第8章常用接口芯片(定時(shí)計(jì)數(shù)器)

1、2022-5-1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器/定時(shí)器定時(shí)器Intel 82538253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8253的引腳的引腳8253的工作方式的工作方式8253的初始化的初始化8253的應(yīng)用的應(yīng)用2022-5-2 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2022-5-31、數(shù)據(jù)總線緩沖器、數(shù)據(jù)總線緩沖器: 8位雙向三態(tài)緩沖器。位雙向三態(tài)緩沖器。 通過編寫程序向通過編寫程序向8253寫入確定寫入確定8253工作方式的命令；工作方式的命令； 向計(jì)數(shù)寄存器裝入計(jì)數(shù)初值；讀出當(dāng)前計(jì)數(shù)值。向計(jì)數(shù)寄存器裝入計(jì)數(shù)初值；讀出當(dāng)前計(jì)數(shù)值。2、讀、讀/寫控制邏輯寫控制邏輯: 8253內(nèi)部操作的控制部分。內(nèi)部操作的控制部分。 按照按照CPU發(fā)來的讀寫

2、信號(hào)及地址信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信發(fā)來的讀寫信號(hào)及地址信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信 號(hào)，來選擇讀號(hào)，來選擇讀/寫操作的端口、控制數(shù)據(jù)的傳送方向，以寫操作的端口、控制數(shù)據(jù)的傳送方向，以及對(duì)控制寄存器的寫入。及對(duì)控制寄存器的寫入。3、控制字寄存器、控制字寄存器: 控制字寄存器是控制字寄存器是8位的，只能寫不能讀。位的，只能寫不能讀。 在初始化編程時(shí)，在初始化編程時(shí)，CPU寫入方式控制字到控制字寄存器寫入方式控制字到控制字寄存器 中，用以選擇計(jì)數(shù)通道及其相應(yīng)的工作方式。中，用以選擇計(jì)數(shù)通道及其相應(yīng)的工作方式。 2022-5-44、計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)器0、計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)器1、計(jì)數(shù)器、計(jì)數(shù)器2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同、功能相同；有各

3、自獨(dú)立的端口內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同、功能相同；有各自獨(dú)立的端口地址；有地址；有6種不同的工作方式。種不同的工作方式。 每個(gè)計(jì)數(shù)通道都由計(jì)數(shù)初值寄存器、減每個(gè)計(jì)數(shù)通道都由計(jì)數(shù)初值寄存器、減1計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器和計(jì)數(shù)值鎖存器這三個(gè)組成。器和計(jì)數(shù)值鎖存器這三個(gè)組成。 計(jì)數(shù)初值提前寫入到計(jì)數(shù)通道。計(jì)數(shù)初值提前寫入到計(jì)數(shù)通道。 時(shí)鐘脈沖從時(shí)鐘脈沖從 CLK端輸入。每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖，端輸入。每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖，減減1計(jì)數(shù)器減計(jì)數(shù)器減1；當(dāng)減；當(dāng)減1計(jì)數(shù)器為計(jì)數(shù)器為0時(shí)，計(jì)數(shù)結(jié)束。時(shí)，計(jì)數(shù)結(jié)束。2022-5-5 計(jì)數(shù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)計(jì)數(shù)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)計(jì)數(shù)值鎖存器（16位）鎖存器讀出當(dāng)前值減1計(jì)數(shù)器（16位）&OUTCLKGATE計(jì)數(shù)

4、初值寄存器（16位）裝入/讀出初值2022-5-6 計(jì)數(shù)初值寄存器計(jì)數(shù)初值寄存器（16位）：用于存放計(jì)數(shù)初值，其長度為16位，故最大計(jì)數(shù)值為65536。此寄存器的初值同減1計(jì)數(shù)器的初值在初始化時(shí)同時(shí)裝入的。 減減1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器（16位）：用于進(jìn)行減1操作，每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖，就作減1運(yùn)算，直至將計(jì)數(shù)初值減為0為止。 計(jì)數(shù)值鎖存器計(jì)數(shù)值鎖存器（16位）：鎖存減減1 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器的內(nèi)容，以供讀出和查詢。2022-5-7 8253的引腳的引腳8253D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GND1234567891011122423222120191817 16 15 14 13Vc

