微機原理與接口技術定時計數(shù)技術

微機原理與接口技術定時計數(shù)技術第一頁，共三十八頁，2022年，8月28日學習目的通過對本章的學習，您應該能夠達到下列要求：了解定時基本概念熟悉可編程計數(shù)器/定時器8253的外部特性熟悉可編程計數(shù)器/定時器8253工作模式熟悉可編程計數(shù)器/定時器8253初始化第二頁，共三十八頁，2022年，8月28日重點8253的外部特性8253工作模式8253初始化第三頁，共三十八頁，2022年，8月28日8.1定時基本概念定時/計數(shù)日時鐘-實時鐘；定時采樣生產(chǎn)線上零件統(tǒng)計、車流量統(tǒng)計頻率-聲音-音樂

微機中的定時方法軟件定時——延遲子程序短時延時，不需要外圍設備；CPU等待延時增加開銷，降低CPU效率，受主機頻率的影響，通用性差等第四頁，共三十八頁，2022年，8月28日硬件定時采用定時/計數(shù)器或單穩(wěn)延時電路產(chǎn)生定時或延時。不占CPU時間，定時準確且時間長，不受主機頻率的影響，使用靈活，通用性好。8.1定時基本概念8253：2MHz 8253-5：5MHz8254：8MHz 8254-2：10MHz8254-5：5MHz等第五頁，共三十八頁，2022年，8月28日例8.1：軟件定時的例子編寫一個軟件定時程序,要求定時20ms。假設：8086的時鐘=8MHz,一個時鐘周期T=1/8MHz=0.125us延時20ms,執(zhí)行PUSHF,POPF指令：需要循環(huán)次數(shù)：N=20000/[(14+12+17)*0.125]=37209參考程序：

MOVCX,37209L1：PUSHF ;時鐘數(shù):14T

POPF ;時鐘數(shù):12T

LOOPL1

;時鐘數(shù):17T第六頁，共三十八頁，2022年，8月28日誤差:(15+12+19)*0.125=5.75us寫成子程序：DELAYPROCFAR

PUSHCXMOVCX,37209L:PUSHFPOPFLOOPL

POPCXRETPUSHCX;時鐘數(shù):15TPOPCX;時鐘數(shù):12TRET;時鐘數(shù):19T第七頁，共三十八頁，2022年，8月28日完成0~9的計數(shù)，主要程序片段MOVCX，10LP:CALLDELAYMOVDL,30HMOVAH,02H;DOS調(diào)用,顯示一個字符

INT21HINCDLLOOPLPMOVAH,4CHINT21HDELAYPROCNEAR

;軟件延時子程序

PUSHAXMOVCX,0FFFFHL:PUSHFPOPFLOOPLPOPAXRETDELAYENDP第八頁，共三十八頁，2022年，8月28日8.2可編程計數(shù)器/定時器8253

PIT(ProgrammableIntervalTimer)1.外部特性8086CPUD0~7A2A1A9~A38253端口地址為偶地址第九頁，共三十八頁，2022年，8月28日8253內(nèi)部結構框圖CLKi：不大于2MHZ第十頁，共三十八頁，2022年，8月28日1).數(shù)據(jù)總線緩沖器(8位)

往計數(shù)器設置計數(shù)初值；從計數(shù)器讀取計數(shù)值；往控制寄存器設置控制字。2).讀/寫邏輯電路

A1A0：端口選擇

00：通道0（0號計數(shù)器）

01：通道1（1號計數(shù)器）

10：通道2（2號計數(shù)器）

11：控制字寄存器第十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日3).控制寄存器(8位)

接收CPU送來的控制字，用來選擇計數(shù)器和工作方式，只能寫不能讀。4).計數(shù)器:

三個獨立通道:計數(shù)器0,計數(shù)器1,計數(shù)器2

每個計數(shù)器包含:

計數(shù)初值寄存器(16位，65536個數(shù)，64KB)

減一寄存器(16位)

當前計數(shù)初值鎖存器(16位)計數(shù)：CLK脈沖間隔可以不相等；定時：CLK脈沖間隔相等，精確的時鐘脈沖第十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日提問：8253每個計數(shù)通道與外設接口有哪些信號線，每個信號的用途是什么？定時/計數(shù)器芯片Intel8253占用幾個端口地址？各個端口分別對應什么？

