MOV AL，50H OUT 80，AL ；寫入計(jì)數(shù)初始值高8位 MOV AL，12H OUT 80H，AL 例2: 定時(shí)器 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器0 0定時(shí)定時(shí)10ms10

26、ms，clkclk時(shí)鐘時(shí)鐘200Khz200Khz，請(qǐng)初始化，請(qǐng)初始化 MOV AL，00110001B ；寫入方式控制字 MOV DX,307H OUT DX，AL MOV AL，0H；寫入計(jì)數(shù)初始值低8位 MOV DX,304H OUT DX，AL MOV AL，20H ；寫入計(jì)數(shù)初始值高8位 OUT DX，AL 9.3 8253的應(yīng)用 例例3:用用8253-58253-5監(jiān)視一個(gè)生產(chǎn)流水線監(jiān)視一個(gè)生產(chǎn)流水線 OUT0 CLK0 GATE0 8253 CLK1 GATE1 OUT1 1 驅(qū)驅(qū) 動(dòng)動(dòng) 器器 INT +5V 2.5MHz 8255PA0 :設(shè)計(jì)要求及設(shè)計(jì)方案 u使用使用8253

27、-5監(jiān)視一個(gè)生產(chǎn)流水線，每通過監(jiān)視一個(gè)生產(chǎn)流水線，每通過50個(gè)個(gè) 工件，揚(yáng)聲器響工件，揚(yáng)聲器響5秒鐘，頻率秒鐘，頻率2000Hz。 u用用8253-5的通道的通道0設(shè)定為計(jì)數(shù)方式計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)滿設(shè)定為計(jì)數(shù)方式計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)滿 50后，由后，由OUT0輸出一個(gè)負(fù)脈沖，經(jīng)反向后作為輸出一個(gè)負(fù)脈沖，經(jīng)反向后作為 8259A的中斷請(qǐng)求信號(hào)，在中斷服務(wù)程序中，的中斷請(qǐng)求信號(hào)，在中斷服務(wù)程序中， 啟動(dòng)啟動(dòng)8253-5通道通道1工作，有通道工作，有通道1連續(xù)輸出頻率連續(xù)輸出頻率 為為2000Hz的方波信號(hào)，持續(xù)的方波信號(hào)，持續(xù)5秒后結(jié)束。秒后結(jié)束。 u通道通道0工作于方式工作于方式2，通道，通道1工作于方式工作于方

28、式3，通道，通道1 的門控信號(hào)的門控信號(hào)GATE1由由8255A的的PA0控制?？刂啤?:控制字設(shè)置 u通道通道0計(jì)數(shù)器工作于方式計(jì)數(shù)器工作于方式2，采用，采用BCD計(jì)數(shù)，因計(jì)數(shù)，因 計(jì)數(shù)初值為計(jì)數(shù)初值為50，采用，采用RL1RL0=01（讀（讀/寫計(jì)數(shù)器寫計(jì)數(shù)器 的低的低8位），則工作方式字為位），則工作方式字為00010101=15H。 u通道通道1計(jì)數(shù)器工作于方式計(jì)數(shù)器工作于方式3，CLK1接接2.5MHz時(shí)時(shí) 鐘，要求產(chǎn)生鐘，要求產(chǎn)生1000Hz的方波，則計(jì)數(shù)初值應(yīng)為的方波，則計(jì)數(shù)初值應(yīng)為 2.5106/2000=1250，采用，采用RL1RL0=11 （先讀（先讀 計(jì)數(shù)器的低計(jì)數(shù)器的

29、低8位，再讀計(jì)數(shù)器的高位，再讀計(jì)數(shù)器的高8位）。則工位）。則工 作方式字為作方式字為01110111=77H。 u設(shè)通道設(shè)通道0的地址為的地址為40H，通道，通道1的地址為的地址為41H，控，控 制口地址為制口地址為43H，8255A的口地址為的口地址為80-83H。 :主程序 MOV ALMOV AL，15H15H；通道；通道0 0初始化，方式初始化，方式2 2 OUT 43HOUT 43H，ALAL MOV ALMOV AL，50H50H；置計(jì)數(shù)初值；置計(jì)數(shù)初值 OUT 40HOUT 40H，ALAL STI STI ；開中斷；開中斷 LPOLPO：HLT HLT ；等待中斷；等待中斷 J

30、MP LOPJMP LOP : 中斷服務(wù)程序 MOV ALMOV AL，01H 01H ；通道；通道1 1的的GATE1GATE1置置1 1，啟動(dòng)計(jì)數(shù)，啟動(dòng)計(jì)數(shù) OUT 80HOUT 80H，AL AL ; ; 認(rèn)為認(rèn)為82558255已經(jīng)初始化，向已經(jīng)初始化，向82558255 ；端口送數(shù)，使；端口送數(shù)，使PA0PA0為為“1”1” MOV ALMOV AL，77H 77H ；通道；通道1 1初始化，方式初始化，方式3 3 OUT 43HOUT 43H，ALAL MOV ALMOV AL，50H 50H ；置計(jì)數(shù)初值低；置計(jì)數(shù)初值低8 8位位 OUT 41HOUT 41H，ALAL MOV

31、ALMOV AL，12H 12H ；置計(jì)數(shù)初值高；置計(jì)數(shù)初值高8 8位位 OUT 41HOUT 41H，ALAL CALL DL5S CALL DL5S ；延時(shí)；延時(shí)5 5秒，秒，DL5SDL5S為為5 5秒延時(shí)程序秒延時(shí)程序 MOV ALMOV AL，00H 00H ；通道；通道1 1的的GATE1GATE1置置0 0，停止計(jì)數(shù)，停止計(jì)數(shù) OUT 80HOUT 80H，AL AL ；復(fù)位；復(fù)位82558255端口，使端口，使PA0PA0為為“0”0” IRETIRET 例例4: 4: 為為A/DA/D轉(zhuǎn)換提供采樣啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換提供采樣啟動(dòng)信號(hào) 8253 OUT0 GATE0 CLK0 OUT1

32、 GATE1 CLK1 OUT2 GATE2 CLK2 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 時(shí)鐘源時(shí)鐘源 頻率頻率 F +5V 求計(jì)數(shù)求計(jì)數(shù) 值值 cnt0 cnt1 cnt2A0 A1 A1 A2 I/O地址地址 200H207H -CS CH0的輸出頻率：的輸出頻率： F/cnt0 CH0的門控端：的門控端：CH2/CH1級(jí)聯(lián)后控制，級(jí)聯(lián)后控制， 采樣持續(xù)時(shí)間：采樣持續(xù)時(shí)間： (cnt1*cnt2)/F 注意注意 地址地址 連接連接 方式方式2 連續(xù)連續(xù) 負(fù)脈沖負(fù)脈沖 方式方式1 單穩(wěn)單穩(wěn) 方式方式3 方波方波 采樣頻率采樣頻率 F/cnt0 啟動(dòng)啟動(dòng) 例5: 三個(gè)計(jì)數(shù)通道組合應(yīng)用 D7-D0 RD WR A0 A1 CS 8253 OUT0 GATE0 CLK0 OUT1 GATE1 CLK1 OUT2 GAT