5、cWRRDCSA1A0CLK2GATE2OUT2CLK1GATE1OUT12022-5-8面向面向CPU的信號(hào)線的信號(hào)線： （1）數(shù)據(jù)總D0D7線，為三態(tài)輸入/輸出線，用于將8253與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連。 （2）片選線 CS* （3）讀信號(hào) RD*，有效時(shí)表示對(duì)8253進(jìn)行讀操作。 （4）寫信號(hào) WR*，有效時(shí)表示對(duì)外253進(jìn)行寫操作。 （5）地址線 A1A0 ，用于選擇8253片內(nèi)的寄存器。占用四個(gè)連續(xù)的端口地址，分別對(duì)應(yīng)于三個(gè)計(jì)數(shù)初值寄存器端口和一個(gè)控制寄存器端口。 A1A0 =00計(jì)數(shù)器0 A1A0 =01計(jì)數(shù)器1 A1A0 =10計(jì)數(shù)器2 A1A0 =11控制寄存器2022-5-9面向面

6、向I/O設(shè)備的信號(hào)線設(shè)備的信號(hào)線： （6）計(jì)數(shù)器時(shí)鐘信號(hào)CLK：為計(jì)數(shù)器提供時(shí)鐘信號(hào)。 （7）計(jì)數(shù)器門選控制信號(hào)GATE：用來禁止、開始計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)過程。 （8）計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)OUT：當(dāng)計(jì)數(shù)值減為0時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)OUT，表示計(jì)數(shù)或定時(shí)已到。2022-5-10初始化： 設(shè)定工作方式 設(shè)定計(jì)數(shù)初值啟動(dòng)計(jì)數(shù)器： 計(jì)數(shù)值送入減1計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器工作： 計(jì)數(shù)過程 計(jì)數(shù)結(jié)束8253工作方式工作方式 方式方式0GATEOUTCLK 031244WR方式方式02022-5-11初始化： 設(shè)定工作方式 設(shè)定計(jì)數(shù)初值啟動(dòng)計(jì)數(shù)器： 硬件啟動(dòng) (GATE的上升沿) 計(jì)數(shù)值送入減1計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器工作： 計(jì)數(shù)過程 計(jì)數(shù)結(jié)

7、束GATEOUTCLK 03124 4方式方式1WR8253工作方式工作方式 方式方式12022-5-128253工作方式工作方式 方式方式203124GATEOUTCLK 4方式方式2031240312403124WR2022-5-138253工作方式工作方式 方式方式303124GATEOUTCLK 4方式方式3031240312403124WR2022-5-140方式、1方式：計(jì)數(shù)結(jié)束后輸出高電平計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值 = 定時(shí)時(shí)間定時(shí)時(shí)間 / 輸入脈沖周期輸入脈沖周期 2方式、3方式：重復(fù)計(jì)數(shù)，輸出周期脈沖計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)初值 = fCLK / fOUT = 輸入脈沖頻率輸入脈沖頻率/輸出脈沖頻

8、率輸出脈沖頻率2022-5-15 8253的初始化的初始化 設(shè)置控制字：選擇計(jì)數(shù)通道，確定其工作方式。 設(shè)置計(jì)數(shù)初值：寫入到對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)通道中，確定計(jì)數(shù)定時(shí)時(shí)間。 8253的工作方式控制字2022-5-16例， 選擇2號(hào)計(jì)數(shù)器，工作在3方式，計(jì)數(shù)初值為533H，采用二進(jìn)制計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的端口地址為：304H 307H。其初始化程序如下。mov dx,307h ;設(shè)置方式控制字設(shè)置方式控制字mov al,10 11 011 0Bout dx,al mov dx,306h ;設(shè)置計(jì)數(shù)初值設(shè)置計(jì)數(shù)初值mov ax,533h ;計(jì)數(shù)初值為計(jì)數(shù)初值為533Hout dx,al ;先送低字節(jié)先送低字節(jié)mov