第十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日2.計數(shù)初值計數(shù)初值n

=時鐘頻率fc/輸出頻率fout=定時時間Tout/時鐘脈沖周期Tc3.編程命令方式命令字對8253初始化第十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日

8.2.28253控制字格式

SC1SC0RW1RW0M2M1M0BCD1--計數(shù)值為BCD碼格式0--計數(shù)值為二進制格式M2M1M0

模式選擇

000模式0001模式1010模式2011模式3100模式4101模式500----對計數(shù)器進行鎖存01----只讀/寫低8位字節(jié)10----只讀/寫高8位字節(jié)11----先讀/寫低8位字節(jié),

再讀/寫高8位字節(jié).00----選計數(shù)器001----選計數(shù)器110----選計數(shù)器211----無意義第十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日8253初始化方法:設置控制字；確定計數(shù)初值。例8.2:使2號定時器,工作在方式3,計數(shù)初值=533H,二進制計數(shù).試寫出8253初始化程序段。已知8253的端口地址:40H,41H,42H,43HMOVAL,10110110B;2號定時器,方式3OUT43H,ALMOVAX,0533HOUT42H,AL;2號數(shù)據(jù)口MOVAL,AHOUT42H,AL第十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日讀當前計數(shù)值：先寫鎖存控制字，再讀計數(shù)值例8.3:

計數(shù)器1已經(jīng)初始化為8位二進制計數(shù)方式，要求讀出并檢查1號計數(shù)器的當前值是否全為”1”。已知8253的端口地址:40H,41H,42H,43HL：MOVAL,01000000B;1號計數(shù)器鎖存命令

OUT43H,AL INAL,41H;讀1號計數(shù)器計數(shù)值

CMPAL，0FFH JNEL HLT第十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日

8.2.38253的工作模式方式0——計數(shù)結束產(chǎn)生中斷一次定時或計數(shù),重寫初值,啟動新一輪的計數(shù)方式1——可編程的單脈沖(單穩(wěn))觸發(fā)器

GATE邊沿觸發(fā),啟動新一輪計數(shù)方式2——分頻器(速度波形發(fā)生器)具有計數(shù)初值重裝能力方式3——方波發(fā)生器具有計數(shù)初值重裝能力方式4——軟件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器一次定時,重寫初值,啟動新一輪的計數(shù)方式5——硬件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器

GATE邊沿觸發(fā),新一輪計數(shù)第十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日1.方式0——計數(shù)結束產(chǎn)生中斷(一次定時或計數(shù),若重新計數(shù)，則需重寫初值，啟動新一輪的計數(shù))第十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日例8.4:使1號定時器工作在方式0,計數(shù)初值0FF5H,二進制計數(shù).試寫出8253初始化程序段。已知8253端口地址:40H,41H,42H,43HMOVAL,01110000B;1號定時器,方式0OUT43H,ALMOVAX,0FF5HOUT41H,AL;1號數(shù)據(jù)口MOVAL,AHOUT41H,AL第二十頁，共三十八頁，2022年，8月28日高2.方式1——單脈沖觸發(fā)器（GATE邊沿觸發(fā),硬件觸發(fā),啟動新一輪計數(shù)）

第二十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日3.方式2----分頻器(具有計數(shù)初值自動重裝能力)3第二十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日4.方式3--方波發(fā)生器(具有計數(shù)初值自動重裝能力)

由OUT指令對CR置初值觸發(fā)！第二十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日例8.5:使2號定時器,工作在方式3,計數(shù)初值N=1000H,二進制計數(shù).試寫出8253初始化程序段.8253端口地址:40H,41H,42H,43HMOVAL,10100110B;2號定時器,方式3OUT43H,ALMOVAX,1000HOUT42H,ALMOVAL,AHOUT42H,AL;送2號數(shù)據(jù)口高8位，低8位自動為0第二十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日4.方式4----軟件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器第二十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日5.方式5----硬件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器第二十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日提問：8253有幾種工作方式？主要區(qū)別在哪？什么是軟件觸發(fā)？什么是硬件觸發(fā)？可重裝初值的工作方式是哪些？方式2,4,5波形相同，均輸出一個CLK負脈沖。方式1,5工作方式同(硬件觸發(fā))，波形不同。方式0,2,3,4在寫入計數(shù)值后開始計數(shù)；1,5還需外部觸發(fā)。只有方式2,3是連續(xù)計數(shù)，其它需重啟。第二十七頁，共三十八頁，2022年，8月28日置控制字和計數(shù)初值。已知:CLK的頻率fclk與定時的時間Tout計數(shù)初值:N=定時時間Tout/時鐘脈沖周期Tclk

