《微機(jī)原理》課件第7章－8253

1、第7章可編程計(jì)數(shù)器/定時器82537-1 概述7-2 8253的控制字/鎖存字7-3 8253的工作方式7-4 8253的應(yīng)用編程7-5 8254簡介2一、接口芯片的一般結(jié)構(gòu)及功能地址譯碼器數(shù)據(jù)輸入/輸出狀態(tài)寄存器控制寄存器讀/寫中斷控制外設(shè)DBINTRI/ORDYCSINTAM/IO RD WRSTBA0A1聯(lián)絡(luò)信號：STBRDY=1，接口已接收數(shù)據(jù)；=0 ，選通，輸入數(shù)據(jù)輸入：輸出：STBRDY=1，通知外設(shè)；=0 ， 外設(shè)已接收數(shù)據(jù)7-1 8253概述3二、簡單的并行輸入/輸出接口1、并行緩沖輸入接口電路輸入緩沖器接CPU數(shù)據(jù)總線執(zhí)行IN指令時，CPU產(chǎn)生這些信號地址總線地址譯碼器IOR

2、輸入設(shè)備74LS2447-1 接口芯片的一般概念42、并行輸出鎖存接口電路例：執(zhí)行 OUT n， AL，輸出數(shù)據(jù)控制LED點(diǎn)亮鎖存器74LS273來自CPU數(shù)據(jù)總線IOW地址譯碼器地址總線輸出設(shè)備7-1 接口芯片的一般概念5一、功能1、有三個獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器2、每個計(jì)數(shù)器都可以按二進(jìn)制或BCD計(jì)數(shù)3、每個計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率最大為2MHZ4、每個計(jì)數(shù)器都有6種工作方式，通過編程設(shè)置計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2CLK0 時鐘輸入 GATE0 門控信號OUT0 輸出信號A0A1RDWRCSD7D0D15 D0D15 D0D15 D07-1 8253概述

3、6二、引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)總線緩沖器讀/寫控制電路控制字寄存器計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2D7D0RDWRCSA0A1 A1、A0端口選擇0 0-計(jì)數(shù)器00 1-計(jì)數(shù)器1 1 0-計(jì)數(shù)器21 1-控制端口時鐘輸入門控信號輸出信號7-1 8253概述7計(jì)數(shù)器通道結(jié)構(gòu)GATE初值寄存器輸出鎖存器CR CEOLCLKOUTD15 D14 D0執(zhí)行部件（減1計(jì)數(shù)器）初值寄存器：16位，可分為兩個8位使用；每個16位計(jì)數(shù)器可以按二進(jìn)制計(jì)數(shù)或BCD計(jì)數(shù)；計(jì)數(shù)器最大值為0000H：按BCD計(jì)數(shù)， 0000H 表示10000按二進(jìn)制計(jì)數(shù)，

4、 0000H 表示65536；7-1 8253概述88253初始化后，自動使8253復(fù)位初始化后的第1個CLK，使初值置入減1計(jì)數(shù)器當(dāng)GATE高電平時，第2個CLK的下降沿使減1計(jì)數(shù)器減1；計(jì)數(shù)器回零，輸出OUT信號輸出鎖存器跟隨CE同時變化，當(dāng)接到鎖存命令，鎖定當(dāng)前值，直到被CPU讀取。計(jì)數(shù)器工作過程：GATE初值寄存器輸出鎖存器CR CEOLCLKOUTD15 D14 D0執(zhí)行部件（減1計(jì)數(shù)器）7-1 8253概述9硬件啟動：GATE，分為邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)軟件啟動：當(dāng)GATE高電平，置入計(jì)數(shù)初值后自啟動GATE初值寄存器輸出鎖存器CR CEOLCLKOUTD15 D14 D0執(zhí)行部件（減

5、1計(jì)數(shù)器）計(jì)數(shù)器啟動方式：7-1 8253概述控制寄存器(8位)10一、8253的控制字/鎖存字格式SC1SC0BCDM0M1M2R/W0R/W1端口選擇00 0# 計(jì)數(shù)器01 1# 計(jì)數(shù)器10 2# 計(jì)數(shù)器1 BCD計(jì)數(shù)0 二進(jìn)制計(jì)數(shù)00 鎖存01 低8位10 高8位16位（先低8位、后高8位） 方式選擇0 0 0 方式00 0 1 方式1X 1 0 方式2X 1 1 方式31 0 0 方式41 0 1 方式57-2 8253的控制字/鎖存字11寫控制字寫計(jì)數(shù)值低8位寫計(jì)數(shù)值高8位二、編程芯片初始化置計(jì)數(shù)初值計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2CLK0