9、al,ahout dx,al ;后送高字節(jié)后送高字節(jié)2022-5-17應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例1 對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行分頻對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行分頻 對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的時(shí)鐘脈沖信號(hào)（1MHZ）進(jìn)行分頻，產(chǎn)生1HZ時(shí)鐘脈沖信號(hào)。 將1HZ時(shí)鐘脈沖信號(hào)輸出到一個(gè)發(fā)光二極管上（發(fā)光二極管的點(diǎn)亮、熄滅交替進(jìn)行）。 畫出硬件線路圖，寫出初始化程序。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上調(diào)試，演示。 問題1：應(yīng)該采用哪一種工作方式？ 問題2：首先確定計(jì)數(shù)初值。若計(jì)數(shù)初值超出了計(jì)數(shù)器的表示范圍（16位二進(jìn)制數(shù)），該如何處理？ 計(jì)數(shù)初值= 1MHZ/ 1HZ =106 = 103 1031）硬件連接2022-5-18XD0：XD7XA1XA2IOY0*IOW

10、*IOR*CLK系系 統(tǒng)統(tǒng) 總總 線線D0：D7A0A1CS*WR*RD*CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1+5V+5V接發(fā)光二極管或示波器Intel 8253/8254通道0，通道1：工作方式3IOY0* 0600H063FH2022-5-19CODE SEGMENT ASSUME CS:CODESTART: MOV DX, 0603H MOV AL, 36H ; 計(jì)數(shù)器0工作方式控制字 OUT DX, AL MOV DX, 0600H MOV AX, 1000 ; 計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)初值 OUT DX, AL MOV AL, AH MOV DX, AL MOV DX, 0603

11、H MOV AL, 76H ; 計(jì)數(shù)器1工作方式控制字 OUT DX, AL MOV DX, 0601H MOV AX, 1000 ; 計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)初值 OUT DX, AL MOV AL, AH MOV DX, AL AA: JMP AACODE ENDS END START2022-5-208253應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例2：控制揚(yáng)聲器發(fā)聲，作為報(bào)警或：控制揚(yáng)聲器發(fā)聲，作為報(bào)警或 伴音信號(hào)。伴音信號(hào)。1 要求 利用8253的計(jì)數(shù)器2發(fā)出600HZ的報(bào)警音。按任意鍵，開始發(fā)聲；按ESC鍵，停止發(fā)聲。8253的輸入時(shí)鐘CLK的頻率為1.19318MHz。2 實(shí)驗(yàn)資源 1）MFID實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的 J（82

12、53）、I（8255） 、 R（音樂發(fā)生器）和模塊電源四個(gè)電路模塊 。 2 ）8255的4個(gè)端口地址為300H303H。其中A口為300H，B口為301H，C口為302H，命令口為303H。 3）8253的四個(gè)端口地址為304H307H。其通道0為304H,通道1為305H,通道2為306H,命令口為307H2022-5-213 分析 1）計(jì)數(shù)器2采用工作方式3， 計(jì)數(shù)初值： C=1.19318X106HZ / 600HZ = 1983 2）揚(yáng)聲器的開/關(guān)控制： 將8255A引腳PC6連接至GATE2，利用PC6 控制計(jì)數(shù)器2 ； 將PC0和OUT2連接至與門，利用PC0控制揚(yáng)聲器。&濾波功放

13、1.19MHzPC0PC6GATE2OUT2CLK282538255A2022-5-22 硬件設(shè)計(jì)2022-5-23 軟件設(shè)計(jì)關(guān)閉揚(yáng)聲器返回結(jié)束打開揚(yáng)聲器發(fā)出600HZ的報(bào)警音按下ESC鍵？YYN開始關(guān)閉揚(yáng)聲器按下任意鍵？N8253初始化(并裝入初值)8255A初始化2022-5-24 mov al,10110110B ;8253初始化 mov dx,307h out dx,al mov ax, 1983 mov dx,306h ;向8253裝入計(jì)數(shù)初值 out dx,al ;先裝低字節(jié) mov al,ah out dx,al ;再裝高字節(jié) mov al,00001100B ;關(guān)閉8253的T2計(jì)數(shù)器（8255的PC6=0） mov dx,303h out dx,al mov al,00000000B ;關(guān)閉喇叭（8255的PC0=0） mov dx,303h out dx,al2022-5-25L1: mov ah, 0bh ;檢測是否有任意鍵按下？ int 21h cmp al, 0FFH jz L1 mov dx,303h ;打開喇叭（8255的PC0=1） mov al,00000001B out dx,al mov al,00001101B ;打開8253的T2（PC6=1）