=時鐘頻率fclk/輸出頻率fout=fclk

Tout

8.38253應用舉例例：設8253的fclk=1MHZ，最大計數(shù)初值為：

N=65536，則：一個定時器最大定時時間：

Tmax=N/fclk=65536/106=0.065536s第二十八頁，共三十八頁，2022年，8月28日8.3.1脈沖發(fā)生器例：設置定時/計數(shù)器，使得OUT0輸出周期為10ms的脈沖信號。定時常數(shù)N=Tout*fclk

=10*10-3*1.19318*106

=11931.8=2E9BH解：MOV AL，00110100BOUT 43H，ALMOV AL，9BHOUT 40H，ALMOV AL，2EHOUT 40H，AL工作方式的選擇？方式2！8.38253應用舉例第二十九頁，共三十八頁，2022年，8月28日例8.6：設定時器0、定時器1工作于方式2，外部提供一個時鐘,頻率f=2MHZ。要求定時器1每5ms產(chǎn)生一個脈沖，定時器0每5s產(chǎn)生一個脈沖。2).將定時器1的CLK1接2MHZ時鐘，計數(shù)初值：3).將定時器1的OUT1端接到定時器0的CLK0端,定時器0的計數(shù)初值:1).一個定時器的最大定時時間：

65536/（2*106）=0.032768s=32.768ms第三十頁，共三十八頁，2022年，8月28日地址譯碼CPUD7~D0AB8253兩個定時器串連使用第三十一頁，共三十八頁，2022年，8月28日8253初始化程序:MOVAL,00110100B;0號定時器,方式2OUT43H,ALMOVAX,1000OUT40H,ALMOVAL,AHOUT40H,ALMOVAL,01110100B

;1號定時器,方式2OUT43H,ALMOVAX,10000OUT41H,ALMOVAL,AHOUT41H,AL究竟如何執(zhí)行得到計數(shù)？通過時序，電路控制第三十二頁，共三十八頁，2022年，8月28日例8.7：有一個頻率發(fā)生器，其頻率為1MHZ，要求用8253產(chǎn)生每秒一次的信號，8253如何連接？寫出初始化程序。8253端口地址:40H,41H,42H,43H解：

1MHZ變?yōu)槊棵?次，需要經(jīng)過106分頻，一個通道的計數(shù)值最大為65536，故需兩個通道級連，每個通道計數(shù)為1000次?？蛇x擇通道0和通道1級連，都工作在方式2。第三十三頁，共三十八頁，2022年，8月28日MOVAL，00110100BOUT43H，ALMOVAX,1000OUT40H,ALMOVAL,AHOUT40H,ALMOVAL，01110100BOUT43H，ALMOVAX,1000OUT41H,ALMOVAL,AHOUT41H,AL8253初始化程序：通道0初始化通道1初始化第三十四頁，共三十八頁，2022年，8月28日8.3.2發(fā)聲器8.38253應用舉例例：利用8253發(fā)600Hz的聲音。按任意鍵，開始發(fā)聲；按ESC鍵，停止發(fā)聲。解：根據(jù)題意，有三項工作：一是發(fā)聲的頻率應滿足600Hz；二是揚聲器的開和關。

計數(shù)初值：N=1.19318*106/600=1983揚聲器開關控制：設置一個與門來控制。第三十五頁，共三十八頁，2022年，8月28日CLK2OUT2GATE2PB0PB182538255&濾波功放1.19MHz圖1發(fā)聲器電路原理第三十六頁，共三十八頁，2022年，8月28日DATASEGMENTM1DB'HELLO!',0DH,0AH,'$'DAT