6、 時鐘輸入 GATE0 門控信號OUT0 輸出信號A0A1RDWRCSD7D0*7-2 8253的控制字/鎖存字12例、假設(shè)8253的端口地址為40H、41H、42H和43H。設(shè)計(jì)數(shù)器0通道工作在方式0，CLK0外接開關(guān)，計(jì)數(shù)滿1000次點(diǎn)亮指示燈；請編程。第一步：首先初始化，確定工作方式方式字：0011 000 1（31H）MOV AL，31HOUT 43H，AL第二步：裝入計(jì)數(shù)初值，先低8位，后高8位（方式0 時應(yīng)裝入999次，見方式0介紹） MOV AL ，99HOUT 40H，ALMOV AL ，09HOUT 40H，AL+5VCLK0計(jì)數(shù)器08253計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2控制端口40H41

7、H42H43HGATE0OUT0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0SC1SC0BCDM0M1M2R/W0R/W17-2 8253的控制字/鎖存字138253的工作方式方式0-計(jì)數(shù)結(jié)束中斷方式方式1-可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器方式2-頻率發(fā)生器方式3-方波發(fā)生器方式4-軟件觸發(fā)選通方式方式5-硬件觸發(fā)選通方式不同方式下的啟動計(jì)數(shù)器、GATE作用和OUT的輸出波形均有所不同。7-3 8253的工作方式14方式0：計(jì)數(shù)結(jié)束中斷方式用于事件計(jì)數(shù)；裝入控制字后輸出端變低電平，初值裝入后自啟動計(jì)數(shù)結(jié)束輸出高電平，可作中斷請求；一次性計(jì)數(shù)，再次寫入計(jì)數(shù)初值才能重新計(jì)數(shù)（GATE為高電平）CLKW

8、Rn=44 3 2 1 0*OUTGATE1軟件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)7-3 8253的工作方式15外部GATE啟動計(jì)數(shù)，可重復(fù)觸發(fā)計(jì)數(shù)裝入控制字后輸出端變高電平，計(jì)數(shù)開始輸出低電平，結(jié)束后又變高方式1：可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)方式CLKWRCW=10n=33 2 1 0OUTGATE3 2 1 0GATE再次觸發(fā)重新開始計(jì)數(shù)硬件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)7-3 8253的工作方式16方式2：頻率發(fā)生器裝入控制字后輸出端變高電平；裝入初值自啟動計(jì)數(shù)器；(N-1)個高電平，1個低電平；自動重復(fù)計(jì)數(shù)CLKWRCW=10n=44 3 2 1 0OUTGATE14 3 2 1 0輸出為輸入頻率的1/n。既可軟件啟動

9、，又可硬件啟動，可自動重復(fù)計(jì)數(shù)7-3 8253的工作方式17裝入初值自啟動計(jì)數(shù)器；OUT輸出對稱（或基本對稱）的方波；自動重復(fù)計(jì)數(shù)，作為串行通信的時鐘信號方式3：方波發(fā)生器WRCW=10n=55 4 3 2 1OUT 5 4 3 2 1 5n為奇數(shù)輸出（n+1）/2和（n-1）/2方波CLKWRCW=10n=44 3 2 1OUTGATE14 3 2 1 4n為偶數(shù)輸出n/2對稱方波既可軟件啟動，又可硬件啟動，可自動重復(fù)計(jì)數(shù)7-3 8253的工作方式18方式4：軟件觸發(fā)選通方式裝入控制字后輸出端變高電平；初值裝入后自啟動計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)結(jié)束輸出一個CLK寬度的負(fù)電平；一次性計(jì)數(shù)，再次裝入初值時，進(jìn)

10、行下一次計(jì)數(shù)CLKWRCW=10n=33 2 1 0OUTGATE1軟件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)7-3 8253的工作方式19GATE上升沿啟動計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù) 回零后，輸出一個負(fù)脈沖一次性計(jì)數(shù)， GATE再次觸發(fā)，進(jìn)行下一次計(jì)數(shù)方式5：硬件觸發(fā)選通方式CLKWRCW=10n=33 2 1 0OUTGATE硬件啟動，不自動重復(fù)計(jì)數(shù)7-3 8253的工作方式20例7.1 計(jì)數(shù)器0工作于方式3,計(jì)數(shù)初值為3412H,按BCD碼計(jì)數(shù);計(jì)數(shù)器2工作于方式2,計(jì)數(shù)初值為67H,按二進(jìn)制計(jì)數(shù),設(shè)8253的端口地址為40H43H.請編寫其初始化程序. 計(jì)數(shù)器08253計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2控制端口40H41H42H43H

11、7-4 8253應(yīng)用編程8253的應(yīng)用;計(jì)數(shù)器0初始化程序： MOV AL， 00110111B ;0號計(jì)數(shù)器方式3,16位二進(jìn)制計(jì)數(shù)OUT 43H，ALMOV AX，3412HOUT 40H，AL ；先寫低8位MOV AL，AH ；再寫高8位OUT 40H，AL21例7.1 計(jì)數(shù)器0工作于方式3,計(jì)數(shù)初值為3412H,按BCD碼計(jì)數(shù);計(jì)數(shù)器2工作于方式2,計(jì)數(shù)初值為67H,按二進(jìn)制計(jì)數(shù),設(shè)8253的端口地址為40H43H.請編寫其初始化程序. 計(jì)數(shù)器08253計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2控制端口40H41H42H43H7-4 8253應(yīng)用編程8253的應(yīng)用;計(jì)數(shù)器2初始化程序： MOV AL， 1001

12、0100B ；2號計(jì)數(shù)器方式2,8位二進(jìn)制計(jì)數(shù) OUT 43H，ALMOV AL，67H ；寫計(jì)數(shù)初值低8位OUT 42H，AL22例7.2 設(shè)8253的端口地址分別為304H307H.計(jì)數(shù)器0工作在方式0,按二進(jìn)制計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)初值為2A3BH;計(jì)數(shù)器1工作在方式1,按二進(jìn)制計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)初值為4CH;計(jì)數(shù)器2工作在方式3,作為方波發(fā)生器,要求輸出40kHz方波,已知CLK2時鐘輸入信號頻率為2MHz.請編寫完成上述功能的初始化程序. 計(jì)數(shù)器08253計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2控制端口304H305H306H307H7-4 8253應(yīng)用編程8253的應(yīng)用;計(jì)數(shù)器0初始化程序： MOV DX, 0307H ；寫

13、控制字 MOV AL， 00110000B;0號計(jì)數(shù)器方式0, 16位二進(jìn)制計(jì)數(shù)OUT DX，ALMOV DX, 0304H ;寫計(jì)數(shù)器0號的計(jì)數(shù)初值 MOV AX，2A3BHOUT DX，AL ；先寫低8位MOV AL, AH ；再寫高8位OUT DX, AL23例7.2 設(shè)8253的端口地址分別為304H307H.計(jì)數(shù)器0工作在方式0,按二進(jìn)制計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)初值為2A3BH;計(jì)數(shù)器1工作在方式1,按二進(jìn)制計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)初值為4CH;計(jì)數(shù)器2工作在方式3,作為方波發(fā)生器,要求輸出40kHz方波,已知CLK2時鐘輸入信號頻率為2MHz.請編寫完成上述功能的初始化程序. 計(jì)數(shù)器08253計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2

14、控制端口304H305H306H307H7-4 8253應(yīng)用編程8253的應(yīng)用;計(jì)數(shù)器1初始化程序： MOV DX, 0307H ；寫控制字 MOV AL， 01010010B;1號計(jì)數(shù)器方式1, 8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)OUT DX，ALMOV DX, 0305H ;寫計(jì)數(shù)器1號的計(jì)數(shù)初值 MOV AL，4CHOUT DX，AL ；寫低8位24例7.2 設(shè)8253的端口地址分別為304H307H.計(jì)數(shù)器0工作在方式0,按二進(jìn)制計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)初值為2A3BH;計(jì)數(shù)器1工作在方式1,按二進(jìn)制計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)初值為4CH;計(jì)數(shù)器2工作在方式3,作為方波發(fā)生器,要求輸出40kHz方波,已知CLK2時鐘輸入信號頻率為2M

15、Hz.請編寫完成上述功能的初始化程序. 計(jì)數(shù)器08253計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2控制端口304H305H306H307H7-4 8253應(yīng)用編程8253的應(yīng)用;計(jì)數(shù)器2初始化程序： ;產(chǎn)生40kHz方波,初值=2MHz/40kHz=50=32HMOV DX, 0307H ；寫控制字 MOV AL， 10010110B;2號計(jì)數(shù)器方式3, 8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)OUT DX，ALMOV DX, 0306H ;寫計(jì)數(shù)器2號的計(jì)數(shù)初值 MOV AL，32HOUT DX，AL ；寫低8位25輸入8253的時鐘頻率為2MHz；要求計(jì)數(shù)器0 每10ms輸出一個CLK脈沖寬的負(fù)脈沖；用計(jì)數(shù)器1產(chǎn)生10KHz的連續(xù)方波信號；

16、計(jì)數(shù)器2在定時5ms后產(chǎn)生輸出高電平；已知端口地址為40H 43H。 畫線路連接圖，并編寫初始化程序8253應(yīng)用舉例2第1步：選擇工作方式，計(jì)算計(jì)數(shù)初值第2步：寫初始化程序7-4 8253應(yīng)用編程26CLK0GATE0OUT1D0D7WRRDA1A0CSDBIOWIORA1A0譯碼器8253CLK2GATE1GATE2+5VCLK12MHzOUT0OUT2？7-4 8253應(yīng)用編程27第2步：初始化程序MOV AL，34H;OUT 43H，ALMOV AX，20000OUT 40H，AL;MOV AL，AHOUT 40H，ALCNT1：CNT2： 第1步： 計(jì)算計(jì)數(shù)初值：0：方式2 20000

17、1：方式3 2002：方式0 10000CNT0： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0SC1SC0BCDM0M1M2R/W0R/W17-4 8253應(yīng)用編程288254-8253的改進(jìn)型,功能特點(diǎn):7-5 8254簡介（1）有3個獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器；（2）每個計(jì)數(shù)器可按二進(jìn)制或十進(jìn)制（BCD）計(jì)數(shù)；（3）每個計(jì)數(shù)器可編程工作于6種不同工作方式；（4）8254每個計(jì)數(shù)器允許的最高計(jì)數(shù)頻率為10MHz（8253為2MHz）；（5）8254有讀回命令（8253沒有），除了可以讀出當(dāng)前計(jì)數(shù)單元的內(nèi)容外，還可以讀出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容；（6）計(jì)數(shù)脈沖可以是有規(guī)律的時鐘信號，也可以是隨機(jī)信號。 2

18、98254-內(nèi)部結(jié)構(gòu):7-5 8254簡介計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2數(shù)據(jù)總線緩沖器R/W邏輯電路控制寄存器D7:0內(nèi)部總線RDWRA0A1CSCLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2123456789101112D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GND242322212019181716151413VCCWRRDCSA1A0CLK2OUT2GATE2CLK1GATE1OU引腳信號:7-5 8254簡介計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)器2數(shù)據(jù)總線緩沖器R/W邏輯電路控制寄存器D7:0內(nèi)部總線RDWRA0A1CSCLK0GA

19、TE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2123456789101112D7D6D5D4D3D2D1D0CLK0OUT0GATE0GND242322212019181716151413VCCWRRDCSA1A0CLK2OUT2GATE2CLK1GATE1OUT1825431編寫程序，將8254的計(jì)數(shù)器0設(shè)置為方式0，計(jì)數(shù)值為十進(jìn)制數(shù)3，用單次脈沖KK1作為CLK0時鐘，OUT0連接MIR7，每當(dāng)KK1按動4次后產(chǎn)生中斷請求，在屏幕上顯示一個字符“M”。 1、8254計(jì)數(shù)應(yīng)用試驗(yàn)試驗(yàn)講解 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0SC1SC0BCDM0M1M2R/W0

20、R/W132A8254 EQU 06C0HB8254 EQU 06C2HC8254 EQU 06C4HCON8254 EQU 06C6HSSTACKSEGMENT STACKDW 32 DUP(?)SSTACKENDSCODESEGMENTASSUME CS:CODE, SS:SSTACKSTART:PUSH DSMOV AX, 0000HMOV DS, AX；主程序：7-2 可編程定時/計(jì)數(shù)接口芯片825333MOV AX, OFFSET IRQ7;取中斷入口地址MOV SI, 003CH;中斷矢量地址MOV SI, AX;填I(lǐng)RQ7的偏移矢量MOV AX, CS;段地址MOV SI, 00

21、3EHMOV SI, AX;填I(lǐng)RQ7的段地址矢量CLIMOV AL, 11H ；主片8259A初始化OUT 20H, AL;ICW1MOV AL, 08HOUT 21H, AL;ICW2MOV AL, 04HOUT 21H, AL;ICW3MOV AL, 01HOUT 21H, AL;ICW4MOV AL, 6FH;OCW1OUT 21H, AL ；8259初始化7-2 可編程定時/計(jì)數(shù)接口芯片825334MOV DX, CON8254MOV AL, 10H;計(jì)數(shù)器0，方式0OUT DX, ALMOV DX, A8254MOV AL, 03HOUT DX, AL ；裝入初值，啟動計(jì)數(shù)STIA

22、A1:JMP AA1；8254初始化7-2 可編程定時/計(jì)數(shù)接口芯片825335IRQ7:MOV DX, A8254MOV AL, 03HOUT DX, AL ；裝入初值，啟動新的計(jì)數(shù)MOV AX, 014DHINT 10H;顯示字符MMOV AX, 0120HINT 10HMOV AL, 20HOUT 20H, AL;中斷結(jié)束命令I(lǐng)RETCODE ENDSEND START；中斷服務(wù)子程序7-2 可編程定時/計(jì)數(shù)接口芯片8253(5)要求按動開關(guān)兩次，產(chǎn)生中斷，如何修改程序？(6)修改程序，要求在屏幕上顯示是第幾次中斷；(4)改變計(jì)數(shù)值，驗(yàn)證8254的計(jì)數(shù)功能。367-2 可編程定時/計(jì)數(shù)接

23、口芯片82532、定時應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。編寫程序， OUT0為波形輸出1ms方波，設(shè)置為方式3，用信號源1MHz作為CLK0時鐘。OUT0接到發(fā)光二極管上，運(yùn)行程序，觀察發(fā)光二極管狀態(tài)。（時鐘源和GATE信號實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)部已經(jīng)接好線） 37A8254 EQU 06C0HB8254 EQU 06C2HC8254 EQU 06C4HCON8254 EQU 06C6HSSTACKSEGMENT STACKDW 32 DUP(?)SSTACKENDSCODESEGMENTASSUME CS:CODESTART:MOV DX, CON8254;8254MOV AL, 36H;計(jì)數(shù)器0，方式3OUT DX, ALMO

24、V DX, A8254MOV AL, 0E8HOUT DX, ALMOV AL, 03HOUT DX, ALAA1:JMP AA1CODEENDSEND START7-2 可編程定時/計(jì)數(shù)接口芯片8253387-2 可編程定時/計(jì)數(shù)接口芯片82535、利用8254的0#通道來定時中斷(IRQ0)，中斷后，屏幕上循環(huán)顯示“OK”字?jǐn)?shù)，直到用“RESET”復(fù)位停止顯示。其接線見下圖（本實(shí)驗(yàn)不用接線，內(nèi)部已經(jīng)接好了）。 39A8254 EQU 06C0HB8254 EQU 06C2HC8254 EQU 06C4HCON8254 EQU 06C6HSSTACKSEGMENT STACKDW 32 DU

25、P(?)SSTACKENDSCODESEGMENTASSUME CS:CODESTART: ；9259A初始化裝中斷向量(0) ；寫控制字ICW1 ICW2 ICW3 ICW4 OCW1 ；8254初始化寫控制字 ；裝入初值 AA1:JMP AA1CODEENDSEND START7-2 可編程定時/計(jì)數(shù)接口芯片8253參考程序40例3 、8255A的A口用于采集數(shù)據(jù)；采樣周期為2s，現(xiàn)場的主時鐘頻率為2MHz。使用8253每2s鐘發(fā)出一次中斷請求信號，CPU響應(yīng)后，通過8255A采集數(shù)據(jù)。8253工作于方式2。8253的端口地址為40H、42H、44H、46H；請初始化8253。CLK0OUT0CLK1OUT182532MHz中斷請求CPU8255A現(xiàn)場7-2 可編程定時/計(jì)數(shù)接口芯片825341 4、0#通道： 控制字： 00110110 36H 初值： 40000=9C40H 1# 通道 ：控制字： 01010100 54H 初值： 100=64H 1、8253采用級連方式， OUT0接到CLK1端； 2、0#通道方式3， CLK0接時鐘2MHz，計(jì)數(shù)值40000，則0#的定時時間為：40000/（2*1000000）=